ЭНЦИКЛОПЕНИЯ
УДК 087.5:62(031) ББК 30я2
TNITED NATIONS EDICATIONAI SCIENTIFIC ANDCILTVRAL ORGANIZATION
IIEStl
INTERNATIONAL CENIERDf EDLRATIONAL SYSTEMS
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЦЕНТР ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ
CENTRE INTERNATIONAL DES SYSTEMES DEDICATION
ICES
МЕЖДУНАРОДНАЯ КАФЕДРА-СЕТЬ UNESCO/IC* "ПЕРЕДАЧА ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ"
Рекомендовано Международным центром обучающих систем (МЦОС) и международной кафедрой-сетью ЮНЕСКО МЦОС в
качестве учебного пособия.
Все тома, вышедшие в серии «Энциклопедия для детей», рекомендованы Департаментом общего среднего образования
Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации.
Ассоциация книгораспространителей Независимых Государств. Московский городской Дворец творчества детей и
юношества. Московский детский фонд. Государственная республиканская детская библиотека наградили в конкурсе на
лучшую книгу года издательское объединение «Аванта+ » дипломом от 29.03.99 за лучший издательский проект года для
детей и юношества.
За профессиональное издательско-полиграфическое исполнение «Энциклопедии для детей» Государственный комитет
Российской Федерации по печати наградил «Издательский центр ..Аванта+ "» дипломом от 04.09.97.
Оргкомитет XI Московской Международной книжной ярмарки. Генеральная дирекция международных книжных выставок и
ярмарок наградили издательское объединение «Аванта+ » дипломом от 02.09.98 как победителя в номинации «Самый
массовый познавательный проект 1998».
Энциклопедия для детей. Т. 14. Техника / Глав. ред. Э68 М.Д. Аксёнова. — М.: Аванта+, 1999. — 688
с.: ил.
ISBN 5-8483-0011-9 (т. 14) ISBN 5-8483-0001-1
В томе «Техника» серии «Энциклопедия для детей» рассказывается о многообразном и сложном мире техники — от чопперов
из Олдувайского ущелья до космических кораблей. Особенно полно описана современная техника — автомобили, самолёты,
компьютеры, научные приборы, военная техника. Усвоить информацию помогают красочные иллюстрации, большая часть
которых выполнена специально для этого тома. Книга адресована школьникам и студентам.
УДК 087.5:62(031) ББК 30я2
«Издательский центр .Аванта+"» является правообладателем настоящего издания. Использование издания в целом или любой
его части без разрешения «Издательского центра ,.Аванта+"» влечёт ответственность в соответствии с действующим
законодательством.
ISBN 5-8483-0011-9 (т. 14) ISBN 5-8483-0001-1
«Издательский центр ,.Аванта+"». 1999
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ДЛЯ ДЕТЕЙ Т. 14. ТЕХНИКА
Совет директоров
М. Аксёнова Г. Храмов
Главный редактор
М. Аксёнова
Главный художник
Е. Дукельская
Методологический редактор тома
В. Володин
Ведущие научные редакторы тома
Б. Козлов
С. Транковский
Ответственные редакторы тома
И. Кудрявцева И. Русецкая
Редактирование и корректура
С. Суставова —
начальник отдела О. Еремеева —
старший редактор И. Антонова — редактор С. Бардина — редактор Е. Чеканова — редактор И.
Горовая — корректор И. Леонтьева — корректор
А.	Русакова — корректор
В.	Рябцева — корректор Л. Антонова — редактор
проверки
Художественный редактор
М. Ефременко
Подбор иллюстраций
А Пущина М. Радина В. Доброхотова М. Шенгелия
Изготовление оригинал-макета
Л. Харченко К. Иванов
А.	Володарский Р. Сурин
Набор и считка
М. Кудрявцева —
начальник отдела Ю. Антонова Ю. Ашмарина Н. Гольдман О. Демидова Н. Липатова Т.
Поповская И. Самсонова Ф. Тахирова Е. Терёхина Н. Шевердинская О. Шевченко
Координатор
О. Торгуй
Директор
по производству
И. Кошелев
Технолог производства
Т. Любцова
Художники
М. Аверьянов
В.	Бадалов
С.	Балакин А Беседина М. Дмитриев А. Евдокимов А Краснов Н. Краснова Ю. Левиновский А.
Рожнов
Е.	Сурикова С. Товстиади 3. Флоринская
А.	Шечкин Ю. Юров
Фотографы
С. Александров 3. Василия Г. Вильчек М. Глазов Г. Дерновой Ю. Егоров П. Кривцов
В.	Леонов Ю. Любцов
Г. Макарычев
А Миньков С. Перов И, Пискарев В. Родькин
В. Руйкович О. Синицына И. Стин
А. Фирсов И. Фирсов М. Фролов Д. Хазанов
С.	Цветков
Т. Шахвердиев Б. Шехватов
Фотографии
и изобразительные
материалы предоставлены
Музеем М.В. Ломоносова (Санкт-Петербург); Политехническим музеем; Библиотекой Политех-
нического музея; Архивом Института истории материальной культуры; Институтом истории
естествознания и техники РАН; Музеем книги; Государственным Эрмитажем; агентством
«Фото ИТАР-ТАСС»; Архивом РАН; «Первой Образцовой типографией»; Музеем Революции;
Дмитровским историко-художественным музеем; Российской государственной библиотекой;
Музеем Вооружённых сил; Комитетом по метеоритам РАН; НПО «Машиностроение»; А.
Блохом; А. Гапоном; 3. Ивановой; А Красновым; И. Леоновой; Ю. Мазуровым; В. Рудаковым;
А. Сагаловичем; С. Транковским; С. Цветковым; Л. Шугуровым
Суперобложка
А. Рожнов 10. Юров
Шмуцтитулы
Е. Дукельская
«Аванта+» благодарит Национальное управление по аэронавтике и исследованию кос-
мического пространства США (NASA), Гидрометцентр России, НПО «Молния», А. Власова, Г.
Иванько, О. Севастьянову
«Всемирная история»
«Биология*	«География*	«Геология»
„	«Религии мира»
 Релит ии мира»	.	'
,	,,	(часть 2)
(часть 1)
«Астрономия»
«Искусство»
«Языкознание.	«Математика»	«Искусство» (часть 2)
Русский язык»
(часть I)
•Русская литература»
литература»	(часть 2)
(часть 1)
«Страны. Каролы.
Цивилитаиии»
«Россия: физическая
и экономическая
теография»
«Техника»
СОДЕРЖАНИЕ
Издательство
К читателю (Гурген Григорян, Борис Козлов, Виктор Володин)........5
ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ
НА ЗАРЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ
Когда и как возникла техника (Борис Козлов)................12
Орудия труда каменного века (Наталья Леонова)..............20
Что было после каменного века (Борис Козлов)...............32
Технические достижения древних земледельческих цивилизаций (Борис Козлов).34
Техника Древней Греции и Рима (Леонид Жмудь)...............45
Дополнительные очерки
Сколько лет находке? (Борис Козлов) — 16.
Уиллард Фрэнк Либби (Борис Козлов) — 17.
Что такое «моральное старение» (Борис Козлов) — 19.
Так ли примитивно ручное рубило (Наталья Леонова) — 23.
Плетение и ткачество (Наталья Леонова) — 28.
Керамика (Наталья Леонова) — 31.
Неолитическая революция (Наталья Леонова) — 32.
Колесо и колёсная повозка (Борис Козлов) — 35.
Спор между Мотыгой и Плугом (Борис Козлов) — 36.
Шадуф и водоподъёмное колесо (Борис Козлов) — 39.
Существуют ли загадки пирамид? (Борис Козлов) — 40.
Организация труда (Борис Козлов) — 41.
«Вторая природа» (Леонид Жмудь) — 45.
Архимед (Борис Козлов) — 48.
Водяная помпа (Леонид Жмудь) — 51.
Водяные часы Ктесибия (Леонид Жмудь) — 51.
«Такова природа механики,,,» (из «Математического собрания» греческого ученого Паппа
Александрийского) — 52.
Античные суда (Владимир Краснов) — 58.
СРЕДНИЕ ВЕКА И ВОЗРОЖДЕНИЕ
Техника Востока и Запада. Место встречи — Европа (Дмитрий Баюк)....61
Мастера и подмастерья (Дмитрий Баюк).....................70
Технические идеи эпохи Возрождения (Дмитрий Баюк).............72
Взлёт и падение мануфактуры (Борис Козлов).................78
Дополнительные очерки
Компас (Борис Козлов) — 62.
Великий мечтатель (Дмитрий Баюк) — 63.
Мельницы в Средние века (Борис Козлов) — 64.
Средневековое морское судоходство (Борис Козлов) — 66.
«Регистры ремёсел и торговли города Парижа». О сукноделах (Борис Козлов) — 71.
Порох и огнестрельное оружие (Дмитрий Баюк) — 73.
Великий инженер и живописец Леонардо да Винчи (Дмитрий Баюк) — 77.
НАУКА И ТЕХНИКА НОВОГО ВРЕМЕНИ
Научная революция XVII века (Борис Козлов).................80
Промышленный переворот (Борис Козлов)....................88
Кто изобрёл конвейер? (Борис Козлов)....................100
Дополнительные очерки
Лейденская банка (Борис Козлов) — 86.
Изобретение вакуумного насоса (Василий Борисов) — 91.
Токарь императора (Борис Козлов) — 93.
Русский механик и инженер Иван Кулибин (Борис Козлов) — 94.
От паруса к паровой машине (Владимир Краснов) — 96.
Что такое индустриализация (Борис Козлов) — 98.
«Титаник» (Михаил Дмитриев) — 100.
МИР СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ
ЧТО ТАКОЕ СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНИКА
Кто открыл дорогу современной технике (Борис Козлов).......104
Электротехника, которая изменила мир (Алексей Кротов)........111
Электронные приборы (Василий Борисов).................120
Радиолокация в годы войны и мира (Василий Борисов).........128
Лазерная техника и технология (Сергей Транковский).........131
Пионеры ракетно-космической техники (Василий Борисов)......139
Дополнительные очерки
Томас Эдисон (Василий Борисов) — 106.
Александер Белл (Василий Борисов) —108.
Вильгельм Конрад Рентген (Василий Борисов) — 110.
Изобретение электрической сварки (Василий Борисов) — 113.
Борис Семёнович Якоби (Екатерина Будрейко) — 115.
Изобретение электродвигателя (Василий Борисов) — 116.
Никола Тесла — исследователь и мечтатель (Василий Борисов) — 118.
Изобретение радио (Василий Борисов) — 124.
Жидкие кристаллы (Борис Козлов) — 126.
Как работает радиолокатор (Сергей Транковский) — 129.
ТЕХНИКА И НАУКА
Что такое фундаментальные и прикладные науки (Сергей Транковский)....142
Техника для исследования структуры материи (Сергей Транковский, Анна Шишлова,
Геннадий Дерновой).................................145
Нанотехника — технология настоящего и будущего (Сергей Транковский)..157
Технические средства исследования недр Земли (Виктор Хмелевской, Виктор Калинин) ..162
Как люди узнают тайны океана (Борис Шехватов)..................170
Техника для исследования атмосферы (Станислав Перов)...........175
Биосфера и средства её изучения (Василий Борисов)..............182
Техника космических исследований (Сергей Транковский)..........184
Международная космическая станция (Владимир Максимовский)..........193
Технология в космосе (Сергей Александров)...................195
Дополнительные очерки
Степан Тимошенко (Василий Борисов) — 143.
Изготовление реплик (Анна Шишлова) — 148.
Растровый ультразвуковой микроскоп (Анна Шишлова) — 148.
«Живые» магниты (Анна Шишлова) — 151.
Мотор размером с молекулу и «разумная пыль» (Юрий Фролов) — 158.
Аппаратура для обработки геофизических данных (Виктор Хмелевской, Виктор Калинин) — 163.
Геофизические исследования скважин (Виктор Хмелевской, Виктор Калинин) — 165.
«Мир» (Борис Шехватов) — 174.
Чтобы составить точный прогноз погоды... (Ирина Мерцалова) — 176.
Щит Земли (Станислав Перов) — 178.
«Вояджер» (Сергей Александров) — 186.
Программа «Аполлон» (Владимир Максимовский)— 188.
Станция «Мир» (Владимир Максимовский)— 190.
«Марс Патфайндер» (Сергей Транковский)— 192.
Инструмент для космонавтов (Сергей Александров) — 196.
Космический радиотелескоп КРТ (Сергей Александров) — 197.
ВЕЩЕСТВО И ЭНЕРГИЯ
Добыча природных веществ и превращение их в материалы (Юрий Кривоносов).199
Конструкционные материалы (Сергей Евсюков).....................207
Гальванотехника (Екатерина Будрейко).........................211
Материал-универсал (Давид Рохленко)........................212
Алмазы в технике (Сергей Евсюков)..........................220
«Товарищество братьев Нобель» в России (Абрам Блох)...............222
Энергетика сегодня и,,, всегда (Алексей Кротов)................224
Как была изобретена паровая турбина (Василий Борисов).............227
Тепловая электростанция: и светит, и греет (Григорий Полевичек)......229
Атомные электростанции (Сергей Транковский)....................230
Работает вода (Григорий Полевичек).........................231
Гидроэлектростанция на Гольфстриме (Давид Рохленко)...............235
Энергия ветра (Юрий Фролов).............................238
Геотермальные электростанции (Давид Рохленко)..................240
Солнце, свёрнутое бубликом (Дмитрий Баюк)......................241
«Водородная экономика» (Борис Козлов)........................245
Энергия из космоса (Сергей Александров)......................246
Вечный соблазн вечного движения (Сергей Транковский)..............248
Дополнительные очерки
Доменная печь (Юрий Кривоносое) — 200.
Прокатный стан (Юрий Кривоносое) — 204.
Конвертер (Юрий Кривоносое) — 204.
Что такое металлы (Юрий Кривоносое) — 210.
Топливные элементы (Алексей Кротов) — 226.
Приливные электростанции (Давид Рохленко) — 233.
ОТ ЗАМЫСЛА ДО МАШИНЫ
Как создаётся техника (Александр Аристов)....................255
Дизайн (Игорь Зайцев)................................263
Машины делают машины (Александр Аристов).....................267
Роторно-конвейерные линии академика Кошкина (Сергей Александров).....271
Патентное право (Борис Козлов)..........................273
Дополнительные очерки
Язык чертежа (Александр Аристов) — 256.
Деталь и её чертёж (Сергей Транковский) — 257.
Понятие об измерениях (Александр Аристов) — 260.
Что такое качество (Александр Аристов) — 262.
Стайлинг (Александр Краснов) — 264.
Вторая жизнь машин и их деталей (Сергей Евсюков) — 268.
Из истории патентного права (Борис Козлов) — 274.
Как Утёнок Дональд стал изобретателем (Сергей Транковский) — 2 74.
Бесполезные изобретения (Юрий Фролов) — 2 75.
Сколько стоит «ноу-хау» (Борис Козлов) — 276.
ИНФОРМАЦИЯ И СВЯЗЬ
Почта, телеграф, телефон,,, (Сергей Александров).............278
Чем люди пишут (Сергей Евсюков).........................281
Как сегодня печатают книги (Елена Павлова, Игорь Кошелев)..........283
Компьютеры (Николай Хохлов).............................290
Компьютерные сети (НиколайХохлов)........................301
Сеть сетей (Николай Хохлов).............................304
Дополнительные очерки
Почему мобильный телефон называется сотовым? (Сергей Александров) — 281.
Линотип (Борис Козлов) — 285.
Ризограф — маленькая типография (Елена Павлова) — 286.
Ксерокопирование (Семён Федосеев) — 288.
Не то карты, не то платы (Николай Хохлов) — 295.
Принтеры (Семён Федосеев) — 296.
Модем (Николай Хохлов) — 299.
ДВИЖЕНИЕ — ЭТО ЖИЗНЬ
Автомобиль (Лев Шугуров)..............................308
Рождение автомобиля (Василий Борисов)....................329
Автомобиль будущего (Лев Шугуров)........................335
Велосипед (ОлегКурихин)..............................337
Мотоцикл (Олег Курихин)..............................340
Трамвай, троллейбус, фуникулёр (Алексей Ардашев).............346
Железнодорожный транспорт (Николай Кудрявцев)................350
Магнитоплан (Сергей Александров).........................361
Подземный городской транспорт (Елена Павлова)................363
Суда и корабли (Сергей Балакин).........................365
Морские суда (Владимир Краснов).........................372
Речные суда (Сергей Балакин)..........................380
Техника для навигации (Владимир Краснов)....................388
Порты и доки (Владимир Краснов).......................393
Гражданская авиация (Сергей Цветков).....................396
После войны..............................................410
Авиация в СССР...........................................416
Вертолёты (Вадим Михеев)..............................423
Экраноплан и экранолёт (Юрий Макаров)....................427
Дирижабль (Михаил Павлушенко, Ирина Русецкая)................428
Транспорт «Земля—космос» (Сергей Александров)...................439
Дополнительные очерки
«Что в имени тебе моём...» (Лев Шугуров) — 309.
Гоночные автомобили (Лев Шугуров) — 312.
Специальные автомобили (Лев Шугуров) — 316.
Стальной конь (Елена Павлова) — 318.
Сельскохозяйственные комбайны (Елена Павлова) — 321.
Дифференциал (Лев Шугуров) — 322.
Автомобильные двигатели (Лев Шугуров) — 324.
Сцепление (Лев Шугуров) — 327.
Подвеска (Лев Шугуров) — 327.
Гидропривод (Лев Шугуров) — 328.
«Самоход вполне русского производства» (Олег Курихин) — 331.
Рудольф Дизель (Василий Борисов) — 333.
Из истории железных дорог (Николай Кудрявцев) — 351.
Туннель под Ла-Маншем (Михаил Дмитриев) — 359.
Железные дороги некоторых зарубежных стран (Николай Кудрявцев) — 360.
Учебные парусные суда (Сергей Балакин) — 368.
Яхты (Владимир Краснов) — 369.
Якоря (Сергей Балакин) — 3 72.
«Голубая лента Атлантики» (Сергей Балакин) — 373.
Промысловые суда (Сергей Балакин) — 375.
Суда на воздушной подушке (Сергей Балакин) — 382.
Суда на подводных крыльях (Сергей Балакин) — 384.
Шлюзы (Владимир Краснов) — 387.
Маяки (Владимир Краснов) — 390.
Авиация два тысячелетия назад (Сергей Транковский) — 396.
Братья Уилбер и Орвилл Райты (Василий Борисов) — 398.
Покорение Атлантики (Сергей Цветков) — 401.
Как устроен самолёт (Анатолий Маркуша) — 402.
Многомоторные самолёты и русские авиаконструкторы (Василий Борисов) — 404.
Кто быстрее? (Сергей Цветков) — 406.
Пассажирский самолёт Ли-2 (Игорь Боечин) — 416.
Оранжевый «чёрный ящик» (Генри Лифшиц) — 418.
Пассажирский самолёт Ту-334 (Игорь Боечин) — 420.
Ил-96Т (Игорь Боечин) — 420.
Амфибия Бе-200 (Игорь Боечин) — 423.
Вертолёт Ми-8 (Игорь Боечин) — 425.
От игрушки к вертолёту (Валим Михеев) — 426.
Рождение воздухоплавания (Михаил Павлушенко, Ирина Русецкая) — 429.
«Летучая барка» (Михаил Павлушенко, Ирина Русецкая) — 430.
К Луне на пузырях и бутылках (Михаил Павлушенко, Ирина Русецкая) — 430.
«Аэростат металлический управляемый» (Михаил Павлушенко, Ирина Русецкая) — 431.
Военная «профессия» дирижабля (Михаил Павлушенко, Ирина Русецкая) — 434.
Гибель дирижаблей-гигантов (Михаил Павлушенко, Ирина Русецкая) — 436.
Дирижабли «Аэростатика» (Александр Кирилин) — 437.
«Союз-У» (Сергей Александров) — 440.
«Протон» (Сергей Александров) — 441.
Сверхтяжёлый ракета-носитель Н1 (Сергей Александров) — 442.
«Сатурн-5» (Сергей Александров) — 442.
ОТ РАЗВЛЕЧЕНИЯ К УВЛЕЧЕНИЮ
Фотографическая техника (Сергей Транковский)...................444
Голография — «полная запись» (Сергей Транковский)................452
24 кадра в секунду (Сергей Транковский)......................457
Техника телевидения (Александр Ганон)........................459
Эволюция кинозвука (Игорь Киселёв)..........................470
Аудиотехника. От Hi-Fi к Hi-End (Александр Ганон) ................473
Лазерный диск (Елена Павлова)............................478
Электромузыкальные инструменты и синтезаторы (Александр Ганон).........480
«Художества огненныя», или фейерверки (Алексей Ардашев).............484
Дополнительные очерки
Будущее голографии (Сергей Транковский) — 456.
Кабельное телевидение (Александр Ганон) — 460.
Устройство кинескопа — телевизионной трубки (Александр Ганон) — 462.
Механическое телевидение (Александр Гапон) — 463.
Владимир Зворыкин (Василий Борисов) — 464.
Устройство иконоскопа (Александр Ганон) — 465.
Видеотехника (Сергей Транковский) — 466.
Компакт-диски XXI века (Елена Павлова) — 479.
Что такое MIDI (Александр Ганон) — 483.
Как устроен фейерверк (Алексей Ардашев) — 487.
ВОЕННАЯ ТЕХНИКА
Чем воюет пехота (Семён Федосеев)...........................488
Стрелковое оружие. Взгляд изнутри (Семён Федосеев).................498
Военная техника сухопутных войск XXI века (Семён Федосеев)............505
Стена огня (Алексей Ардашев).............................509
Какая бывает артиллерия (Семён Федосеев)......................513
Самоходные артиллерийские установки (Василий Маликов)..............518
Боевые ракеты (Сергей Александров)......................523
Танки (Игорь Шмелёв)................................528
Бронеавтомобили (Игорь Шмелёв)..........................538
Техника инженерных войск (Алексей Ардашев)...................544
Наземное минное оружие (Владимир Краснов)....................547
Техника воздушно-десантных войск (Сергей Александров)............550
Военная авиация (Сергей Цветков)........................555
Оружие противовоздушной обороны (Сергей Александров, Семён Федосеев).....577
Военно-морской флот (Сергей Балакин).....................581
Надводные корабли (Сергей Балакин).......................582
Подводные лодки (Игорь Боечин)...........................594
Морское оружие (Сергей Балакин)..........................604
Оружие массового поражения (Владимир Краснов)................609
Техника «тайной войны» (Алексей Ардашев).....................614
Дополнительные очерки
Оружие, покорившее мир (Семён Федосеев) — 490.
Какое ещё бывает оружие? (Семён Федосеев) — 494.
Гранатомёт «Муха» (Игорь Боечин) — 495.
Гранатомёт «Таволга» (Игорь Боечин) — 495.
Калибры (Семён Федосеев) — 498.
Патроны (Семён Федосеев) — 500.
Автомат АЕК (Игорь Боечин) — 505.
Штурмовая «Гроза» (Игорь Боечин) — 506.
Снайперское крупнокалиберное оружие (Игорь Боечин) — 506.
Электромагнитные ускорители (Семён Федосеев) — 507.
«Стволы для космонавтов» (Игорь Боечин) — 508.
Чем стреляет артиллерия (Семён Федосеев) — 514.
Огонь на войне (Алексей Ардашев) — 516.
Самодвижущиеся орудия (Василий Маликов) — 519.
История боевых ракет (Сергей Транковский) — 524.
Зенитная ракета 9М96Е (Сергей Александров) — 52 7.
Что дальше? (Сергей Александров) — 551.
Несколько слов о вертолётах (Сергей Александров) — 552.
Броня «крылатой пехоты» (Сергей Александров) — 554.
Палубная авиация (Сергей Цветков) — 559.
Первое управляемое оружие (Сергей Цветков) — 562.
Воздушные танкеры (Сергей Цветков) — 566.
Су-ЗОМК (Игорь Боечин) — 570.
Боевые вертолёты Ка-50 и Ка-52 (Сергей Транковский) — 572.
Вертолёт Ка-60 (Сергей Александров) — 573.
Авиация XXI века (Сергей Цветков) — 5 74.
Истребитель Су-37 «Беркут» (Игорь Боечин) — 576.
«Чёрная птица» (Сергей Цветков) — 577.
Два поколения российских зенитных ракетных комплексов (Сергей Александров, Семён Федосеев)
— 578.
Боевые корабли речных флотилий (Сергей Балакин) — 589.
Что есть что (Игорь Боечин) — 596.
Шестовые мины (Сергей Балакин) — 608.
Как отравили Балтику (Владимир Краснов) — 610.
Уничтожение химического оружия (Владимир Краснов) — 611.
Где испытывали ядерное оружие (Владимир Краснов) — 612.
Ксерокс с «закладкой» (Юрий Фролов) — 617.
Туннель под границей (Алексей Ардашев) — 619.
Стреляющий портсигар (Игорь Боечин) — 622.
Ручной гранатомёт «Непрядва» (Игорь Боечин) — 623.
КАКАЯ ЕЩЁ БЫВАЕТ ТЕХНИКА
Время, которое всегда с тобой (Григорий Полевичек).............624
Транспорт внутри зданий (Алексей Ардашев)..................627
Прачечная на дому (Григорий Полевичек).....................634
Техника для текстильной промышленности (Евгения Евсюкова).........635
Сапог на конвейере (Елена Якуб).........................643
Полицейская техника (Алексей Ардашев)......................649
Дополнительные очерки
От печи Емелиной к микроволновой (Григорий Полевичек) — 633.
Самовар и электрочайник (Григорий Полевичек) — 633.
Кухонный комбайн (Григорий Полевичек) — 633.
Ковроткачество (Евгения Евсюкова) — 638.
Рентгеновская диагностика (Сергей Александров) — 646.
Ультразвуковая диагностика (Андрей Елков) — 64 7.
Операции без скальпеля (Андрей Елков) — 647.
Если организм не справляется (Сергей Александров) — 648.
«Субмарина» в артерии (Юрий Фролов) — 648.
Электрический автомат (Игорь Боечин) — 649.
Шестизарядный «Носорог» (Игорь Боечин) — 650.
Дубина — оружие правопорядка (Алексей Ардашев) — 652.
ЧЕЛОВЕК, ТЕХНИКА, ПРИРОДА
Человеческие проблемы техники (Борис Козлов)................654
Космическая безопасность (Сергей Александров)...............659
Человек и машина (Алексей Кротов)......................661
Завещание президента Римского клуба (Борис Козлов)...........663
Дополнительные очерки
Цикл Ревнивцева, или Куда денется мусор? (Борис Козлов) — 656.
Эргономика (Борис Козлов) — 662.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Предметный указатель ..............................666
Именной указатель.................................672
Советуем прочитать...............................685
К ЧИТАТЕЛЮ
«Прежде всего, следует сказать, о чём исследование и дело какой оно науки» — так начинается
одна из книг великого энциклопедиста древности, греческого философа Аристотеля. Том,
который вы держите в руках, называется «Техника». И если следовать Аристотелю, нужно
вначале ответить на, казалось бы, простой вопрос: что такое техника? Но сделать это не так-то
легко.
Каждый из возможных ответов по-своему правилен, но не окончателен. Да и как можно
окончательно определить предмет, если он постоянно изменяется, развивается? Может быть, в
тот самый момент, когда вы читаете эти строки, где-то совершается открытие, которое через
какие-нибудь 10— 15 лет коренным образом изменит образ жизни всего человечества.
Мир современной техники не менее многообразен и сложен, чем природный. Но в отличие от
природы этот безграничный мир люди создавали собственными руками, для своих надобностей
на протяжении всей своей истории. Уже самые древние люди умели делать простейшие
технические приспособления. Постепенно, вместе с развитием техники, изменялся и сам
человек.
Если представить историю человечества в виде дороги, где один миллиметр пути соответствует
году, то всё время от возникновения техники (изобретения первых каменных орудий) до наших
дней уложится примерно в три километра. Земледелие и
Техника может представлять собой орудия труда для изготовления других орудий труда в виде
инструментов, машин, производственного оборудования разных типов; к ней относятся также
методы и способы действия. В последнем смысле понятие техники выходит за рамки
инженерной техники: оно охватывает также организационную технику и системотехнику, но,
кроме того, и технику нанесения мазков кистью, которую применяет художник, или технику
дыхания, которую практикует певец, т. е. все специальные методы, позволяющие лучше
достигать чего бы то ни было.
Ханс Закссе, современный немецкий философ
Каждый исторический период может только тогда иметь правильное представление о своей
технике, если он имеет столь же верное представление о человеке и его месте в мире. Если
человек лишь Homo Faber (человек делающий), тогда он крайне опасен. Homo Faber —
полезная составная часть человека, только если и поскольку человек признан как Homo sapiens
(человек разумный).
Алоиз Хунинг, профессор Дюссельдорфского университета (Германия)
5
Если открытое море шумит у ваших неуютных утёсов, вы должны построить волнолом и
создать удобную гавань; если грязь, а за ней болезни опустошат ваши дома, вы должны отвести
к себе воду из горных рек и дать свежему воздуху свободно гулять по улицам города; если от
голода бледнеют чьи-то губы и истощается тело, вы обязаны создать машины, чтобы возделать
степи и осушить болота, заставить колоситься хлеба на прежде бесплодных просторах; вы
должны научиться выжимать мёд и масло из каменных скал. Всё это и тысячи таких же вещей
мы должны делать постоянно — теперь и в будущем — в том великом хозяйстве — мире, в
котором мы живём. И всё это — дело инженера.
Джон Рескин, инженер
скотоводство, керамическая посуда, изделия из меди и бронзы, письменность появятся только
на последних десяти метрах этого пути. Великие гробницы фараонов — египетские пирамиды,
металлургия и железный топор встретятся лишь за несколько метров до конечного пункта —
нашего времени. Падение Римской империи и начало Средневековья расположатся в полутора
метрах от сегодняшней отметки, а возникновение книгопечатания — чуть далее полуметра.
На расстоянии около четверти метра — патент Дж. Уатта на изобретённый им универсальный
паровой двигатель. Массовым же применением машин в промышленности будут отмечены
только последние 15—20 сантиметров на шкале истории. Развитие машиностроения было бы
невозможно без дифференциального и интегрального исчисления, поэтому начало
использования высшей математики в технических расчётах можно считать рождением
профессий инженера и конструктора.
Особенно значительные изменения в технике произошли в первой половине нашего столетия
— периоде, по историческим меркам чрезвычайно коротком. В дециметре от нашего времени
по шкале истории Дж. Томсон доказал существование электрона. Появление электрических
лампочек Лодыгина, Яблочкова и Эдисона, автомобилей Даймлера и Бенца, самолёта братьев
Райт, радио Попова и Маркони, вакуумных и полупроводниковых приборов уместятся на
отрезке длиной в пять сантиметров. Если же вы захотите нанести на эту «картинку» даты
создания видеокассет, компакт-дисков, персональных компьютеров, первый полёт человека в
космическом корабле и первую лунную экспедицию, появление процессоров Pentium,
всемирной компьютерной сети Интернет и многих других современных технических
изобретений, то придётся использовать линейку с миллиметровыми делениями.
Взглянув на получившееся изображение, легко обнаружить, что чем ближе к нашим дням, тем
гуще расположены отметки технических изобретений. Да и сами изобретения становятся всё
более сложными. Ещё в первой четверти XX столетия в Москве и Ленинграде легче было
нанять для разъездов по городу конный экипаж, чем найти автомобиль — такси. Пожарные
команды в этих городах выезжали на пожар на телегах. Лошади мчались вскачь, трубач трубил,
предупреждая прохожих, медные каски сияли на солнце, гром, стук — зрелище
Паровая машина Уатта. Макет.
Политехнический музей. Москва.
6
было чудесное! А в середине столетия представить себе жизнь людей без техники стало
невозможно.
Изложить во всех подробностях историю техники в одной книге весьма затруднительно.
Поэтому в первом разделе данного тома приводится лишь историческая панорама развития
техники — от пещер каменного века до каменных джунглей нашего времени. Из статей,
помещённых здесь, вы узнаете, когда, где и как были сделаны самые важные технические
изобретения, каким образом они влияли друг на друга и на нашу жизнь.
Основная же часть книги посвящена современной технике. Она сопровождает нас всю жизнь,
но много ли мы о ней знаем? Ведь каждый в отдельности имеет дело только с ограниченным
числом технических устройств и сооружений. Гораздо больше остается «за кадром». Например,
все привыкли к электрическому освещению и обогреву. Но кому удалось увидеть вблизи
атомный реактор или побывать на АЭС? Гигантские плотины гидроэлектростанций, нефтяные
вышки знакомы большинству только по фотографиям и телевизионным передачам. Мы ездим в
поездах, на автомобилях и мотоциклах, охотно пользуемся электронными приборами, но вряд
ли многие из нас разбираются в их устройстве.
Как же сориентироваться в бесконечном море технических знаний, накопленных
человечеством за много веков? Как отобрать только самое важное — то, что должно быть
известно каждому? И как разместить всё это в одной книге?
Проще всего информация о технике расположена в специальных словарях и энциклопедиях: по
названиям, в алфавитном порядке. Если читатель уже достаточно хорошо разбирается в
предмете и хочет лишь уточнить какую-то деталь, имя, дату, это удобно. В книге же,
предназначенной для первого чтения, статьи должны быть упорядочены иначе — тематически.
В начале второго раздела этого тома рассказывается о важнейших областях современной
техники, ставших характерными приметами XX в., — электротехнике, радиотехнике,
электронике, лазерной и космической технике. Затем следуют статьи о технике, используемой
учёными для познания Земли, её природы, недр, океана и атмосферы, для проникновения в
глубины микромира или далёкие уголки Вселенной. О технике, с помощью которой добывают,
перемещают и перерабатывают природное сырьё и материалы, энергию и информацию,
говорится в следующих двух главах книги. За ними следуют рассказы о «превращении»
получаемых учёными знаний в промышленную продукцию, в машины и приборы — от
возникновения замысла в голове конструктора до его реализации в готовом изделии,
воплощения в металле и других материалах.
Отдельная глава содержит разнообразную информацию о технике, сокращающей расстояния и
ускоряющей нашу жизнь: об автомобилях, морских и речных судах, самолётах, вертолётах и
дирижаблях. В главе «От развлечения к увлечению» вы найдёте интересные сведения о
фотографической, аудио- и видеотехнике,
...Бастионы технического совершенства, экономической и политической эффективности ни в
коей мере не ограждают нашу культуру от сползания в варварство. Варварство тоже может
пользоваться всеми этими средствами. Оснащённое с таким совершенством, варварство станет
только сильнее и деспотичнее... Варварство может идти в ногу с высоким техническим
совершенством, оно может идти в ногу со всеобщим и повсеместным школьным обучением.
Судить о повышении культуры по снижению безграмотности — это устарелая наивность.
Определённый минимум школьных знаний ещё никоим образом не гарантирует наличия
культуры. Если бросить взгляд на общую духовную ситуацию нашего времени, то вряд ли
можно будет назвать излишне мрачной её оценку в следующих выражениях. Повсюду пышно
цветут иллюзии и заблуждения. Как никогда прежде, люди кажутся рабами слова, лозунга,
чтобы поражать ими друг друга наповал... Нет такого прибора, которым можно было бы
измерить, каков процент поглупевших и одураченных и больше ли он прежнего, но сама
глупость стала могущественнее, чем раньше, она выше восседает на троне и злее вредит...
Самое досадное — это заметное повсюду безразличие к истине, достигающее своей
кульминации в открытом публичном восхвалении политического обмана.
Йохан Хёйзинга, нидерландский историк
7
Задача техники — преобразовывать природу и мир человека в соответствии с целями,
поставленными людьми на основе их нужд и желаний. Лишь редко люди могут выжить без
своей преобразующей деятельности. Без техники люди не смогли бы справиться с окружающей
их природной средой. Техника, следовательно, — это необходимая часть человеческого
существования на протяжении всей истории...
Алоиз Хунинг
Следствием развития техники для повседневной жизни является уверенность в обеспеченности
всем необходимым для жизни, но таким образом, что удовольствие от этого уменьшается,
поскольку эту обеспеченность ожидают как нечто само собой разумеющееся... Всё становится
просто материалом, который можно в любую минуту получить за деньги; в нём отсутствует
оттенок лично созданного. Предметы пользования изготавливаются в громадном количестве,
изнашиваются и выбрасываются, они легко заменимы. От техники ждут создания не чего-то
драгоценного, неповторимого по своему качеству, независимого от моды из-за его ценности в
жизни человека, не предмета, принадлежащего только ему, сохраняемого и
восстанавливаемого, если он портится. Поэтому всё связанное просто с удовлетворением
потребности становится безразличным, существенным только тогда, когда его нет. По мере
того как растёт масштаб обеспечения жизни, увеличивается ощущение недостатка и угрозы
опасности...
Карл Ясперс, немецкий философ
электромузыкальных и других инструментах, используемых в профессиональной работе и
повседневной жизни.
Много нового можно узнать из главы «Военная техника»: о самых современных видах
вооружений и защиты — от ручного стрелкового до межконтинентального ракетного оружия,
от техники воздушно-десантных войск до устройства надводных и подводных кораблей
военно-морского флота. Специалисты написали для вас и о средствах массового поражения: о
ядерном и химическом оружии. Возможно, впервые в литературе для детей рассказывается о
технике «тайной войны» — средствах, используемых разведчиками и контрразведчиками.
В главе, «Какая ещё бывает техника» повествуется о современной медицинской технике и о
технических средствах, применяемых полицейскими и милиционерами. Здесь же вы сможете
прочитать об устройстве разнообразной бытовой техники и машин, обслуживающих человека.
Заключительная глава называется «Человек, техника, природа».
Если бросить беглый взгляд на историю техники, то становится понятно, что её производство
занимает важное, но не всегда одинаковое место в истории. Сначала техника была главным
оружием в борьбе за существование. Техническая революция в неолите, а затем изобретение
металлургии позволили человечеству постепенно улучшить условия жизни. Учёные и
инженеры Нового времени считали, что главная их задача — способствовать увеличению
производства вещей, разнообразной техники, облегчающей труд и жизнь. Для этого они
решили подчинить себе Природу.
Научная и промышленная революции дали человечеству высокоразвитую науку, массовое
машинное производство, наукоёмкую технику, высокие технологии. Человек научился
производить в изобилии разнообразные товары. Новейшая техника стала не только нужной и
полезной, но и доступной. Но возникла проблема иного рода...
Наше время, говорят экономисты, — время изобилия. Современная техника прекрасна,
массовое производство открыло перед обществом небывалые возможности. Остаётся только
научиться правильно пользоваться достижениями науки и техники.
Да, без техники не обойтись. Но ведь современное массовое производство губительно для
живой природы, а значит — и для человека, возражают экологи. Техники выпускается слишком
много, она угнетает биосферу. Отходы промышленности накапливаются на Земле быстрее, чем
идёт их переработка. Особенно опасны радиоактивные и токсичные химические вещества,
которых становится всё больше. Технические сооружения, огромное количество машин и
других технических средств, сельскохозяйственные угодья, мусорные свалки постепенно
вытесняют естественные
8
ландшафты, сокращают сферу природного. Массовое производство техники, особенно военной,
может задушить жизнь на планете Земля!
Некоторые учёные называют современное общество потребительским, потому что потребление
продуктов, вещей, техники превратилось у многих в смысл и цель жизни. Достойна ли такая
цель человека? Привело ли техническое изобилие к постановке новых, великих целей, к иному
пониманию смысла жизни? Сделала ли современная техника людей более добрыми,
человечными, более счастливыми, чем раньше? Да и сколько всего техники нужно человеку?
Как часто её нужно менять? Для чего существует техника?
Десятки специалистов написали эту книгу для того, чтобы вы узнали о технике как можно
больше. Но готовых ответов на все поставленные выше вопросы вы здесь не найдёте.
Возможно, кто-то из читателей тома «Техника» попытается ответить на них сам. Или поставит
новые, ещё более сложные...
9
НА ЗАРЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ
КОГДА И КАК ВОЗНИКЛА ТЕХНИКА
МИФЫ О БОГАХ, ГЕРОЯХ И ТЕХНИКЕ
Для наших далёких предков вопросы «когда возникла техника?», «кто был её создателем?»
просто не существовали. Они «хорошо знали», как всё произошло. Правда, знание это было
своеобразным: каждый народ передавал из поколения в поколение свои легенды, свои мифы
(от греч. «ми'тос» — «предание», «сказание»), В них говорилось, что технику придумал и
создал в незапамятные времена не человек, а боги. Да и как могло быть иначе, если сам человек
— их творение?
До нас дошло немало древних сказаний о происхождении и введении ремёсел, земледелия и т.
д. В мифах Древнего Египта, например, бог плодородия Хнум создал человека на гончарном
круге из куска глины. Похожие мифы о сотворении человека существовали и у многих других
народов. Самые древние из дошедших до нас письменных сведений о богах — творцах техники
относятся к концу IV — началу III тысячелетия до н.э. Их оставили строители пер-
Египетский бог плодородия Хнум создаёт людей на гончарном круге.
12
Шумерский бог Энки, хозяин подземных и поверхностных вод, создатель и защитник
людей.
Египетский бог Птах, создатель мира, покровитель искусств и ремёсел.
вых в истории человечества городов — шумеры.
Они считали, что главные технические средства — плуг, мотыгу и форму для кирпича —
изготовил «владыка земли», хозяин Мирового океана и пресных подземных вод — бог Энки.
Он научил людей строить каналы, разводить сады и огороды, выращивать лён. Ткачество же —
творение богини Утту. А один из главных богов Шумера — Энлиль дал людям зерно для
посева и изобрёл колесо.
Немного позднее записали свои мифы и египтяне, почитавшие множество богов, и среди них
Птаха — создателя всего мира, покровителя искусств и ремёсел. Во времена расцвета Древней
Греции его отождествляли с божественным кузнецом — обитателем Олимпа Гефестом.
В других странах и в другие времена изобретение первых технических устройств
приписывалось легендарным героям-полубогам. Так, в мифах Древнего Китая герой Фуси
сплёл рыболовные сети, Суйжэнь научил людей пользоваться огнём, а Шэньнун сделал первую
лопату, положил начало земледелию, вырыл первый колодец...
В Финляндии и Карелии были сложены руны (эпические песни) о великом кузнеце
Ильмаринене. Это он выковал небосвод, Солнце и Луну, изготовил для своей невесты
чудесную мельницу Сампо, которая могла намолоть столько хлеба, соли и денег, сколько
захочет хозяйка. Жаль только, что его замечательное изобретение утонуло в море, ставшем с
тех пор солёным.
Древние греки придумали миф о Прометее. В нём рассказывается, как, создавая животных,
боги наделили их толстыми шкурами, острыми клыками и рогами, чтобы они не страдали от
холода и могли защищаться от врагов. Человек же остался «наг и не обут, без ложа и без
оружия». Несчастья не знающих ремесла и не имеющих огня людей так тронули Прометея, что
он решился украсть для них огонь из обиталища богов на горе Олимп. Он же научил их строить
дома, корабли, изготовлять технику.
Трагична легенда о великом афинском мастере Дедале — строителе и изобретателе столярных
инструментов. По велению Миноса — владыки острова Крит — он построил лабиринт для
чудовищного быка Минотавра. Но вскоре Дедал навлёк на себя гнев царя и, спасаясь от
преследования, бежал с острова вместе с сыном Икаром. Для побега мастер сделал крылья из
перьев, скреплённых воском. Однако, когда цель была уже близка, Икар слишком приблизился
к Солнцу. Его жар растопил воск, крылья распались, а юноша упал в море и погиб.
Со временем люди начали сомневаться в достоверности мифов. Римский поэт и философ Тит
Лукреций Кар, живший в I в. до н.э., в поэме «О природе вещей» утверждал, что изготовлять и
применять технику людей научила нужда, а не боги.
После крушения Античного мира, которое произошло более 1,5 тыс. лет назад, мифы Древней
Эллады стали восприниматься как прекрасные сказки. Приблизиться к истинному
Древнегреческий герой Прометей несёт огонь людям.
13
Дедал и Икар. Агатовая камея. I в. до н.э.
Национальный музей. Неаполь.
пониманию истории возникновения и развития техники удалось лишь к началу XX столетия.
КАК УЗНАЮТ О ТОМ,
ЧТО БЫЛО
НА САМОМ ДЕЛЕ
Очень долго люди не имели достаточно ясного представления о том, как на Земле появился
человек и какой была самая первая техника. До середины XIX в. даже большинство учёных
придерживались точки зрения о божественном происхождении человека, как об этом говорится
в священных текстах. И только с возникновением новых исторических наук появились первые
достоверные знания о развитии материальной культуры и о происхождении человека. Одна из
таких наук — археология (от греч. «арха'йос» — «древний» и
Археологические раскопки древнего города Микены. Общий вид. Южная Греция.
«логос» — «учение») изучает историю по материальным остаткам жизни и деятельности
людей. Один из её разделов — древняя археология — исследует вещественные памятники
самого отдалённого прошлого. К ним относятся как остатки различных предметов и
технических устройств (орудий труда, оружия, предметов быта), так и целые комплексы
(могильники, поселения, клады). Сохранились они потому, что оказались погребёнными под
землёй. Археологические экспедиции занимаются раскопками на местах стоянок первобытных
людей, изучают развалины древних городов и крепостей. Иногда учёным удаётся найти
окаменелости — остатки растений, костей или их отпечатки, следы деятельности животных и
людей, в частности кострища и даже наскальные изображения. Такие находки очень редки,
ведь с тех пор прошли сотни тысяч, а иногда даже миллионы лет.
Из разнообразных технических изобретений самого отдалённого прошлого людей лучше всего
сохранились изготовленные первобытным человеком каменные орудия. На их рабочей
поверхности археологи обнаруживают многочисленные царапины — трассы, которые
позволяют понять, как этими орудиями пользовались. Именно так удалось вычислить
направление и даже силу ударов, когда-то наносившихся кремнёвыми рубилами и топорами.
Для того чтобы точнее узнать, насколько эффективно было то или иное орудие и много ли
времени уходило на его изготовление, археологи ставят эксперименты: воспроизводят образцы
древнейшей техники и технологию её применения. По изменениям технологии обработки
орудий, сделанных в разное время, учёные узнают, как постепенно росло мастерство
первобытных людей, улучшались технические приёмы и средства, которые они применяли.
На рубеже XVIII—XIX вв. знаменитый французский зоолог Жорж Кювье (1769—1832) основал
палеонтологию (от греч. «палайо'с» — «древний» и «о'нтос» — «сущее) — науку о вымерших
растениях и животных,
14
обо всех проявлениях жизни в геологическом прошлом Земли. В палеонтологию вошли
палеоботаника (от грен, «палайо'с» и «бота'не» — «растение») и палеозоология (от грен, «зоо'н»
— «животное» и «логос»), изучающие соответственно ископаемые остатки растений и
животных. По одной только пыльце (а она сохраняется лучше, чем другие остатки растений)
учёный-палеоботаник может определить и вид растения, и время, когда оно росло. Это знание
применяется при датировке археологических находок споро-пыльцевым методом. Позже, уже в
середине XIX в., возникла наука о происхождении и развитии человека — антропология (от
грен, «а'нтропос» — «человек» и «логос»). Один из её разделов — палеоантропология —
изучает антропогенез (от греч. «антропос» и «ге'несис» — «зарождение»), т. е. происхождение
человека, первоначальное развитие труда,
речи и общества. Палеоантропологи исследуют ископаемые костные останки древнейших
людей.
Казалось бы, что можно узнать по редчайшим находкам окаменевших остатков костей —
частиц скелета и черепа, стопы или отдельных зубов? Но каждая такая находка бесценна. По
остаткам крышки черепа, например, палеоантропологи устанавливают объём черепной
коробки, а значит — величину и даже некоторые особенности строения мозга существа,
жившего миллионы лет назад. А исходя из этого, делают выводы о том, могло ли оно говорить,
«по-человечески» мыслить. По строению зуба и челюсти учёный определяет, чем питались
наши далёкие предки, было ли у них внешнее сходство с современными людьми. По
поверхности коренных зубов узнаёт, кому они принадлежали. Дело в том, что у
человекообразных обезьян и людей эта поверхность иная, чем у остальных приматов.
Кости животных, окаменевшие растения, их споры и пыльца, найденные рядом с останками
древнейшего человека, «рассказывают» о том, в каких климатических условиях он жил, на
каких зверей охотился. Полезными оказываются даже окаменевшие бытовые отходы,
строительный и хозяйственный мусор, зола и прочие следы человеческой деятельности,
обнаруженные в районе стоянок первобытных людей. Например, по количеству выброшенных
в мусорные кучи костей животных палеозоологи могут установить, сколько мяса первобытный
человек съел на этой стоянке, по остаткам рыбных костей — какое место в жизни людей
занимала рыбная ловля.
Иногда археологи не могут понять, что именно они нашли, каково назначение этого предмета.
Тогда на помощь приходит этнография (от греч. «э'тнос» — «племя», «народ» и «графо» —
«пишу») — наука, изучающая происхождение народов, их быт и культуру. С конца XIX в.
серьёзное внимание этнографов привлекают обычаи, традиции и особенности
Так выглядят пыльцевые зёрна растения Cryptomeria japonica
под электронным микроскопом (увеличение 4000раз).
Древние золотые украшения, найденные при раскопках захоронения.
V в. до н.э.
Музей истории. Гаага.
15
СКОЛЬКО ЛЕТ НАХОДКЕ?
Найденные археологами костные останки, образцы древней техники и предметы быта мало что
значат для науки, если нельзя определить их возраст. Поэтому датировка находок — одна из
важных задач археологии. Специалисты различают два вида датировки: относительную и
абсолютную.
При относительной датировке находку соотносят с другими связанными с ней предметами
или событиями. Например, при раскопках в каком-то слое земли нашли каменные орудия
определённого типа, а в слое, находящемся глубже, — орудия иного типа. Ясно, что более
глубокий слой древнее расположенного выше. Значит, и орудия в нём старше. Такой способ
датировки называют стратиграфией (от лат. stratum — «слой» и грен, «гра'фо»). Суть ещё
одного способа относительной датировки — типологического — довольно проста: если в
разных местах найдены предметы одного типа, то и возраст их примерно одинаков.
Существуют и иные методы относительной датировки.
Много сил положили учёные на разработку способов абсолютной датировки. Известны
дендрохронологический, термолюминесцентный,
археомагнитный, обсидиановый, радиоуглеродный (см. дополнительный очерк «Уиллард
Фрэнк Либби») и другие методы. Все они, так или иначе, используют достижения
естествознания и технических наук.
Дендрохронология (от греч. «де'ндрон» — «дерево», «хро'нос» — «время» и «логос») основана
на подсчёте числа годовых колец, образующихся при росте деревьев. При
термолюминесцентном методе наблюдают свечение накалённых до 400—500 °C образцов
почвы и керамики. Установлено: чем древнее образец, тем ярче свечение. Современные же
почвы и керамика при такой температуре вообще не светятся. В археомагнитном методе
используется свойство глины намагничиваться в геомагнитном поле, а при обжиге навсегда
сохранять магнитное поле, имевшееся в ней в тот момент. Оказывается, магнитное поле Земли
периодически исчезает, а южный и северный магнитные полюса как бы меняются местами.
Измерив силу и направление магнитного поля, запечатленного, скажем, в кирпиче или образце
керамики, можно определить, когда и даже где он был обожжён. Конечно, нужно знать, каким
было магнитное поле в разных местах Земли в те или иные исторические эпохи.
Геофизикам это известно. Так, в период от 3,06 до 2,8 млн. лет назад, на который приходятся
самые ранние находки костных останков древнего человека, полярность геомагнитного поля
менялась не менее четырёх раз.
Обсидиановый метод датировки позволяет устанавливать возраст орудий, изготовленных из
вулканического стекла — обсидиана. В каменном и бронзовом веках эта горная порода
чёрного, красного или коричневого цвета считалась весьма ценным материалом для
изготовления орудий труда, так как легко обрабатывалась, образуя на изломе очень острую
режущую кромку. Измеряя в образцах из обсидиана или из богатых ураном минералов следы
расщепления радиоактивного элемента урана, можно узнать, когда эти орудия были
изготовлены.
Каждый из известных сегодня методов имеет свои достоинства и недостатки, границы
применения, характерные погрешности. А потому учёные стараются использовать не какой-то
один, а все возможные и подходящие для данного случая способы. Это повышает надёжность и
точность датировки. Продолжается работа и над созданием новых методов и технических
средств хронологии древних предметов.
культуры, сохранившиеся от далёкого прошлого. Оказалось, что с помощью этих знаний
нередко можно объяснить назначение загадочных археологических находок. В частности,
археологам долго было неясно, с какой целью древние люди аккуратно вырезали в рогах оленя
цилиндрические отверстия. Такие находки встречались в Африке, Сибири и во многих других
местах. Этнографы подсказали, что даже в XIX в. некоторые северные народы и индейские
племена использовали очень похожие устройства для выпрямления древка стрелы. С помощью
этнографии археологи узнали и о том, как древние люди добывали огонь.
ЗАГАДКИ
ДРЕВНЕЙШЕГО ПРОШЛОГО
Несмотря на достижения науки, в истории первобытной техники и в палеоантропологии до сих
пор немало загадок и тайн. Особенно трудно «выстроить» события древнейшего прошлого
людей в последовательный временной ряд. Решая эту задачу, учёные не раз ошибались,
принимая за останки прямых предков человека кости их дальних «родственников». Много лет
специалисты считали самым древним предком человека рамапите'ка*. Сейчас ему отвели
другое место: он предок не человека, а орангутана — чело-
* Рамапитек (от Рама — имени главного героя индийского эпоса и греч. «пи'текос» —
«обезьяна») — ископаемая человекообразная обезьяна, жившая 8—12 млн. лет назад. Её
костные останки найдены в Южной Азии, Восточной Африке, Европе. Скорее всего, рамапитек
не принадлежал к эволюционной ветви, ведущей к человеку.
16
векообразной обезьяны, живущей в лесах островов Калимантан и Суматра. В 1856 г. в долине
Неандерталь, вблизи города Дюссельдорф в Германии, рабочий каменоломни нашёл черепную
крышку, кусок плечевой кости и некоторые кости конечностей. Они напоминали человеческие,
УИЛЛАРД ФРЭНК ЛИББИ
Известный американский физико-химик Уиллард Либби родился в 1908 г. Его отец,
американский фермер, окончил всего три класса школы и, возможно, именно поэтому
постарался, чтобы сын, мечтавший стать горным инженером, поступил в Калифорнийский
университет в Беркли. Уже студентом Уиллард изменяет детской мечте: увлекается
математикой и химией. После окончания университета и аспирантуры он приступает к
изучению радиоактивных изотопов. Изотопы (от греч. «и'зос» — «равный», «одинаковый» и
«то'пос» — «место») — разновидности химических элементов, у которых ядра атомов содержат
одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.
Химические свойства разных изотопов одного элемента одинаковы, а вот физические —
различаются, хотя и ненамного. Особенность радиоактивных изотопов — нестабильные ядра
атомов. Со временем они распадаются, испуская альфа-, бета- и гамма-лучи.
Радиоактивные изотопы можно обнаружить по их излучению. Но точное измерение малых
уровней радиации — задача технически сложная. Решить её и создать соответствующий
прибор удалось Либби. Это было только начало работ, принёсших учёному всемирную
известность.
В 1939 г. установили, что при бомбардировке атмосферы космическими лучами на высоте 15
км возникает поток нейтронов. Азот, которого в воздухе примерно 78 %, поглощая нейтроны,
превращается в изотоп углерода. В ядре атома этого изотопа 8 нейтронов, а не 6, как у
обычного углерода. Но самое главное — углерод-14 радиоактивен.
Изотоп быстро окисляется. Так образуется радиоактивный углекислый газ, усвояемый
растениями в процессе фотосинтеза.
Однако на этом приключения радиоактивного изотопа не заканчиваются. Вместе с растениями
углерод-14 попадает в организм животных и людей. Оказавшись в костях и мягких тканях,
радиоактивный углерод так и остаётся в них. Оттого-то все живые организмы радиоактивны.
Для здоровья это неопасно: уровень такой естественной радиации очень мал.
После гибели растений и животных углерод-14 перестаёт в них накапливаться. Но уровень
радиации с течением времени падает: атомы изотопа, испускающие радиоактивные лучи,
постепенно распадаются. Чем больше времени прошло после смерти, тем меньше атомов
углеро-да-14 в останках. Продолжительность существования радиоактивных изотопов
определяется периодом полураспада — промежутком времени, за который происходит распад
половины данного количества вещества. Период полураспада углерода-14 был определён в
1940 г.: он равен 5730 годам.
Либби первым понял, что эти открытия помогут определить время, прошедшее с момента
гибели организма. Учёный изобрёл и изготовил специальный счётчик для измерения
радиоактивности образца, возраст которого нужно установить. Сначала Либби определил
радиоактивность образцов красного дерева и пихты; их возраст определяли и по числу годовых
колец. Затем измерил радиоактивность археологической находки — куска дерева от
погребальной ладьи фараона (точный возраст дерева ранее установили другими способами).
Проверка показала, что новый радиоуглеродный метод
датировки археологических находок весьма точен и надёжен.
Способ Либби быстро стал основным методом установления абсолютного возраста образцов,
относящихся к последним 70 тыс. лет. В частности, с его помощью вычислили возраст ткани, в
которую когда-то завернули манускрипты, найденные в районе Мёртвого моря.
Радиоуглеродный метод позволил точно определить время, когда горели костры на стоянке
древних людей в Стоунхендже. (Некоторые учёные считают Стоунхендж древней
обсерваторией.) Позже оказалось, что в отдельных случаях радиоуглеродный анализ
«омолаживает» находки, но на это ввели поправки.
В 1960 г. Уилларду Либби была присуждена Нобелевская премия «за введение метода
использования углерода-14 для определения возраста в археологии, геологии, геофизике и
других областях науки». Уиллард Либби умер в 1980 г.
Радиоактивный углерод 14С образуется в результате бомбардировки нейтронами п атомов
азота 14N. При этом выделяется водород 1Н. Атом углерода 14 С распадается с испусканием
электрона ё(beta-частииа) и снова становится азотом 14N.
17
Луис Лики. Фотография. 1961 г.
Одним из важнейших результатов эволюции человекообразных обезьян стало появление
кисти руки с противопоставленным большим пальцем.
но всё же отличались от них. Позднее похожие кости были найдены рядом с костями мамонта,
шерстистого носорога и других ископаемых животных. Но что самое интересное — здесь же
оказались и оббитые каменные орудия! Находки породили ожесточённые споры, которые
длились десятилетия. Одни учёные считали живших 200—35 тыс. лет назад неандертальцев
потомками питекантропов, останки которых обнаружил голландский антрополог Эжен Дюбуа
на острове Ява в 1891 — 1893 гг., и предками современных людей. Другие же признавали их
только родственниками человека, произошедшими от общих с людьми предков. Сегодня
большинство исследователей склоняются к мнению, что неандертальцы — боковая ветвь
развития гоминид (отлат. homo — «человек») — семейства из отряда приматов. К гоминидам
принадлежат человек современного типа и ископаемые люди.
Не сходятся мнения учёных и по некоторым другим важным вопросам происхождения людей,
техники, языка и человеческого общества. Поэтому любая новая находка археологов или
открытие палеоантропологов способны круто изменить уже сложившиеся представления о том,
что же в действительности происходило на заре истории человека и техники.
РОЖДЕНИЕ ТЕХНИКИ,
ИЛИ КТО БЫЛ
ПЕРВЫМ «ИНЖЕНЕРОМ»?
Техника, т. е. искусственные, целесообразно создаваемые материальные средства деятельности
людей, могла появиться только после того, как длившееся миллионы лет развитие животных
достигло определённого уровня. К тому времени предки первобытного человека —
преа'нтропы — уже научились использовать в качестве орудий природные предметы, сначала
случайно, потом систематически. Уже «готовые» рога, зубы и крупные кости стали для
преантропов прекрасным средством защиты и нападения. Но такие подручные средства не
были техникой.
Одно из главных отличий человека от животного — умение не только использовать подручные
средства, но и придумывать, изготовлять и применять технику. Когда же и как она появилась?
Какими были и кем сделаны самые первые технические средства? Учёные полагают, что
предками изобретателей техники были южные обезьяны — австралопитеки (от лат. australis
— «южный» и греч. «пи'текос»). Эти существа, ростом около 1,5 м и весом примерно 40—50 кг,
жили от 5,5 до 1 млн. лет назад. Удивительно, но они ходили не на четвереньках, как обезьяны,
а прямо, как человек.
Останки австралопитека африканского, уже похожего на человека, но ещё не умевшего
изготовлять каменные орудия, первым нашёл в 1922 г. английский археолог Раймонд Дарт в
Южной Африке. Он-то и назвал свою находку южной обезьяной. Австралопитек африканский
и считается настоящим предком человека.
К виду австралопитеков относится также австралопитек афаренсис — самый древний из
известных сегодня прямых предков человека, живший около 4 млн. лет назад. Но и он, и его
ближайшие «родственники» — австралопитеки робустусы и бойсеи (их сначала называли
зинджа'нтропами — от «аз-Зиндж», древнеарабского названия Восточной Африки) — тоже не
умели изготовлять каменные орудия. Останки существа ещё одного подвида
австралопитековых в начале 60-х гг. XX в. впервые обнаружил английский антрополог и
археолог Луис Лики в ущелье Олдувай после 29 лет раскопок. В 196 5 г. сын Лики-старшего
Джонатан нашёл кости существа того же подвида. Сначала археолог решил, что это предок
зинджантропа, и потому назвал его презинджа'нтропом. Но затем учёные поняли, что, хотя
презиндж на самом деле древнее зинджа, именно он создал самые древние в мире орудия из
оббитой гальки, найденные в Олдувайском ущелье. А раз так, Лики и
18
другие специалисты «перекрестили» презинджантропа, дав ему новое, красивое и гордое
латинское имя — Homo habilis, т. е. человек умелый.
Так кто же всё-таки создал самую первую технику: предок человека или сам человек? Вопрос
под стать известной загадке о яйце и курице. Разгадка проста: человек и техника, как курица и
яйцо, немыслимы друг без друга, ибо одно предполагает наличие другого. Тот, кто изобрёл
первое техническое устройство, и есть первый человек.
ОТ ЧЕЛОВЕКА УМЕЛОГО К ЧЕЛОВЕКУ РАЗУМНОМУ
Умение изобретать, делать и использовать технику — такой же признак человека, как хождение
на двух ногах, способность к мышлению, речи и совместному труду. Иначе говоря, человек,
техника, язык, общество и совместный труд возникли в результате одного процесса —
постепенного превращения древнейших гоминид в людей современного типа.
Многие животные способны к сложным действиям, очень похожим на разумные. Бобры
сооружают плотины. Искусно сделаны термитники, пчелиные соты, птичьи гнёзда... Однако,
создавая их, животные действуют инстинктивно — как диктует им врождённый, безусловный,
рефлекс. Строя жилище, они не изобретают, а лишь воспроизводят действия,
запрограммированные природой для каждого конкретного вида. Потому-то гнездо пеночки в
конце XX в. выглядит так же, как и века назад.
В отличие от животных человек для удовлетворения своих потребностей использует орудия
труда — своеобразные продолжения рук, во много раз увеличивающие их возможности. При
этом люди действуют не инстинктивно, а сознательно, разумно: заранее определяют цель,
обдумывают способ и средства её достижения, подбирают необходимый материал, намечают
последовательность операций. Иначе говоря, ещё до того, как приступить к изготовле-
Строгая геометрия пчелиных сот —результат инстинктивной деятельности пчёл.
нию техники, человек как бы создаёт её в голове, в мыслях, т. е. разрабатывает проект того, что
ему нужно. А проектирование — уже творчество, сознательное созидание нового, того, чего в
природе ещё не существовало. На такие действия до человека не было способно ни одно
животное. Изготовление и применение техники изменили взаимоотношения человека с
природой. Люди не только
ЧТО ТАКОЕ «МОРАЛЬНОЕ СТАРЕНИЕ»
Есть у техники одна особенность: однажды созданная, техника выполняет свои задачи до тех
пор, пока полностью не выйдет из строя. А случиться это может и через месяц, и через тысячу
лет. «Рабочие свойства» гири, найденной археологами в развалинах Вавилона, сегодня те же,
что и в древности: положенная на весы, она прекрасно справится со своей ролью. Каменным
топором, лежащим под стеклом в музее, можно рубить лес. Не возбраняется пользоваться
чернильницей и очинённым гусиным пером при выполнении домашнего задания... Почему же
никому всерьёз не приходит в голову так делать? Не потому, что эти предметы изменились
физически, а потому, что люди уже давно пользуются иной — метрической — системой мер,
более удобными топорами и ручками. Технику, сохранившую свои качества, но «потерявшую
репутацию», называют морально устаревшей.
Моральное старение техники — явление столь же древнее, как и она сама. Археологи
утверждают: когда много тысяч лет назад люди поняли, что обожжённая на огне глиняная
посуда гораздо удобнее каменной, они какое-то время пользовались и той и другой. Но
каменная посуда морально устарела — и более лёгкая, красивая, дешёвая керамика победила
её, видимо уже окончательно.
19
берут у неё готовую пищу, растительные волокна, куски дерева или камня, но и производят из
природных веществ новые, искусственные материалы и предметы. Изготовление каменных, а
затем и металлических ножей, топоров, деревянной и глиняной посуды — это уже
материальное производство, без которого человечество не может существовать.
Сначала материальное производство мало влияло на природу. Но с каждым тысячелетием
объём искусственно созданных технических изделий увеличивался и потребности человека в
естественных материалах возрастали.
Производство требовало всё больших умственных и физических затрат, и люди, развивая
навыки предков, живших стаями или стадами, постепенно начали объединять свои трудовые
усилия. А общий труд был невозможен без дальнейшего развития культуры и главного
средства передачи информации — языка. Так происходило становление человека и
формировалось его сознание. Человек умелый превращался в человека разумного (Ното
sapiens).
ОРУДИЯ ТРУДА КАМЕННОГО ВЕКА
С самого начала своей истории человек создавал вокруг себя искусственную среду обитания, и
пользовался он при этом различными техническими средствами — орудиями труда. С их
помощью он добывал пищу (охотился, ловил рыбу, собирал всё, что дарила природа), шил
одежду, мастерил домашнюю утварь, строил жилища, создавал культовые сооружения и
произведения искусства.
Первобытные люди изготовляли орудия труда из разных материалов: камня, вулканического
стекла, кости, дерева, растительного волокна. Камень — исключительно прочный материал:
изделия из него могут сохраняться сотни тысяч лет, тогда как костяные и деревянные предметы
испытания временем не выдерживают.
Возраст древнейших каменных орудий труда — 2,9 млн. лет (стоянка Хадар в Эфиопии) и 2,5
млн. лет (стоянки в Кении и Танзании). А вот древнейшие деревянные находки (стоянки
Клектон в Англии, Торральба в Испании и Леринген в Германии) значительно моложе — им не
более 400 тыс. лет. Поэтому рассказать о технических достижениях эпох, особо удалённых во
времени, может только камень.
Наконечник копья. Верхний палеолит. Франция.
КАК ДЕЛАЛИ
КАМЕННЫЕ ОРУДИЯ ТРУДА
Из всех пород камня древние мастера чаще выбирали широко распространённый в природе
кремень, реже — кварцит, сланец, яшму, обсидиан (вулканическое стекло), мраморовидный
известняк, туф и др. Первые каменные орудия примитивны, но даже для их изготовления
первобытному человеку требовалось совершить ряд сложных последовательных действий. А
стремился он получить, прежде всего, режущую кромку.
В течение древнего каменного века, или палеолита (от греч. «палайо'с» и «ли'тос» —
«камень»), навыки человека постепенно развивались, совершенствовались его мозг и рука. Так,
арха'нтропы (от греч. «арха'йос» и «а'нтропос») наносили по выбранному обломку камня или
гальке от трёх до семи целенаправленных ударов. В результате они получали около 10—45 см
режущей кромки на 1 кг обработанного сырья. На следующей стадии антропогенеза, когда
существовали палеоантропы (от греч. «палайо'с» и «а'нтропос»), число ударов при обработке
камня увеличилось до 50—80 и более, а длина режущей кромки — до 220 см на 1 кг. Человек
20
разумный — неоантроп (от греч. «не'ос» — «новый» и «а'нтропос») — выполнял уже около
250—280 последовательных операций, а длина режущей кромки составляла 250 см на 1 кг.
Камень обрабатывали каменными, костяными или деревянными отбойниками. Это
дисковидные или яйцевидные предметы длиной от 10 до 30 см. С их помощью древний мастер
отбивал от заготовки (куска горной породы, плитки или гальки) всё «лишнее», чтобы добиться
искомой формы. Такая техника называется оббивкой.
В тех случаях, когда получить достаточно острый край или точный контур изделия одной
оббивкой не удавалось, с «полуфабриката» многочисленными лёгкими ударами снимали
тонкие мелкие сколы. Подобную технику оформления и подправки изделия именуют ретушью.
Чтобы выбранный обломок породы было удобнее обрабатывать, а ещё лучше — сразу сделать
несколько одинаковых заготовок, умельцы каменного века придумали следующее. С куска
камня сбивали выступы и известковую корку, придавая форму, по которой его легко расколоть
на достаточно стандартные фрагменты — сколы. Различают короткие сколы — отще'пы и
длинные — пластины. Специально подготовленный камень-заготовку называют я 'дрищем или
нуклеусом (от лат. nucleus — «ядро»), а способы его расщепления на заготовки-фрагменты —
техникой раска-
лывания. Появление нуклеуса стало важной технологической находкой: теперь можно было
легко получать изделия стандартного размера.
Среди памятников каменного века, начиная с самых ранних, встречаются крупные камни без
следов оббивки или ретуши. На их гранях хорошо видны следы многочисленных ударов —
видимо, они служили подставками при обработке камня. Условно их называют наковальнями.
По технике изготовления каменных и костяных орудий, способам подготовки и раскалывания
нуклеуса, а также по распространённости определённых типов изделий учёные делят каменный
век на несколько эпох.
ПАЛЕОЛИТ
ОЛДУВАИСКАЯ ЭПОХА. Олдувайская эпоха палеолита (около 3 млн. — 900 тыс. лет до н.э.)
выделена совсем недавно (в 60-х гг. XX в.) благодаря исследованиям английских археологов
Мэри и Луиса Лики в Олдувайском ущелье (Танзания, Юго-Восточная Африка). Здесь найдены
каменные орудия и костные остатки первого человека Homo habilis (в переводе с латыни
«человек умелый»). Этот период очень длителен, на его протяжении жил не только
примитивный хабилис, но и вполне «продвинутые» по сравнению с ним питекантроп (от греч.
«пи'текос» и «а'нтропос») и сина'нтроп ] от лат. Sina — «Китай» и греч. «а'нтропос»), стоянки
которых обнаружены на юге Европы и в Азии. Для всех стоянок характерны общий набор
орудий и их сходная обработка.
Древнейшие орудия примитивны и грубоваты, что объясняется отсутствием необходимых
трудовых навыков и несовершенством физического строения людей того времени, особенно
руки. Первым мастерам было трудно наносить меткие удары, точно обрабатывать кость или
камень. Тем не менее, набор олдувайских орудий довольно разнообразен. В нём есть
практически все типы изделий каменного века. Однако некоторые из них представлены
многочисленными
Грубое орудие на массивном отщепе.
*Архантропы — древнейшие люди (Homo habilis, питекантроп, синантроп и др.), жившие в
олдувайскую и ашельскую эпохи.
21
сериями, другие же широко распространились лишь в последующие эпохи. Факт такого
изобретения «про запас» поистине удивителен, но пока не находит объяснения.
Большинство олдувайских орудий изготовлено из гальки различных пород, поэтому данную
эпоху часто называют галечной. Кроме галек использовали и массивные обломки горных
пород. Размер олдувайских орудий невелик — всего 8—10 см. Основной приём обработки —
оббивка. Ретушь встречается реже. Наиболее типичны для олдувайской эпохи три вида орудий:
многогранники, чопперы и орудия на отщепах.
Многогранники — округлые, грубо оббитые камни со многими гранями — служили ударными
орудиями для приготовления растительной и животной пищи. Рубящими и режущими
орудиями были чопперы. Их делали из крупных галек. С помощью оббивки заостряли один
конец, а противоположный оставляли неотделанным — чтобы чоппер было удобно держать в
руке. Встречаются чопперы двух видов: с лезвием, оббитым с одной стороны, и с лезвием,
обработанным с двух сторон. Последние часто называют чоппингами.
После оббивки камней оставалось много отщепов. Из них уже сравнительно легко делали
разнообразные орудия, ими разделывали охотничью добычу, резали мясо. Для изготовления
орудий на отщепах использовали и заготовки, сколотые с нуклеусов. Во всех случаях нужную
форму изделия и острые края получали посредством ретуши.
Нуклеусы олдувайского периода очень примитивны. Это бесформенные куски камня с
немногими следами сколов. Их ещё трудно отличить от чопперов и других грубых орудий того
времени.
АШЕЛЬСКАЯ ЭПОХА. Следующая эпоха палеолита — ашельская (900 тыс. — 100 тыс. лет
до н.э.). На стоянках в Сент-Ашёле (предместье города Амьен) во Франции впервые были
найдены изделия, характерные для этой эпохи. Их создавали по-
прежнему архантропы, но, судя по костным остаткам, в физическом отношении древние люди
стали более совершенными. Хронологически ашель разделяется на древний, средний и
поздний.
Уже в древнем ашеле (900 тыс. — 350 тыс. лет до н.э.) появляются новые типы орудий —
ручное рубило и колун. Они значительно крупнее олдувайских многогранников и чопперов.
Ручные рубила достигают в длину
Ручное рубило. Ашель. Франция.
35 см и имеют овальную, сердцевидную или миндалевидную форму. Один конец их заострён с
двух сторон, края тщательно обработаны. Другой конец, называемый пяткой, как правило, не
обрабатывали — чтобы рубило удобно было держать. Форма ручных рубил достаточно
стандартна: видимо, человек к тому времени приобрёл устойчивые навыки обработки кремня.
Колун — ещё один распространённый тип орудия, оббитого с двух сторон. Он имеет
трапециевидную или треугольную форму с почти параллельными краями. Лезвие колуна
ретушью не обрабатывалось. Предположительно эти орудия служили для раскалывания
твёрдых материалов — кости и дерева.
И ручные рубила, и колуны существовали на всём протяжении ашеля.
В ашельскую эпоху широко использовали и орудия на отщепах. Предназначались они для
резания, скобления, прокалывания и прочих трудовых операций. Их формы, весьма
разнообразные, зависели от исходных заготовок, а, следовательно, определялись контурами
нуклеусов и техникой раскалывания.
* Слово «чоппер» происходит от английского chop — «рубящий удар»; chopper — «нож
мясника».
22
ТАК ЛИ ПРИМИТИВНО РУЧНОЕ РУБИЛО
Учёные считают, что ручное рубило было универсальным орудием. Им рубили дерево и кость,
разделывали туши убитых животных, выкапывали съедобные корни растений и мелких
животных из нор. В Санкт-Петербургском институте истории материальной культуры есть
лаборатория первобытной техники. Здесь проводят особые исследования —
экспериментальным путём выясняют, как древние люди создавали и использовали каменные
орудия. Опыты Карельской экспедиции 1960 г. доказали, что процесс изготовления из берёзы
или ольхи деревянной палицы толщиной не более 10 см при помощи ручного рубила занимал
меньше 1 ч, а обработка концов охотничьей рогатины — лишь 10—15 мин. Так что каменные
орудия были вполне эффективны.
В период древнего ашеля техника раскалывания во многом сходна с олдувайской. Её называют
кле'ктонской (по стоянке Клектон в Англии). Нуклеусы того времени грубые и бесформенные.
Такими же грубыми были и фрагменты-заготовки, поэтому при изготовлении орудия
использовалась ретушь.
Резкие изменения произошли в позднем ашеле (350 тыс. — 100 тыс. лет до н.э.). Впервые
обнаружили иначе расколотые нуклеусы на стоянке Леваллуа-Перре под Парижем, отсюда и
название новой техники — леваллуа'. Эта техника позволяла получать много заготовок (до 70
штук) достаточно правильной и к тому же заданной формы. Отщепы и пластины, скалываемые
с нуклеуса, выходили овальными или треугольными; дальнейшая их обработка была очень
несложной и не требовала много времени.
Найденные нуклеусы оббиты весьма тщательно. По форме они напоминают панцирь черепахи,
и поэтому их называют черепаховидными. Появление такого типа заготовок породило первое
массовое, можно даже сказать поточное, производство. Человек, имевший в запасе нуклеус
леваллуа, уже не тратил время на подбор подходящей заготовки. Из «панциря черепахи» он мог
в любое время и без особого труда сделать необходимое орудие — копьё для охоты, нож или
скребло для выделки шкуры.
К ашельской эпохе относятся уникальные деревянные находки: остриё копья (рогатины),
вырезанного из тиса (стоянка Клектон); конец рогатины, похожий на клектонское остриё
(стоянка Торральба, Испания). Близ города Лерингена (Германия) среди костей древнего слона,
между его рёбрами, была найдена целая рогатина длиной 215 см. Чтобы придать дереву
большую прочность, концы рогатин обычно обжигали.
МУСТЬЕ. Следующая эпоха палеолита — мустьерская, или мустье' (100 тыс. — 40 тыс. лет до
н.э.). Названа она так по месту находки характерного комплекса орудий — гроту Ла Мустье во
Франции. В те времена первобытные люди расселились по территории всего Старого Света;
известны стоянки мустьерского человека даже за Северным полярным кругом. Люди той эпохи
более совершенны в физическом и интеллектуальном отношении по сравнению с жившими в
ашельскую эпоху. Их именуют палеоантропами или неандертальцами. По мнению учёных, они
и есть предки современного человека — Homo sapiens (в переводе с латыни «человек
разумный»),
В эпоху мустье широко распространяется леваллуаская техника раскалывания нуклеуса,
заготовки для изделий выглядят более стандартными и менее массивными. Важное событие —
возникновение отжимной ретуши. С помощью отжи'мника (небольшого прямоугольного или
круглого стержня из кости, рога или дерева) от заготовки отделяли маленькие чешуйки. Ретушь
наносили не только на края — часто ею покрывали всю поверхность изделия, и оно
становилось более удобным и красивым. А, кроме того, люди могли теперь изготовлять самые
разнообразные
I Л-
ОтАниание.
23
по форме и достаточно прочные края и лезвия каменных орудий.
В период мустье появляются новые виды орудий труда, одновременно совершенствуются те,
что существовали ранее. По данным археологов, тогда насчитывалось более 90 видов орудий.
Это говорит о том, что началась специализация человеческой деятельности и для определённых
работ потребовались соответствующие инструменты. С одной стороны, выделилось охотничье
вооружение, с другой — орудия для хозяйственно-бытовых работ.
«Визитная карточка» той эпохи — остроконечники и скрёбла. Остроконечники — массивные
каменные изделия миндалевидной или треугольной формы с прямыми или слегка выпуклыми,
обработанными ретушью краями. Листовидные острия по форме напоминают удлинённый
лист дерева, отретушированный с двух сторон. Лима’сы — более короткие острия с выпуклыми
краями — также обрабатывались с двух сторон.
И остроконечники, и острия традиционно считаются предметами охотничьего вооружения: они
слу-
Остроконечник. Мустье. Франция.
жили частью составных орудий — тяжёлых охотничьих копий или дротиков с деревянным
древком. С ними ходили на слонов, мамонтов, шерстистых носорогов, бизонов и других
крупных животных.
Скребло — достаточно крупное изделие, асимметричное в плане; форма, расположение и
количество лезвий весьма разнообразны. Употребляли это орудие для скобления, в том числе
для обработки шкур.
Скобели, зубчато-выемчатые орудия, отщепы и пластины с ретушью использовали с разными
целями: ими обрабатывали дерево и кость, резали, строгали, сверлили, выделывали шкуры
животных.
В мустьерскую эпоху орудия начинают делать и из кости. Обработка этого материала
распространена ещё не очень широко, но на стоянках того периода уже встречаются простые
костяные острия и шилья. Так, на крымской пещерной стоянке Киик-Коба обнаружили крупное
шилообразное орудие из кости дикой лошади.
ВЕРХНИЙ, ИЛИ ПОЗДНИЙ, ПАЛЕОЛИТ. Это последний период палеолита (40 тыс. — 10
тыс. лет до н.э.). На исторической арене появляется Homo sapiens. Техника обработки камня и
кости становится необычайно высокой, развивается домостроительство, рождается яркое,
выразительное искусство. Биологическое формирование человека на этом этапе заканчивается.
Одно из важнейших технических достижений позднего палеолита — призматическая техника
раскалывания заготовки. Опыт многих тысячелетий убеждал человека в том, что удлинённая
заготовка (т. е. нуклеус), по форме напоминающая призму или конус, чрезвычайно удобна в
работе и позволяет экономно расходовать материал. А это было немаловажно, учитывая
скромные запасы сырья. С такого нуклеуса снимали узкие прямые пластинки, из которых
изготовляли орудия самого разного назначения: наконечники дротиков, копий и, возможно,
стрел; резцы, скребки, ножи, проколки, свёрла. Теперь для тру-
24
довой операции мастер брал не одно, а несколько орудий и использовал их последовательно.
Набор орудий того времени необычайно богат — учёные насчитывают более 200 типов. По
сравнению с предшествующими эпохами орудия позднего палеолита меньше, изящнее.
Появились и новые их виды, которые стали важным шагом в развитии техники. Это резцы и
вкладышевые орудия.
По своему назначению и конструкции рабочей кромки древний резец похож на современный
токарный. Острая режущая кромка, образованная резцовым сколом, делала его незаменимым
для работы с твёрдыми материалами. Им резали кость, бивень мамонта, дерево, толстую кожу.
Без него было бы невозможно изготовлять костяные наконечники копий, гарпуны, шилья,
иголки, лопаточки для выминания кожи, рукоятки и основы для вкладышевых орудий,
статуэтки людей и животных, украшения. На многочисленных гравированных изделиях из
рога, бивня и кости со стоянок Западной и Восточной Европы, Сибири отчётливо видны
конические канавки — следы резца.
Одно из самых распространённых орудий в верхнем палеолите — скребок. Обычно он имел
округлое отретушированное лезвие. На протяжении многих тысячелетий, от мустье до
железного века, этот инструмент использовали для выделки шкур и кожи. Даже в наше время
народы Севера обрабатывают пушнину, как правило, каменными скребками, а не железными:
металлические чаще портят шкуру, особенно тонкую.
В верхнем палеолите уже существовала специализированная пушная охота — на песца, волка,
росомаху и даже зайца. Большое разнообразие пушнины и кож требовало специальных
инструментов для их выделки. Скребками производили одну из основных операций —
мездрение, т. е. шкуры и кожу очищали и обезжиривали. Без этого нельзя шить одежду и обувь,
изготовлять сумки, мешки, котлы и другую тару, покрывать шкурами жилище.
Чаще всего работали скребками без рукоятки, движениями «на себя». Шкуру растягивали на
земле, закрепляли её колышками или расстилали на колене, затем удаляли мездру с остатками
мяса. Рабочий край скребков быстро изнашивался. Заготовки, из которых эти орудия делали,
были длинными, и потому, когда скребок становился тупым, его подправляли, и не один раз.
После мездрения и обработки золой шкуры и кожи сушили,
*Мездра — слой шкуры (подкожная клетчатка, остатки мяса), отделяемый при выделке кожи.
25
а затем выминали с помощью костяных лопаточек и лощил. Кроили шкуры ножами и резцами.
Шили изделия из кожи и меха с помощью мелких острий, проколок и костяных игл. Остриями
называют не определённый тип изделий, а орудия с общим признаком — острым
ретушированным концом. Большие острия, вероятно, использовали для работы с грубыми и
толстыми шкурами таких животных, как бизон, носорог, медведь, дикая лошадь. Одежду из них
не шили, а вот для устройства крыш и других хозяйственных целей они были, по-видимому,
необходимы. Кроме того, крупные острия могли служить в качестве наконечников копий и
стрел.
Прокопки — орудия с выделенным ретушью относительно длинным и острым жальцем или
несколькими жальцами. Ими прокалывали кожу, а отверстия потом расширяли при помощи
острий или костяных шильев.
Иглы из кости практически не отличаются от современных, разве что немного толще. Их
вырезали из плотной кости и шлифовали; ушко либо прорезали, либо просверливали. Иглы
часто находят в игольниках — маленьких цилиндрических коробочках с крышечками,
сделанных из трубчатых костей птиц. Они часто украшены выгравированным орнаментом.
Сшивали одежду сухожилиями и растительными волокнами, а также тонкими сыромятными
ремешками из кожи мелких животных.
Представить, как одевался первобытный человек, можно благодаря статуэткам, найденным на
стоянках Мальта и Буреть близ Иркутска в Сибири. Статуэтки изображают людей в меховых
комбинезонах с капюшоном, в штанах, рубахах и обуви. В общих чертах одежда похожа на
традиционный костюм северных народов. Судя по погребениям верхнего палеолита, одежда (и
головные уборы) богато украшалась резными костяными бляшками, застёгивалась на костяные
пуговицы и пряжки.
Во второй половине верхнего палеолита появились составные, или вкладышевые, орудия. На
основе призматической техники раскалывания человек научился делать правильные
миниатюрные пластинки, очень тонкие, с режущими краями. Такая техника называется
микролитической (от греч. «микро'с» — «малый» и «ли'тос»). Изделия, ширина которых не
превышала 1 см, а длина — 5 см, называют микропластинками. Они-то главным образом и
служили вкладышами — составными частями лезвия будущего орудия. Если вставить
ретушированные микропластинки в основу из дерева, кости и рога, получится длинное
режущее лезвие. Вырезать его целиком из камня невыгодно. Во-первых, на это уйдёт много
времени, а во-вторых, камень достаточно хрупок и при сильном ударе может разломиться.
Составное лезвие легче починить — заменить только повреждённую часть (один-два
вкладыша), а не делать целиком заново. Чаще всего именно
*Кожу, которую не подвергают специальной обработке (дублению) для того, чтобы она стала
мягкой и прочной, называют сыромятной, или сыромятью.
26
так изготовляли крупные наконечники копий с изогнутыми краями (подобный наконечник
найден на стоянке Талицкого на Урале), жатвенные ножи с вогнутыми лезвиями (ими древние
люди собирали дикорастущие злаки).
В эпоху верхнего палеолита стали применять принципиально новые техники обработки
твёрдых материалов — пиление, сверление и шлифование.
Сверлили с помощью лучкового сверла, хорошо известного по более поздним временам. В
тетиву вставляли полую кость, под неё постоянно подсыпали песок и при вращении кости
высверливали отверстие. Чтобы получить более мелкие отверстия, например игольное ушко
или дырочку в бусине из раковины, использовали кремнёвые свёрла — каменные орудия
небольшого размера с ретушированным трёхгранным или коническим жалом, которое
закрепляли в рукоятке и быстро вращали вручную.
Пиление применялось в тех же случаях, что и сейчас, но значительно реже. Каменные пилки —
вкладышевые орудия, делали их из пластинок с ретушированным зубчатым краем и какой-либо
твёрдой основы. Они были достаточно хрупки, поэтому дерево обрабатывали в основном
рубящими орудиями. Кроме того, эпоха верхнего палеолита совпала с ледниковым периодом, и
деревьев тогда росло не так уж много. Зато следы пиления обнаружены на статуэтках того
времени, сделанных из мягкого камня — например, мергеля или сланца.
Шлифовали и полировали чаще всего кость, гораздо реже — камень. Широко распространится
подобная техника в мезолите и неолите.
В наборе орудий, характерных для верхнего палеолита, встречаются комбинированные орудия.
Видимо, для того, чтобы мастеру было удобнее работать, на одной заготовке часто располагали
(комбинировали) два-три различных орудия. Скребок и резец, скребок — резец — проколка,
несколько разных резцовых кромок — наиболее частые сочетания.
МЕЗОЛИТ
Средний каменный век (10 тыс. — 5 тыс. лет до н.э.) называют мезолитом (от греи, «ме'зос» —
«промежуточный» и «ли'тос»), В это время происходили существенные изменения природно-
географической среды. Общее потепление, таяние ледников вызвали изменение климата.
Возникло много новых рек и озёр, лесные пространства стали занимать обширную территорию.
Крупные холодолюбивые животные (мамонт, шерстистый носорог, овцебык), служившие
27
Охотники, стреляющие из лука. Наскальные рисунки.
первобытному человеку источником мяса, вымерли. А те, что выжили и приспособились к
новым условиям обитания, были быстроногими, осторожными, не паслись стадами.
Всё это привело к серьёзной перестройке хозяйства древних людей.
ПЛЕТЕНИЕ И ТКАЧЕСТВО
Традиционно считалось, что плетение появилось в мезолите, а ткачество лишь в неолите.
Новые археологические находки заставляют значительно «состарить» эти ремёсла. Самые
древние образны тканей и плетения обнаружены на верхнепалеолитической стоянке Павлов-1
(Моравия, Чехия). Они созданы около 26—25 тыс. лет назад. Ткани сделаны из волокон
крапивы и имеют несколько видов сложного переплетения нитей. В образцах плетёных
верёвочек используются разнообразные растительные волокна.
Более поздние находки, широко распространённые от Японии до Северной Америки, относятся
к концу палеолита и мезолиту (13—7 тыс. лет назад). Это говорит о том, что плетением
рыболовных сетей, различных ловушек для ловли рыбы и корзин люди занимались постоянно.
В мезолите, когда исчезали обширные покровные ледники и поверхность земли изобиловала
водой, рыболовство и собирательство съедобных моллюсков были важными способами
добывания пищи. Огромные торфяники, оставшиеся с тех времён, хорошо сохраняют изделия
из дерева, кости, кожи, растительных волокон.
Например, коллективная загонная охота превратилась в индивидуальную. В результате
возросла роль охотничьего вооружения — различных приспособлений, ловушек и, конечно,
метательного оружия. В мезолите появились лук и стрелы. Они позволили добывать мелких и
одиночных животных, в том числе птиц. Потому-то среди находок той эпохи много
наконечников стрел — из камня, кости и дерева. В мезолитических погребениях в Сибири
найдены даже луки. Они довольно большие, около 1 м, и производят впечатление мощного
оружия. Видимо, древние охотники почитали их — недаром луки украшены просверленными
клыками животных.
Многочисленные находки рыболовных крючков, гарпунов и острог свидетельствуют о том, что
в то время придавали большое значение рыболовству. Был изобретён выгнутый рыболовный
крючок (прямой существовал ещё в палеолите). Наконечники острог найдены в эстонском
поселении Кунда. Это плоские, тонкие, хорошо заострённые костяные изделия с мелкими
зубцами на одной стороне. На остроге могло быть до 20 зубцов. Такое оружие делали не только
из кости — в ход шли и дерево, и камень; известны составные остроги, с вкладышевыми
зубцами.
Важным шагом в развитии рыболовного снаряжения стало изобретение сетей. Ни гарпун, ни
удочка не могли обеспечить по-настоящему богатый улов. Фрагменты рыболовных сетей с
поплавками из сосновой и берёзовой коры, с каменными грузилами найдены в прибалтийских
мезолитических поселениях. В торфяниках (остатки мезолитических озёр) Скандинавии
сохранились элементы рыболовных сетей длиной более 25 м. Как правило, сети плели из
растительных волокон.
Развивалась призматическая техника раскалывания, а микролитическая достигла расцвета.
Основной набор орудий оставался тем же, что и в позднем палеолите, но на юге и лесном
севере встречаются разные группы изделий. В южных областях
28
Скребок в рукоятке из рога лося. Мезолит. Россия.
это кремнёвые орудия геометрической формы — маленькие сегменты, треугольники, трапеции,
которые за свою форму и размеры получили название геометрических микролитов. Они
служили наконечниками стрел и вкладышами в составных орудиях для собирательства.
В лесных и лесостепных зонах изготовляли рубящие и деревообрабатывающие инструменты —
каменные тёсла, долота, скобели, струги, топоры. Найденные орудия массивны, а их рабочие
лезвия по форме похожи на своих металлических «потомков». С их помощью делали лодки,
лыжи, сани, охотничьи ловушки и множество других деревянных предметов.
В поселениях мезолита повсеместно находят роющие орудия — мотыги, кирки и кайла; их
делали из рога, кости и камня.
Широко использовались пиление, шлифование, полирование, сверление. Чтобы придать
желаемую форму изделию любого строения и твёрдости, его шлифовали. Особенно важна была
такая техника для обработки рубящих орудий. По своему качеству нешлифованные топоры из
кремня, обсидиана и кварцита были значительно хуже шлифованных. Кроме того, в холодной
лесной половине Восточной Европы месторождения кремня довольно редки. Здесь встречаются
в основном мягкие сланцы. Шлифуя их, древний человек получал топоры, тёсла, кайла и ножи,
пригодные для строительства жилищ и долбления лодок.
НЕОЛИТ
Последняя, и очень важная, стадия каменного века (около 5 тыс. — 3 тыс. лет до н.э.) — неолит
(от греч. «не'ос» и «ли'тос»). В эту эпоху человек впервые создал искусственные материалы —
керамику и текстиль. Основные же орудия труда по-прежнему делались из камня, кости и
дерева. Главным камнем оставался кремень. Но люди освоили и яшму, нефрит, горный
хрусталь. Из приёмов обработки камня преобладали двусторонняя оббивка, ретушь,
шлифование, пиление, сверление. Шлифовать стали и кремнёвые орудия, подсыпая мокрый
песок. Интенсивно развивалась техника пиления. Изготовлять подвески, особенно бусы,
удобнее было из
Шлифованный кремнёвый топор. Ранний неолит. Франция.
29
стандартных заготовок, и здесь помогала пила.
С ростом населения и развитием хозяйства увеличилась потребность в сырье для производства
орудий. Чтобы добыть кремень, в меловых отложениях пробивали глубокие ямы. Когда
достигали слоя, содержащего искомую породу, яму расширяли боковыми штольнями. На
стенках шахт сохранились следы от ударов роговых мотыг. Найдены и сами мотыги, и роговые
кирки. В древних кремнё-
Наконечни* кол».».	Кремневый наконечник юли с луЬчагым
Heow. Ланин.	краем. Ранний неолит Франция
вых разработках встречаются рога оленей, служившие в шахтах рычагами. В одной из таких
шахт на территории Польши археологи нашли «шахтёра», погибшего под завалом. С ним были
его инструменты — мотыга и кирка, светильник-жировик, сосуд для воды, остатки корзины с
добытым кремнём.
Среди находок неолита есть все основные типы каменных изделий, сформировавшиеся в эпохи
палеолита и мезолита: резцы, скребки, проколки, свёрла, ножи, скрёбла, зубчато-выемчатые
орудия, пластины и отщепы с ретушью; при этом формы орудий и охотничьего оружия более
совершенны по сравнению с предшествующими периодами.
В эпоху неолита начинается переход к принципиально иным формам хозяйства — от
потребляющего (охота, рыболовство, собирательство) к производящему (земледелие и
скотоводство). С различиями в природных условиях связаны и неодновременность такого
перехода по регионам, и несхожесть жилищ, бытовых вещей, формы орудий. Если в южных
областях уже осваивали скотоводство и земледелие, то на севере ещё господствовало
потребляющее хозяйство. На раскопках в зонах развития производящих форм хозяйства учёные
обнаружили много наконечников стрел и копий, орудия, связанные с обработкой охотничьей
добычи. Однако преобладали здесь, безусловно, земледельческие орудия: вкладышевые
жатвенные ножи, серпы, мотыги, кирки и зернотёрки.
Серпы (жатвенные ножи) — тип вкладышевых орудий, они состоят из костяной основы и
микролитов. Мотыги делали из кости, рога, камня; формы их различны. Кирки изготовляли из
тех же материалов; их формы близки к современным. На раскопках в среднеазиатском
поселении Джейтун, как и во многих других раннеземледельческих поселениях, нашли основы
жатвенных ножей и зернотёрки. Зернотёрки — плоские заглаженные или шлифованные камни,
между которыми растирали зерно в муку. В таких поселениях часто
30
КЕРАМИКА
Керамика (от греи, «керамике1» — «гончарное искусство», от «ке'рамос» — «глина») — первый
искусственный материал. Изобретали его не однажды и не в одном месте. Впервые это
произошло 26 тыс. лет назад, в верхнем палеолите. В древности люди, обитавшие на
территории Моравии (стоянка Дольни Вестонице), лепили из глины с добавлением различных
примесей статуэтки животных и женщин, а потом обжигали их на огне. Получалась керамика
довольно высокого качества. Физические исследования показали, что температура обжига
достигала 700—800 °C. Очаги, в которых производился обжиг, были особой конструкции и не
использовались для приготовления пищи. Располагались они отдельно от жилища, в
специальных мастерских.
Второй случай появления керамики, также относящийся к верхнему палеолиту, — находки с
сибирской стоянки Майна на Верхнем Енисее. Здесь обнаружена фигурка человека,
изготовленная приблизительно в XV тысячелетии до н.э.
Одна из величайших загадок истории техники — отсутствие рядом с древнейшими образцами
керамики каких-либо следов керамической посуды. До изобретения керамики люди
пользовались деревянной, каменной, кожаной посудой, сосудами из коры и плодов деревьев.
Керамическая тара удобнее во многих случаях, особенно для хранения пищевых запасов и
воды. Такая посуда появляется 13—12 тыс. лет назад в японских и китайских мезолитических
культурах. Получается, что сделанные некогда технические изобретения впоследствии
забывались, а позже их открывали вновь.
Керамическая посуда была хорошего качества, разнообразных форм. В глиняное тесто, чтобы
посуда не трескалась при обжиге, примешивали минеральные и растительные добавки:
охотники-собиратели — золу, толчёные раковины, дресву (толчёный древесный уголь),
волокна дикорастущих растений; земледельцы — солому культурных злаков, навоз и шамот
(толчёную керамику).
Самую раннюю керамику называют лепной: она сделана без помощи гончарного круга. Лепили
двумя способами — ленточным (или жгутовым) и посредством выбивания. В первом случае
глиняную колбаску накладывали круг за кругом, а потом изделие заглаживали. Во втором — из
глиняного шара выбивали нужную форму. Сначала глиняную посуду обжигали либо в ямах с
древесным углем, либо в очагах. Из-за неравномерного прогревания она получалась
невысокого качества. Затем придумали гончарный горн — специальную печь с двумя
отделениями: в одно помешали топливо, в другое — обжигаемые изделия. Горны часто делали
двухъярусными, с несколькими поддувалами — для лучшей вентиляции камеры обжига
горячим воздухом. В таких горнах температура достигала 700 — 900 °C. На Переднем Востоке
горны существовали уже в VII—VI тысячелетиях до н.э. Гончарный круг появился
относительно поздно — в энеолите (переходном периоде от каменного века к бронзовому).
Первые, не очень совершенные круги использовали в IV тысячелетии до н.э. в Месопотамии
(город Урук). Вначале гончарный круг был неподвижен и лишь потом стал вращающимся,
встречаются каменные пестики, похожие на современные.
В северных лесных областях находят в основном предметы охотничьего вооружения,
рыболовные снасти, рубящие изделия. В неолите здесь появились крупные наконечники копий,
костяные кинжалы с кремнёвыми вкладышами. Кремнёвые наконечники стрел чрезвычайно
разнообразны. Встречаются даже искусственно затупленные: с ними охотились на пушного
зверя — чтобы не портить шкурку. Наиболее характерны для неолита наконечники стрел с
черешком. По фрагментам неолитических луков видно, что эти изделия часто снабжались
роговыми обкладками — для большей упругости. На крупного зверя охотились с копьями, у
которых были массивные кремнёвые наконечники, и с большими, до 2 м, луками-самострелами
— их ставили на водопойных тропах.
К неолиту относятся массовые находки орудий рыболовства. Люди научились тогда
необычайно искусно изготовлять рыболовные снасти — например, составные рыболовные
крючки из каменного грузила, изогнутого деревянного стержня и звериного когтя на конце.
С неолита известны пряслица — маленькие колечки из твёрдых материалов. Пряслица
насаживали на веретено, и оно равномерно вращалось при прядении. Массовая находка в
поселениях позднего неолита — ткацкие грузики из камня или глины, служившие для
натяжения нитей основы простейшего ткацкого стана. Такой стан первоначально представлял
собой деревянную раму. Его ширина определяла ширину получаемой
31
НЕОЛИТИЧЕСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ
Переход от потребляющего типа хозяйства к производящему — одно из важнейших событий в
истории человечества. Если раньше человек всецело зависел от характера природных ресурсов,
обеспечивающих его жизненные потребности в пище, одежде, домостроительстве и т. д., то
теперь важнейшие из этих ресурсов производились и контролировались человеком.
Положите контур полумесяца на карту, и пусть один его конец ляжет на север африканского
континента, другой — на Иран, а средняя часть — на территорию Переднего Востока:
Анатолию, Сирию, Ирак (Двуречье, или Месопотамию). Внутри контура окажутся так
называемые земли Плодородного Полумесяца. Именно здесь находится прародина практически
всех известных культурных злаков и животных. И именно здесь археологи впервые
обнаружили поселения людей каменного века, которые занимались мотыжным земледелием,
выращивая пшеницу-двузернянку, держали при доме мелкий рогатый скот и свиней, кошек и
хорей. (Первые земледельческие памятники Переднего Востока датируются X—IX
тысячелетиями до н.э.)
Переход к новому укладу хозяйства вызвал кардинальные перемены в обществе и культуре, не
случайно его называют неолитической революцией. Население увеличилось, по
ориентировочным оценкам, в 100 раз. Возросло накопление богатств, в частности продуктов
питания. Для их зашиты земледельцы стали окружать поселения стенами — так складывалась
первобытная фортификация, которой никогда до этого не существовало. Например, стены
неолитического Иерихона (Палестина) — его возраст более 9 тыс. лет — были сложены из
камня и имели высоту от 4 до 8 м. В самих поселениях стояли прочные дома с окрашенными
полами и стенами, простейшей мебелью. Наконец, начали развиваться ремёсла — гончарство,
ткачество, сукноваляние, деревообработка; появилось прикладное искусство; возникла
потребность в создании ирригационных (оросительных) систем — всё это послужило сильным
импульсом для развития техники.
Кремнёвый жатвенный нож (серп). Неолит.
ткани и дальнейший крой одежды. В работу шли нити, спрядённые из специально
обработанных волокон шерсти и растений — крапивы, конопли, льна. Ткани из хлопка и шёлка
появились позднее. Все эти новшества свидетельствуют о широком распространении ткачества.
Одновременно заметно уменьшилось количество орудий, необходимых для выделки кож и
меха, — скребков и проколок.
ЧТО БЫЛО ПОСЛЕ КАМЕННОГО ВЕКА
Каменный век уступил место медному, а затем — бронзовому и железному. А если точнее, то
переход от каменного века к бронзовому называют халколитом (от греч. «ха'лкос» — «медь» и
«ли'тос») или энеолитам (от лат. aeneus — «медь» и греч. «ли'тос»), что означает
«меднокаменный». Этот период наступил в IV—III тысячелетиях до н.э. Среди
многочисленных каменных орудий того времени археологи обнаруживают и медные. Самые
древние изготовлены из самородков — случайно найденных природных кусков чистой меди.
Куски самородной меди порой бывали значительной величины (весили до 260 кг).
Но чистая медь (а самородки содержали до 99,98 % металла) — вязкий и тягучий, а значит,
очень мягкий материал, малопригодный для изготовления оружия и орудий труда. Как же
использовали её древние мастера?
Тяжёлые куски самородного металла люди считали камнями, потому и пытались обработать их,
как обычные камни, — способом оббивки. Но, к удивлению мастеров, эти
32
«камни» под ударами молота не раскалывались, а изменяли форму и становились более
твёрдыми! Настолько твёрдыми, что из них можно было выковывать топоры и ножи,
наконечники копий и стрел. (Твёрдый слой металла, образующийся при ковке, теперь называют
наклёпом.) Более того, слишком сильная ковка делала медь хрупкой.
До нашего времени дошло не много изделий из чистой меди, изготовленных способом
холодной ковки. В Шумере холодная обработка меди использовалась приблизительно до конца
IV тысячелетия до н.э. В Египте найдены примитивные медные орудия и оружие, относящиеся
к этому же периоду. Археологи предполагают, что холоднокованых медных орудий было не так
много, как каменных. Большинство их, по-видимому, переплавили после изобретения плавки и
литья металлов.
Около 3 тыс. лет до н.э. в Шумере металлические изделия уже отливали в формах. Литые
медные изделия пользовались немалым спросом. Когда запасы самородного металла были
исчерпаны, медь стали добывать из недр Земли. Некоторые места её добычи в III тысячелетии
до н.э. — с остатками шахт, их оборудования и орудий труда древних шахтёров —
найдены археологами на территории Испании, Португалии, Англии и других стран. Руду
добывали главным образом в горах, пробивая туннели и строя рудники. В Средние века отрасль
промышленности, возникшую на этой основе, так и стали называть — горнодобывающей, а
рабочих и мастеров — горняками, даже если рудники находились не в горах, а в чистом поле.
Древние металлурги добытую породу разбивали на небольшие куски, которые растирали на
доске ручными орудиями. Образовавшуюся мелкозернистую массу промывали водой в
деревянных корытах. При покачивании корыт лёгкие примеси всплывали, а тяжёлые частицы
медной руды оседали на дне.
В начале халколита медную руду плавили в специальных ямах, а позднее — в небольших
каменных печах, обмазанных изнутри глиной. В них разводили огонь, а сверху слоями клали
древесный уголь и медный концентрат, полученный после промывки. Выплавленная медь
стекала на дно печи. Жидкий шлак сливали через отверстие в стенке. После окончания плавки
похожий на лепёшку слиток остывшей меди вынимали из печи.
Примерно в III—II тысячелетиях до н.э. на территории Европы и Азии люди научились
выплавлять медные сплавы. Обнаружили, что медные орудия можно значительно улучшить,
если при выплавке добавлять в медь чёрные, коричневые и красновато-коричневые камни
касситерита — оловянной руды. (Такие камни попадались в медных разработках и на
поверхности Земли рядом с самородками меди.) В результате получался сплав, который теперь
называют бронзой. Затвердев, он оказывался гораздо более твёрдым и упругим, чем медь. Да и
температура его плавления была ниже.
Оловянная руда встречается реже медной. Поэтому для производства бронзы её иногда
привозили из далёких стран.
Разнообразные бронзовые изделия намного превосходили по качеству каменные и особенно
широко
Медный топор шумеров. Бронзовый меч.
33
применялись приблизительно в XX — XIII вв. до н.э. Но и тогда металлы не смогли вытеснить
камень полностью. Это произошло только в начале I тысячелетия до н.э., когда стали
повсеместно использовать дешёвое и прочное железо. Наступил железный век.
Железные руды встречаются чаще, чем медные, а тем более оловянные. Ведь железо — один из
самых распространённых в земной коре химических элементов. Орудия и оружие из сплавов
железа прочны, поддаются закалке. До сих пор железо и его разнообразные сплавы остаются
важнейшими техническими материалами. Из них сделано около 95 % всей металлической
продукции. Поэтому можно сказать: начавшийся около 3 тыс. лет назад железный век
продолжается и сейчас.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОСТИЖЕНИЯ ДРЕВНИХ ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКИХ ЦИВИЛИЗАЦИЙ
Древнейшие земледельческие цивилизации возникли несколько тысяч лет назад в долинах
великих рек — Тигра и Евфрата, Нила, Инда, Хуанхэ. Здесь образовались первые на Земле
государства. Археологические данные и скупые письменные свидетельства позволяют учёным
говорить о том, что в истории развития этих государств, в технике, которая там применялась,
было немало общего.
В тёплой, но засушливой или, наоборот, переувлажнённой, заболоченной местности богатый
урожай можно получать не один, а два или три раза в год. Однако прежде нужно научиться
поливать либо осушать обширные территории. Возделать и засеять сравнительно небольшое
поле
способны и несколько человек, но для того, чтобы прорыть систему каналов и подвести воду к
полям или осушить болота, требуется множество хорошо организованных работников. Таким
образом, именно климат стал основной причиной, которая заставила людей объединить свои
поселения.
ПОЧЕМУ ИСТОРИЯ НАЧАЛАСЬ В ШУМЕРЕ
Один из древнейших очагов мировой культуры — Месопотамия, что в переводе означает
«двуречье» (или «междуречье»). Назвали эту область так не случайно: она находится между
двумя большими реками — Тигром и Евфратом. Здесь в IV—III тысячелетиях до н.э.
развивались города-государства шумеров — Лагаш, Ур, Киш и др. Люди, жившие там, были
замечательными тружениками. Они сделали великие для своей эпохи технические открытия. С
помощью простейших устройств — мотыг и корзин для переноски вырытой земли — шумеры
построили каналы, по которым вода потекла к полям. Каналы, вырытые около каждой деревни,
в совокупности образовали огромную ирригационную систему, орошавшую всю равнину. Во
время ежегодных разливов Тигра и Евфрата, когда в горах, где
34
берут начало эти реки, таяли снега, богатая илом вода мчалась к полям и садам, не только
поливая, но и удобряя старательно возделанные участки. Поливное земледелие в условиях
жаркого климата оказалось очень успешным: большие урожаи пшеницы, фруктов, овощей
обеспечили быстрый рост населения.
Гончарный круг для изготовления глиняной посуды и специальные печи для её обжига тоже
изобретения шумеров. Они научились делать из обычной глины твёрдую как камень, звонкую и
прочную керамику — не только горшки, тарелки и кувшины, но и керамические молоты, ножи
и серпы для жатвы.
Жилища и загоны для скота шумеры сооружали сначала из вязанок высушенного тростника.
Позже придумали, как строить дома из глины. Её сушили в особых формах — так получились
кирпичи. Отсутствие строительного материала на безлесной равнине перестало быть
проблемой. Первые кирпичные постройки очень просты, но со временем мастера-каменщики
научились возводить сложные ступенчатые конструкции, напоминающие арки, купола, своды.
Около 5 тыс. лет назад шумеры изобрели колесо; по крайней мере, к тому времени относится
самое древнее из дошедших до нас изображений
колёсной повозки. Да и сами повозки, в которые впрягали быков, появились тоже в Шумере. А
для того чтобы колёса не увязали в песке, улицы в городах начали покрывать... асфальтом.
Конечно, это был не тот асфальт, что применяют сегодня, но, по сути дела, именно шумеры
первыми стали пропитывать грунт вязким битумом — загустевшей нефтью.
Через реки и каналы жители Шумера переправлялись на наполненных воздухом кожаных
бурдюках, позже — на больших и прочных парусных лодках-плотах из тростника. Даже через
тысячи лет искусство жителей Двуречья не было утеряно: норвежский этнограф и археолог Тур
Зиккурат (культовая башня) в Уре. XXII—XXI вв. до н.э. Реконструкция.
КОЛЕСО И КОЛЁСНАЯ ПОВОЗКА
Возможно, колесо — самое великое изобретение в истории техники. И действительно,
каменное рубило — всего лишь «усовершенствованный» камень. Топор, мотыга и кирка не что
иное, как «доработанная» дубинка. Копьё и дротик — видоизменённая палка. Придумав же
колесо (или лук со стрелами), человек не просто улучшил предметы, имеющие природное
происхождение, а изготовил нечто абсолютно новое.
Учёные полагают, что первые колёса были созданы в Шумере примерно 5200 лет назад. До
изобретения колеса тяжести по суше перемешали с помощью катков и рычагов. С развитием
скотоводства начали использовать вьючных животных, появились бесколёсные волокуши,
ставшие прообразом саней.
Первые дошедшие до нас изображения колёсной повозки найдены в Месопотамии; датируются
они IV тысячелетием до н.э. Колёсная повозка состоит из колёс, осей и площадки для груза.
Очень важна в ней и упряжь — техническое приспособление, позволяющее впрягать тягловое
животное (осла, мула или быка). Интересно, что деревянный хомут сначала закрепляли на
голове животного и только гораздо позже — на шее.
«Штандарт из Ура» с изображением колёсных повозок. XXV в. до н.э. Британский музей.
Лондон.
35
Хейердал в 1977—1978 гг. проплыл по морю на такой тростниковой лодке «Тигрис» от берегов
Ирака до устья Инда, а оттуда — до восточного побережья Африки (до гавани Джибути).
Шумеры выплавляли металлы — медь и бронзу (обычно сплав меди с оловом). Оставшиеся
навсегда безвестными мастера первыми в истории человечества научились паять
СПОР МЕЖДУ МОТЫГОЙ И ПЛУГОМ
Среди древнейших текстов, дошедших из глубины веков до наших дней, встречаются
любопытные литературные произведения, из которых можно узнать о том, какой была техника
5—6 тыс. лет назад. Вот отрывок одного из них, написанного в любимом шумерами жанре
литературного диспута. Первоначально текст был нанесён на глиняные таблички. Теперь он
переведён на современные европейские языки.
Вот смотри! Мотыга, Мотыга, носящая узел,
Мотыга из шелковицы, зубья которой из кизила,
Мотыга из тамариска, зубья которой
из «морского» дерева,
Мотыга с двумя зубьями, с четырьмя зубьями,
Мотыга, сын бедного человека, опора
человека в лохмотьях,
Мотыга бросает вызов Плугу.
Ив споре Мотыги с Плугом Мотыга
говорит Плугу:
— Я приумножаю, но что приумножаешь ты?
Я расширяю, но что расширяешь ты?
Когда воды хлынут через размытую плотину,
ты не запружаешь её,
Ты не наполняешь корзины илом,
Ты не наполняешь перемётных сум глиной,
ты не делаешь кирпич,
Ты не кладёшь фундамент, ты не строишь ломов,
Ты не укрепляешь шатающихся старых стен,
Ты не прилаживаешь водосточных желобов
на крышах достойных людей.
Плуг, я приумножаю, но что приумножаешь ты?
Я расширяю, но что расширяешь ты?
В ответ Плуг, который к тому времени только-только вошёл в обиход, напоминает Мотыге о
празднике — первом дне вспашки поля. В этот день царь (он же верховный жрец главного бога
Энлиля) в сопровождении приближённых приносил жертвы Энлилю и проводил самую первую
борозду.
Я Плуг, сделанный могучей рукой,
собранный могучей рукой,
Я надзиратель Энлиля над полями,
Я верный землепашец человечества.
Когда мой праздник празднуется в поле,
Царь сам режет быков для меня,
Убивает несчётное множество овец для меня,
Разливает пиво в сосуды...
Царь держит меня за рукоятку,
Запрягает моих быков в ярмо.
Вся знать идёт рядом со мной,
Все страны обожают меня,
Все люди с радостью взирают и а меня,
Моё присутствие среди борозд — украшение полей.
Перед колосьями, которые я выращиваю в полях,
Все звери страны радостно, низко склоняются...
Я наполняю для Энлиля силосные ямы и житницы,
Сгребаю для него в кучу пшеницу...
Но ты, Мотыга, кто работает и копошится в грязи,
Мотыга, чья голова увязла в поле,
Мотыга и форма для кирпича,
Проводящие все свои дни в грязи,
Колодцекопателъ, ямокопатель,
Ты не годишься для царской руки,
Ты осмеливаешься бросать горькие
оскорбления мне,
Осмеливаешься сравнивать меня с собой!
Убирайся отсюда в поле, я достаточно
насмотрелся на тебя.
Но Мотыга не сдаётся. Она перечисляет множество важнейших дел, выполняемых ею для
людей: рытьё канав и оросительных каналов, осушение болот, удаление корней и выравнивание
полей для пахоты (а этим она помогает и самому Плугу), возведение городских стен и т. д. Она
упрекает Плуг:
Ты, у кого шесть быков, у кого четверо
работников, —
Ты сам лишь одиннадцатый...
Моё рабочее время — двенадцат ь месяцев,
А ты работаешь только четыре месяца
И исчезаешь на восемь месяцев,
Следовательно, ты отсутствуешь
в два раза больше, чем работаешь...
Спор продолжается ещё долго, но завершается древний текст так:
В споре между Мотыгой и Плугом
Побеждает Мотыга.
36
Развалины Ура: святилище, улица, лестницы. Ирак.
металлы, гравировать их и инкрустировать.
Раскапывая холмы, скрывающие развалины шумерских поселений и городов, археологи нашли
первые в истории человечества книги, даже целые библиотеки! Шумеры создали древнейшую
на Земле письменность. Её знаки похожи на клинья, прямые и острые углы; отсюда и название
— клинопись. На глиняных табличках записывали хозяйственные расходы (сколько продуктов
хранится на складе, сколько выдаётся и т. д.), легенды, мифы; сохранились даже черновики
упражнений учеников в школах писцов. С годами в храмах и царских дворцах накопились
(учёные говорят «отложились») огромные архивы. Эти необычные книги бесценны для
изучения быта и экономики Шумера.
Видимо, потому американский шумеролог Сэмюэл Крамер и назвал свою знаменитую книгу об
одной из самых древних земледельческих цивилизаций так: «История начинается в Шумере».
ВЕЛИКАЯ Ц,ИВИЛИЗАЦ,ИЯ В ДОЛИНЕ НИЛА
Археологические раскопки в долине Нила велись давно и очень настойчиво. В результате о
Древнем Египте известно гораздо больше, чем о Шумере. Тысячи лет назад в Египте был
развит погребальный культ. Жители страны верили в жизнь после смерти, поэтому своих
владык (фараонов), а также придворных вельмож и жрецов храмов хоронили

Древний храм в Луксоре. XV—XII вв до н.э. Египет.
37
Трон Тутанхамона. XIV в. до н.э. Египетский музей. Каир.
Пахота. Папирус. XI—X вв. до н.э. Египетский музей. Каир.
Ловля рыбы гарпунами. Рельеф гробницы Птахотепа в Саккаре. XXVI—XXV вв. до н.э.
Египет.
в богатых гробницах. Вместе с мумиями в саркофаги помещали личные вещи умерших,
ювелирные украшения, разнообразную утварь, статуи, предметы обихода, инструменты,
оружие, мебель и даже колесницы — словом, всё то, что, как считали египтяне, потребуется
погребённым в мире ином. Раскопки древних захоронений помогли узнать, как жили древние
египтяне, какой техникой пользовались и что с её помощью умели делать. Многое рассказали и
найденные в гробницах тексты, записанные иероглифами на свитках папируса.
Начало земледелию в Египте было положено ещё в эпоху неолита, в V тысячелетии до н.э.
Скорее всего, первыми земледельцами стали племена, которые занимались рыболовством. К
тому времени у них появились постоянные поселения. На рубеже V и IV тысячелетий до н.э.
египтяне научились выплавлять медь. Получали её из медной руды. Медные инструменты
гораздо производительнее каменных: с их помощью можно легче и быстрее изготовить
деревянные мотыги для земляных и сельскохозяйственных работ, а тёсла и рукоятки топоров
— для рубки деревьев. Вероятно, тогда-то и стали осушать заболоченную долину Нила. Позже
была освоена металлургия бронзы, а в XVIII—VI вв. до н.э. — и железа.
В IV тысячелетии до н.э. жители Древнего Египта уже умели сооружать системы бассейнов и
каналов для искусственного орошения полей. Долину Нила между рекой и возвышенностями,
за которыми раскинулась пустыня, разделили множеством насыпей, дамб и плотин на
отдельные бассейны. К концу тысячелетия египтяне построили сложную ирригационную
систему. Устройство её столь разумно, что вызывает восхищение даже у современных
специалистов. Именно с этих технических достижений начался расцвет сельского хозяйства и
рост благосостояния египтян. Вся долина Нила покрылась полями, садами и огородами. У
каждого жилого дома, не говоря уже о дворцах и
*Иеро'глифы (от греч. «хиерос» — «священный» и «глифе1» — «то, что вырезано») — древние
рисуночные знаки египетского письма.
38
храмах, были вырыты пруды. Сады долгое время поливали вручную, используя кожаные вёдра
и бурдюки. Первое сохранившееся до наших дней изображение специального водополивного
устройства — шадуфа — относится к XIV в. до н.э. С его помощью один работник мог за час
поднять на двухметровую высоту 3400 л воды. Позже изобрели водоподъёмное деревянное
колесо с кувшинами, которые черпали воду по мере его вращения. В III—IV вв. н.э. египтяне
стали применять изобретённый в Древней Греции архимедов винт — более эффективное
техническое устройство для подъёма воды. Благополучие страны зависело от того, насколько
хорошо работает система каналов и бассейнов. Её
ШАДУФ И ВОДОПОДЪЁМНОЕ КОЛЕСО
Создание приспособлений для подъёма воды с древних времён и по сию пору занимает умы
изобретателей, лучших инженеров и техников. Орошение полей, откачка воды из рудников,
подача её в водопроводы...
Впервые эта серьёзная техническая проблема встала при проведении ирригационных работ в
долинах великих рек — Тигра, Евфрата, Инда, Хуанхэ, Нила, на берегах которых возникли
древние земледельческие цивилизации. В те времена
Поливка с помощью шадуфа. Роспись гробницы в Дейр-эль-Мелине. После XIII в. до н.э.
Египет.
Водоподъёмное колесо.
от возможности поливать поля, удалённые от реки, зависела жизнь людей. Чтобы подавать
воду с нижнего уровня — реки или канала — на верхний, например в другой канал, по
которому она потечёт дальше «сама собой», было изобретено простое, но весьма эффективное
техническое устройство — гиаду'ф. Он похож на журавль — длинный рычаг с противовесом.
Такие журавли до сих пор можно встретить у колодцев во многих деревнях России. Шадуф
применяли на Востоке очень долго.
Позже придумали, а затем и усовершенствовали водоподъёмное колесо — «прадедушку»
водяной мельницы. Заметим, что в разных
странах конструкции водоподъёмных колёс были различными.
Сыграв значительную роль в развитии сельского хозяйства древних цивилизаций, шадуф и
водоподъёмное колесо вошли в историю человечества.
Другой водоподъёмный механизм, действовавший по принципу винта, изобрёл Архимед.
Достоверно известно, что при его изготовлении применялся метод расчёта, разработанный
учёным.
Сохранились документальные сведения о том, что с помощью архимедова винта в Древнем
Египте была осушена и сделана пригодной для земледелия обширная заболоченная территория.
39
создание требовало знания математики, гидравлики, строительного дела. Например, чтобы
правильно вести поливное земледелие, нужно по положению звёзд определить время
разлива Нила. В зависимости от уровня воды в реке, который изменяется регулярно каждые
четыре месяца, сельскохозяйственный год египтяне делили на три сезона: время поло-
СУЩЕСТВУЮТ ЛИ ЗАГАДКИ ПИРАМИД?
Древние египтяне оставили после себя величественные памятники зодчества — знаменитые
пирамиды, гробницы фараонов (XXVIII—XXVI вв. до н.э.). Европейцы узнали об этих
грандиозных сооружениях после Египетского похода (1798—1801 гг.) генерала Бонапарта
(будущего императора Франции): именно тогда были сделаны первые описания устройства
гробниц.
Известия о необыкновенных постройках вызвали множество вопросов. В самом деле, высота,
например, пирамиды фараона Хуфу (по-гречески — Хеопса) достигает 146,59 м, длина стороны
основания — 230 м, объём — 2,6 млн. м3; сложена пирамида из огромных каменных блоков
массой 2,5 т каждый. Как древние египтяне без мощных подъёмных кранов смогли доставить
блоки к месту строительства и, главное, поднять их?
Объяснений загадки существовало немало, и часто они основывались не на фактах, а на
легендах. Так, в глубокой древности в Египте жил высокоразвитый народ (ему даже дали имя:
атланты). Он обладал совершенной техникой, потому и сумел создать столь величественные
сооружения, сохранившиеся до наших дней.
Возникла даже пирамидология — «наука» о тайнах и загадках пирамид. По утверждению
«пирамидологов», в конструкции гробниц зашифрованы некие тайные знания о прошлом и
будущем человечества. Размеры пирамид и их внутренних помещений не что иное, как
зашифрованные в камне даты прошедших и грядущих событий! Есть и другое предположение:
египетские пирамиды на самом деле не гробницы фараонов, а астрономические обсерватории.
Их размеры выбирались с учётом расстояния от Земли до Солнца или длины пути, который
проходит Земля по своей орбите за сутки. А вот члены общества «Поднимающиеся атланты»
уверены: под пирамидой фараона Хеопса лежит капсула, в которой спрятаны секретные знания
давно умерших жителей некогда существовавшей страны — Атлантиды.
Что же говорит о тайнах пирамид современная наука? Доказано, что строительная техника
древности позволяла возводить столь монументальные сооружения. Блоки из известняка
вырубали в каменоломнях и на месте обрабатывали — обтёсывали и полировали. Выполняли
эту операцию медными инструментами. Камень отделывали так тщательно, чтобы в
дальнейшем блоки плотно прилегали друг к другу. Мастера добивались удивительных
результатов — и тысячелетия спустя между гранями соседних плит нельзя протащить даже
нитку. Затем многотонные блоки, используя полозья-волокуши и простые рычаги, грузили на
Древнеегипетская пирамида.
баржи и в период половодья по специально прорытым каналам отправляли к месту
строительства.
Сам процесс возведения пирамиды был прост, но трудоёмок. Для кладки использовали
глиняный раствор. На верхние ряды кладки блоки поднимали по наклонным насыпям,
сооружённым из кирпича-сырца. Остатки таких насыпей обнаружены в Медуме и Гизе, около
пирамид фараонов Хуни и Хафра. Втягивали блоки на канате медными крюками. Возможно,
находили применение и салазки. Словом, главная тайна пирамид — трудолюбие и талант
человека.
Конструкция пирамиды Хеопса. III тысячелетие до н.э.
1 — вход в пирамиду; 2 — нисходящий коридор; 3, 6 — погребальные камеры; 7,5 —
горизонтальные коридоры; 7 — недостроенные вентиляционные ходы; 8 — большая галерея; 9
— передняя комната; 10 — погребальная камера с саркофагом; 11 — разгрузочные камеры; 12
— система действующих вентиляционных каналов; 13 — шахта, пробитая после окончания
строительства пирамиды.
40
ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА
Ещё в древние времена люди заметили, что не всем в одинаковой степени удаётся выполнять те
или иные виды работ. Например, более сильные и бесстрашные лучше охотятся, а тот, кто
обладает хорошей координацией движений и умеет различать породы камня, как правило,
лучше других его обрабатывает и с большим успехом делает из природных материалов
необходимые для племени орудия — острые рубила и ножи для разрезания мяса и разбивания
костей, скребки и проколки-шилья для выделки шкур и шитья одежды и т. д. Постепенно такие
умельцы становились признанными мастерами своего дела, для племени не менее важного, чем
охота. И когда другие члены племени отправлялись добывать пищу, первобытные мастера,
наверное, оставались в пещерах и изготовляли первую в истории человечества технику.
Так на собственном многолетнем опыте люди убедились, что выжить в дикой природе легче,
если каждый занимается тем, что умеет делать лучше других. С тех давних пор разделение и
специализация труда помогают совершенствовать мастерство и технику.
Со временем среди мастеров тоже произошло разделение: одни занялись изготовлением
каменных и костяных орудий, другие — выделкой стрел и дротиков, третьи — обработкой
шкур. Каждый древний «специалист» старался улучшить свои орудия, по возможности
приспособив их для конкретного дела. В результате появились первые «специализированные
наборы» инструментов. По мере накопления опыта, знаний и умений техника первобытных
людей становилась совершеннее. Этот процесс прослеживается по археологическим находкам.
Чем лучше распределялись обязанности между членами племени, тем сильнее оно становилось.
Для более продуктивной организации работ понадобились люди, которые занялись бы только
этим. Первыми организаторами были вожди племени. Но постепенно в изготовлении техники,
строительстве жилищ, храмов и оросительных каналов стало участвовать всё больше людей, а
использовавшиеся орудия заметно усложнились. Для руководства работами потребовались
особые знания и умения. В III—II тысячелетиях до н.э. организацией технической деятельности
занялись жрецы храмов — наиболее образованные и сведущие люди. Об этом говорят
сохранившиеся письменные источники — глиняные таблички шумеров и
вавилонян, папирусные свитки египтян. Найденные тексты донесли до нас имена первых
архитекторов и руководителей строительства. В частности, ступенчатую пирамиду и
заупокойный храм фараона Джо-сера в Саккаре (Египет) построили под руководством жреца
Имхоте'па (около XXVIII в. до н.э.). Слава Имхотепа была столь велика, что он почитался
египтянами и в течение многих лет после смерти.
В обязанности жрецов входили проектирование сооружений, подсчёт необходимого количества
материалов, а также определение численности «специалистов», простых землекопов и
носильщиков, требовавшихся для каждого этапа строительства. До нашего времени дошли
сведения о планировании количества продуктов, нужных для того, чтобы прокормить армию
строителей.
В сооружении пирамид участвовали десятки тысяч египтян, а организацией их труда
занималось множество жрецов разного ранга. Их деятельность, в свою очередь, находилась под
надзором старших организаторов производства. Таким образом, уже во II тысячелетии до н.э.
жрецы решали примерно те же задачи, что и нынешние инженеры (конструкторы,
проектировщики) и руководители промышленных предприятий и технических проектов,
водья (ахет), время всходов (перет) и время засухи (шему).
Сельскохозяйственная техника в Древнем Египте не отличалась многообразием. Известную со
времён неолита мотыгу усовершенствовали — снабдили металлическим наконечником. В
конце IV тысячелетия до н.э. была изобретена соха. Сначала она напоминала обыкновенную
мотыгу, но затем орудие усложнили — сделали две рукояти и упряжь из дышла и ярма для
быков и коров. Позже изобрели хомутп.
Для жатвы применялись деревянные серпы с кремнёвыми вкладышами. С развитием
металлургии серпы
Выплавка металла. Роспись гробницы в Шейх-Абл-эль-Гурне. XVI—XV вв. до н.э. Египет.
41
Строительные работы. Фрагмент рельефа. Тел-эль-Амарна. XVI—XV вв. до н.э. Египет.
Древняя канализация. Мохенджо-Даро. Ill—II тысячелетия до н.э. Пакистан.
стали изготовлять из бронзы. Зерно египтяне хранили в специально построенных кирпичных
хранилищах. Однако и с таким нехитрым сельскохозяйственным инвентарём древние
земледельцы добивались очень высоких урожаев.
Но, пожалуй, самые удивительные технические достижения были сделаны египтянами в
области строительства. В начале III тысячелетия до н.э. они стали возводить огромные
пирамиды — усыпальницы для фараонов. Современным учёным потребовалось не одно
десятилетие, чтобы изучить их устройство и доказать, что столь величественные сооружения
созданы с помощью простейших технических приспособлений.
ХАРАППСКАЯ КУЛЬТУРА
В 1922 г. индийский археолог Р. Д. Банерджи, раскапывая холмы в долине Инда, открыл руины
города, существовавшего в III—II тысячелетиях до н.э. Так из тьмы веков до нас дошли
сведения ещё об одном древнейшем очаге мировой культуры. Учёные назвали его Хараппской
цивилизацией.
Древняя Хараппская цивилизация (середина III — первая половина II тысячелетия до н.э.)
развивалась на территории, простиравшейся на 1600 км с запада на восток и на 1250 км с севера
на юг (часть современных Индии и Пакистана). Центрами её были два древних города —
Хараппа и Мохенджо-Даро.
В этом государстве ещё не знали железа, но мастера владели технологией горячей и холодной
обработки меди и бронзы; они делали металлические топоры, пилы, серпы, долота, ножи,
рыболовные крючки, предметы вооружения.
Хараппцы использовали разливы реки Инд для орошения полей, поэтому здесь процветало
земледелие. На месте древних поселений археологи обнаружили зёрна пшеницы, ячменя,
косточки фиников и семена дыни. По-видимому, для возделывания полей уже применялся плуг.
Люди умели выращивать хлопок, освоили прядение и ткачество. Скотоводы в долине Инда
разводили зебу, буйволов, овец, свиней, коз, а позднее — лошадей. Учёные считают, что тогда
же впервые приручили слонов.
О высоком мастерстве хараппских ремесленников говорят найденные фрагменты керамических
игрушек, украшений, предметов обихода (на некоторых из них есть древнейшие в Индии
надписи) и скульптурные изображения людей, животных и богов.
В древней Хараппе на площади более 2,5 км2 проживало около 100 тыс. жителей. Двух- и
трёхэтажные кирпичные дома занимали, вероятно, зажиточные горожане. Бедняки же обитали
за чертой города в обмазанных глиной хижинах. Улицы Хараппы достигали 10 м в ширину. Их
прокладывали строго по плану и так, чтобы они пересекались под прямым углом. Город был
оборудован водостоками, существовали хорошо налаженная система колодцев и даже
общегородская канализация. В середине II тысячелетия до н.э. хараппцы покинули свои земли.
Причины, побудившие их уйти с обжитых мест, до сих пор остаются загадкой.
Общественный колодец. Мохенджо-Даро. Ill—II тысячелетия до н.э. Пакистан.
*Дышло — толстая оглобля, прикрепляемая к середине передней оси повозки при парной
запряжке.
*Хомут — надеваемая на шею лошади часть упряжи в виде деревянного остова, покрытого
мягким валиком.
*Ярмо — примитивная деревянная упряжь для рабочего крупного рогатого скота.
42
Остатки древнего города
Мохенджо-Даро. III—II тысячелетия до н.э. Общий вид. Пакистан.
Баня. Мохенджо-Даро. III—IIтысячелетия до н.э. Пакистан.
ЗЕМЛЕДЕЛЬЦЫ ДРЕВНЕГО КИТАЯ
В 1928—1937 гг. в пещере Чжоукоу-дянь (Северный Китай) археологи нашли остатки скелетов
первобытных людей, названных синантропами. Жили они 460—230 тыс. лет назад. Учёные
установили, что синантропы охотились на диких зверей, собирали съедобные плоды и коренья,
а самое главное — уже умели добывать огонь и изготовлять примитивные каменные орудия.
Археологи обнаружили следы пребывания людей и в других районах Китая, но более поздние
по времени. Судя по находкам, первобытные люди в Китае прошли в своём развитии те же
стадии, что и в Африке и Европе. Были найдены, например, неолитические костяные орудия с
вкладышами из небольших, хорошо выделанных кусочков острого кремня (микролитов);
полированные каменные орудия и лепная глиняная посуда с орнаментом, датируемые III
тысячелетием до н.э.
В китайской провинции Хэнань при раскопках стоянки Яншао (середина III тысячелетия до
н.э.) нашли крашеные керамические изделия (в частности, характерные полированные сосуды
чёрного цвета) и каменные шлифованные орудия. Археологам удалось установить, что жители
Яншао умели возделывать зерновые и бобовые культуры, разводили собак, свиней, овец,
крупный рогатый скот. От нападений врага их поселения защищали земляные насыпи до 5 м
высотой. Следы культуры Яншао прослеживаются до конца III тысячелетия до н.э. Именно к
этому времени относятся позднейшие из найденных в бассейне реки Хуанхэ поселений.
В XVIII—XII вв. до н.э. в Китае существовало государство Инь (Шан). Его жители владели
искусством выплавлять бронзу, имели развитую письменность. Древнекитайский письменный
текст «Шицзин» (свод песен), сохранившийся до нашего времени, учёные относят к XI—VI вв.
до н.э. В столице царства Инь, находившейся в долине среднего течения Хуанхэ, было
множество дворцов, храмов и домов простых людей. Ремесленники селились на окраинах
города; здесь же располагались и мастерские, в которых делали керамику и отливали бронзу.
Местные мастера знали секреты выделки шёлковых тканей, изготовления керамики с глазурью,
чёрной и белой керамики. В одной из усыпальниц того времени нашли около 6 тыс. предметов
из золота, бронзы, нефрита, перламутра и панциря черепахи. По сохранившимся здесь
надписям установлено около 3 тыс. употреблявшихся тогда иероглифов.
В конце XII в. до н.э. государство Инь было завоёвано племенем чжоу, обитавшим в долине
реки Вэйхэ.
Керамика из Яншао. Конец III тысячелетия до н.э. Китай.
43
Бронзовый сосуд с крышкой в форме головы быка. XVIII—XII вв. до н.э. Китай.
В начале I тысячелетия до н.э. в пределах современного Китая было несколько небольших
государств. Именно в это время началось сооружение оросительных систем.
Сельскохозяйственная и строительная техника, даже несмотря на распространение железа,
оставалась примитивной: мотыги, плуги, шадуфы. Поэтому только организованная работа
огромного числа землекопов позволяла прорыть большие каналы. Вероятно, «техническая»
необходимость — одна из причин создания первого централизованного государства на
территории Китая. В III в. до н.э. небольшие государства объединились под властью
императора из династии Цинь. Были введены единая денежная система, чёткое
административное деление территорий, общая система мер и весов. Для защиты страны от
нападения врагов в III в. до н.э. приступили к возведению одного из самых грандиозных
инженерных сооружений древности — Великой Китайской стены.
ВЕЛИКИЕ КУЛЬТУРЫ АМЕРИКИ
Исследователи прошлого народов Америки обнаружили два больших района, где когда-то
существовали высокоразвитые земледельческие цивилизации. Северный район (его иногда
называют Мезоамерикой) охватывал территорию таких современных государств, как
Гватемала, Мексика (центр и юг), Сальвадор (запад) и Гондурас. Южный район расположен в
Андах — там, где сегодня находятся Перу и Боливия. История этих цивилизаций менее древняя
и более короткая: они развивались всего около 1,5 тыс. лет.
Человек попал в Америку из Северо-Восточной Азии около 25 тыс. лет назад. Цивилизации же
возникли здесь значительно позже — в I—IX вв. Быстрое развитие культур Америки в X—XV
вв. было трагически прервано нашествием испанцев и португальцев в конце XV—XVI вв. При
этом уничтожались бесценные памятники культуры и техники. Восстановить картины былого,
понять, что именно и как происходило в истории исчезнувших государств, теперь очень
трудно.
Великая Китайская стена. III в. до н.э.
Барельефы Храма Воинов. Культура майя. Чичен-Ица. Мексика.
*Великая Китайская стена — величественное крепостное сооружение на севере страны. По
разным оценкам, длина стены достигает 4—6 тыс. километров, а высота — в основном 6,6 м.
44
Учёные пришли к выводу, что американские земледельческие цивилизации прошли примерно
те же стадии технического и экономического становления, что и Египет, Шумер, древние
государства Индии и Китая. Правда, у американской истории есть интересные особенности.
Оказалось, например, что каменный век здесь длился гораздо дольше — приблизительно до
IX—X вв. Гончарный круг и металлургия не были известны местным жителям, пока не пришли
испанцы. Индейцы так и не изобрели колеса и колёсных повозок, не использовали домашних
вьючных и тягловых животных. Из технических устройств применяли только палку-копалку
(коа), мотыгу с каменным наконечником и каменный топор.
Впрочем, и с такой примитивной техникой индейцы с успехом строили оросительные системы
и дренажные (от англ, drain — «осушать») каналы. До сих пор огромное впечатление
производят сооруженные высоко в горах террасы с наносной землёй для посевов. Именно
достижения в земледелии стали экономической основой развития индейской культуры.
Пирамида Магии. Культура майя. Мексика.
ТЕХНИКА ДРЕВНЕЙ ГРЕЦИИ И РИМА
Представить себе мир без спутников и телевизора не так уж трудно: в конце XX столетия
многие ещё помнят то время, а кто-то продолжает в нём жить и по сей день. Вообразить же мир
без колеса, изобретённого шумерами, без календаря, созданного египтянами, или без алфавита,
придуманного финикийцами, гораздо сложнее. Столь же сложно представить современную
технику без возникших в античности математики, механики и астрономии, без вклада,
внесённого в её развитие греческими и римскими инженерами. Всё, чем располагает
человечество сегодня, стоит на фундаменте, заложенном в древности.
В Античную эпоху в сельском хозяйстве, ремёслах, металлургии, строительстве и транспорте
медленно, но постоянно улучшались уже известные технические средства и изобретались
новые. Достаточно назвать токарный
«ВТОРАЯ ПРИРОДА»
Великий древнегреческий философ Аристотель считал, что в мире существует два рода вещей:
одни — «по природе», а другие — «против природы». Скажем, тяжёлое «по природе» всегда
стремится вниз, поэтому если мы его поднимаем вверх, то действуем как бы «против природы».
Таким образом, получается, что любые механические приспособления и вообще вся техника
направлены «против природы». Но полагал ли сам Аристотель, что идти «против природы» —
это плохо? Вовсе нет. В сочинении «Механические проблемы», принадлежащем одному из его
учеников написано, что одни замечательные вещи происходят в согласии с природой, а другие
— против неё, причём последние делаются для пользы людей с помощью техники. Ибо
природа действует всякий раз тем же самым образом и просто, а то, в чём состоит наша польза,
многократно меняется (например, иногда тяжёлое тело нужно поднять, а иногда опустить). Вот
почему, когда необходимо сделать что-либо «против природы», человек оказывается в
затруднительном положении, и ему нужна техника. Ту её часть, которая помогает решить эти
трудности, так и назвали — механика, что в переводе с греческого означает «хитрость»,
«уловка».
45
станок, впервые появившийся в Греции; косу и механическую жатку, придуманные римлянами;
более совершенные давильные прессы и технику производства стекла, применение бетона в
строительстве, неизвестные ранее методы выплавки железа и типы кораблей.
Однако рабовладельческое хозяйство античных государств с его дешёвой рабочей силой не
нуждалось в замене ручного труда. Зачем изобретать, а потом строить дорогую машину, если
можно почти за бесценок купить несколько рабов? К тому же экономика не была нацелена на
производство всё большего числа товаров, а ведь именно для этого нужно широко применять
машины, чётко организовывать труд. Греки и римляне предпочитали вкладывать деньги в
покупку земли и в торговые операции, тратить их на роскошные пиры, а не на техническое
оснащение производства. В таких условиях даже изобретённые механизмы использовались
далеко не в полную силу и отнюдь не для промышленного производства, как это происходило,
например, в Средневековье.
КАК ГРЕКИ ПЕРЕМЕШАЛИ ТЯЖЁЛЫЕ ГРУЗЫ
Храм Артемиды в Эфесе (построен около 550 г. до н.э.) был одним из самых красивых и
знаменитых творений греческой архитектуры и считался третьим чудом света.
Руководители строительства Херсифрон и Метаген при возведении храма столкнулись со
сложной проблемой: как перевезти по рыхлой почве тяжёлые колонны и блоки из каменоломни
к месту работ? Опыт Египта, где на строительство пирамид фараоны согнали тысячи рабов, в
Греции был неприменим. Не располагали строители и большим количеством тягловых
животных, которых широко использовали на подобных работах в странах Востока. И всё же
выход был найден: колонну, особым образом прикреплённую к деревянной раме, как бы
превращали в каменный каток. А перекатывать тяжести гораздо легче, чем тащить. Для
прямоугольных блоков Метаген придумал другой способ: каждый блок, как ось, вставляли в
огромные деревянные колёса около 4 м в диаметре и катили до места строительства.
Сэкономив таким образом много сил и средств, Метаген решил поделиться своим
изобретением с другими: написал книгу. Рассчитывал ли он прославиться среди современников
и сохранить своё доброе имя в веках? Если да, то расчёт оправдался: об изобретении Метагена
помнят уже более 2,5 тыс. лет.
Иногда в ходе строительства (особенно высоких сооружений) требуется поднять тяжёлый груз
на большую высоту. На Востоке в древности для этого делали огромные пологие насы-
Так греки перевозили заготовки колонн и каменные блоки. VI в. до н.э.
Подъёмный кран. VI в. до н.э.
*Чудесами света греки называли наиболее прославленные, в соответствии со своими
представлениями, технические сооружения. Всего таких чудес света насчитывалось семь:
древнеегипетские пирамиды, храм Артемиды в Эфесе, мавзолей в Геликарнасе, висячие сады
Семирамиды в Вавилоне, статуя Зевса в Олимпии, статуя Гелиоса на Родосе и маяк в
Александрии.
46
пи, которые по окончании работ разбирались. Понятно, что такой трудоёмкий способ требовал
участия множества людей. Греки же старались сократить объём ручного труда с помощью
строительной техники. В VI в. до н.э. они изобрели два подъёмных крана: для подъёма
небольших (самой простой конструкции) и более тяжёлых грузов. По изображениям,
найденным археологами среди развалин одного из античных городов, удалось установить, как
он действовал. Колесо огромного крана вращали пять человек, в то же время двое управляли
грузом снизу и двое — сверху.
Метод расчёта трассы туннеля, которым, вероятно, пользовался Евпалин, описывает в своей
книге древнегреческий учёный Герои Александрийский.
р
д
X'
Расчёт трассы туннеля, сделанный Евпалином.
ABCD — основание горы;ВиВ — входные точки туннеля.
ВОДОВОД НА ОСТРОВЕ САМОС
Древнегреческий инженер Евпалин родом из города Мегара около 530 г. до н.э. построил на
острове Самос удивительный водовод, который «отец истории» Геродот считал одним из
величайших чудес света. Более чем километровый туннель был пробит... в горе! Учёные не
верили, что такое возможно, до тех пор, пока в 1882 г. его не обнаружили при археологических
раскопках. Штольня античного водовода имеет в плане размеры 2,5x2,5 м, её стены выложены
каменными плитами, идущий под плитами водовод сделан из керамических труб. Но ещё
удивительнее то, что туннель пробивали сразу с двух сторон горы, а ошибка при встрече
штолен составила всего несколько метров!
Каким же образом Евпалин произвёл предварительную разметку маршрута туннеля?
На Востоке направление прокладываемых туннелей контролировали с помощью вертикальных
шахт. Однако это приводило к столь большой погрешности, что в итоге туннель оказывался
кривым и окончательная его длина часто бывала в полтора раза больше, чем по прямой.
Следовательно, без математических расчётов и измерительных приборов, пусть даже самых
простых, Евпалин не смог бы выполнить свою задачу.
ПРАРОДИТЕЛЬ АРТИЛЛЕРИИ
В начале V в. до н.э. тиран Сиракуз Дионисий I Старший (около 432— 367 до н.э.) вёл
яростную борьбу с карфагенянами, в чьих руках находилась тогда половина Сицилии.
Дионисий созвал на помощь искусных мастеров и инженеров изо всех греческих городов на
Апеннинском полуострове, и они в короткий срок изобрели для его армии не виданные ранее
орудия. Прибыл к тирану и Зопир из Тарента, который превратил обычный лук в мощное
метательное орудие. Называлось оно гастрафет («мечущий животом»). Воин ставил гастрафет
против стены и упирался всем телом в дугообразный «приклад», натягивая тетиву. При этом по
металлической канавке, проделанной в ложе гастрафета, двигалась «собачка», которая
зацеплялась за специальные зубцы и фиксировалась. Когда тетива была натянута, в него
вкладывали стрелу.
Гастрафет использовали при обороне крепостей, стреляя по противнику сверху. Какие же
преимущества давало такое оружие? Натяжение тетивы в нём было гораздо больше, чем в
обычном луке, поэтому стрела летела дальше и била сильнее. Да и целиться стало легче, ведь
тетиву удерживала не рука, а спусковой механизм. В результате увеличилась точность
выстрела. Позже изобрели новый тип гастрафета: для натяжения
47
АРХИМЕД
Великий Архимед (около 287—212 до н.э.) — так называли этого человека уже во времена
античности. Жил он в городе Сиракузы, основанном древними греками на юго-восточном
побережье острова Сицилия. Его соотечественники знали некоторые технические средства для
перемещения тяжестей, но они не умели объяснить, откуда возникает выигрыш в силе. А
значит, и не могли определить заранее величину силы, необходимой для перемещения груза на
то или иное расстояние. Не знали способов расчёта равновесия тел, находящихся под
воздействием сил, или того, как распределяется вес балок между опорами. Не существовало и
понятия «центр тяжести». Невозможно было
Архимед.
Гравюра с античного изображения. Около XVIII в.
точно рассчитать водоизмещение морского судна, решить математические задачи, важные для
техники...
Огромной заслугой Архимеда не только перед греками, но и перед всем человечеством
является разработка математических методов решения этих и ещё многих других технических
проблем. Сам он, как и другие учёные того времени, считал, что практическое применение
полученных им теоретических решений вовсе не заслуживает такого же внимания, как научные
разработки. А потому из всех трудов Архимеда лишь единственный посвящён описанию
одного из его технических изобретений. Но текст этого сочинения — о звёздном глобусе — до
нас, к сожалению, не дошёл. Глобус, приводимый в движение водой, показывал расположение
звёзд на небосводе в любое время суток. Впрочем, историки не теряют надежды найти
бесценный текст в какой-нибудь из многих тысяч рукописей, ещё не переведённых с древних
языков.
По преданию, Архимед изобрёл зубчатый редуктор — устройство из нескольких зубчатых
колёс, позволявшее
«Улитка», или архимедов винт.
с помощью совсем небольшой силы перемешать весьма значительные тяжести (например,
корабль на суше). Придумал «улитку» — водоподъёмное колесо с «бесконечным» винтом
внутри, который так и называют до сих пор — архимедов винт (он похож на винт в хорошо
знакомой всем мясорубке). Современников приводили в изумление, а порой и в ужас военные
машины Архимеда. Он создал прибор для измерения видимого диаметра Солнца, разработал
способ определения доли металлов в сплавах, открыл правило рычага и некоторые изучаемые
сегодня в школе законы механики. Великий математик, механик, физик и инженер участвовал в
обороне Сиракуз, осаждённых римлянами. Когда город был взят, посланец римского
полководца Марка Марцелла потребовал, чтобы Архимед пошёл с ним во дворец к
победителю. Учёный, размышлявший в тот момент над изображёнными на песке
геометрическими фигурами, ответил: «Не трогай мои чертежи!». И легионер зарубил его.
Смерть Архимеда. Копия XVIII в. с римской мозаики II в. Франкфурт-на-Майне.
48
в нем применили специальный ворот, что позволило постоянно держать оружие в боевой
готовности, а не снимать его с плеча после каждого выстрела. Увеличенный вариант гастрафета
— катапелът («пронзающий щит»; отсюда возникло латинское слово catapulta). Он достигал 2
м в длину и мог пробивать не только металлический щит, но и корпус осадной башни.
МЕХАНИКА
В ШУТКУ И ВСЕРЬЁЗ
Первый теоретический труд по механике античная традиция приписывает учёному и философу
Архиту из Тарента (около 428—365 до н.э.). Он прославился не только научными трудами:
сограждане семь лет подряд избирали его стратегом (военачальником), и в боях Архит не знал
поражений.
Несмотря на занятость, учёный находил время даже для изобретения игрушек. В рукописях
другого древнегреческого философа, Аристотеля, есть сведения о том, что Архит придумал
особую погремушку, чтобы дети, играя в неё, ничего не ломали в доме. Следующим его
изобретением для детей стал деревянный голубь. Согласно античным рукописям, он махал
крыльями и взлетал благодаря заключённым в корпусе противовесам и «невидимому воздуху».
Если Архит действительно применял в своей конструкции давление воздуха, то его можно
считать основателем не только механики, но и пневматики.
ТЕОРИЯ КРИВЫХ ЗЕРКАЛ
В IV в. до н.э. зародилась катоптрика (от греч. «като'птрикос» — «зеркальный») — раздел
оптики, в котором изучаются зеркала и принципы отражения. Первые трактаты по оптике и
катоптрике принадлежат знаменитому геометру Евклиду, жившему в III в. до н.э. Его
продолжатели — Архимед, Герои и Птолемей, изучая различные типы зеркал (плоские,
вогнутые, выпуклые, сферические, параболические), сумели достичь в этой области важных
результатов. В частности, в сочинении Терона Александрийского описывается, как изготовить
зеркало, в котором правая сторона будет видна слева, а левая — справа, а не наоборот, как в
обычном зеркале; как можно увидеть то, что происходит сзади нас; наблюдать за тем, что
делают люди на улице, не выходя из дому; видеть себя стоящим на голове, с тремя глазами и
двумя носами и т. д. Похоже, греки знали толк не только в серьёзной, но и в занимательной
науке!
ВОЕННЫЕ МАШИНЫ
Великий полководец Александр Македонский (356—323 до н.э.) покорил огромные территории
во многом благодаря превосходству своей военной техники. Его инженеры уже применяли
движущиеся осадные башни и орудия, способные метать не только большие стрелы, но и
тяжёлые ядра. Эти орудия, катапульты, называют торсионными (от лат. torsio —
«скручивание»), так как источником энергии в них служат пучки упругих жил или волос,
укреплённых между
Многоэтажная осадная башня «Гелепола».
Такое сооружение могло иметь до 20 этажей и достигать высоты 55 м. Башня двигалась на
восьми колёсах и вмешала десятки воинов с камнемётами и стреломётами.
49
Мгапульты (ымнг«йч и лреломёт). IV в. ло и. э.
жесткими опорами и скрученных при помощи деревянных рычагов. Размеры катапульт
определяли на основе диаметра отверстия, сквозь которое проходили тугие пучки. При расчёте
использовалось несколько формул. Ядра массой до 80 кг обычно имели 10—30 см в диаметре.
Орудия в зависимости от массы стрелы или ядра прицельно стреляли на расстояние 100—300
шагов. Для обслуживания таких машин требовалось от четырёх до десяти человек. В арсеналах
эллинистических государств хранились сотни катапульт и тысячи ядер. Например, карфагеняне
после поражения в войне с римлянами во II в. до н.э. сдали около 2 тыс. катапульт.
Во II—I вв. до н.э. несколько оригинальных военных орудий изобрёл Ктесибий из
Александрии. Одно из них, называвшееся халкотон, представляло собой катапульту, в которой
вместо пучков жил или волос применялись упругие бронзовые пластины. В другом орудии
бронзовые пластины заменили на бронзовые же цилиндры с поршнями. Когда орудие
заряжали, поршни сжимали воздух в цилиндрах, так что стрельба производилась силой сжатого
воздуха (поэтому такую катапульту назвали аэротон). Обе машины, из-за трудности
изготовления цилиндров с должной степенью точности и недостаточной упругости бронзовых
пластин, были, скорее всего, лишь экспериментальными.
Ещё более удивительную машину — своеобразный античный пулемёт — придумал механик
Дионисий, тоже александриец. Это полибол («многострел»). Он имел механизм для
автоматической подачи стрел, значительно увеличивавший скорострельность.
Римляне в основном пользовались орудиями, которые изобрели греки, правда,
усовершенствовав их боевые качества. Только в конце Античной эпохи римляне придумали
онагр — своего рода механическую пращу, состоявшую из мощной деревянной рамы на
колёсах, поперёк которой были натянуты упругие канаты; сквозь канаты шёл деревянный
рычаг с пращой на конце. Чтобы выстрелить, рычаг оттягивали назад с помощью ворота,
закрепляли задвижкой, вкладывали ядро и затем задвижку выбивали. Онагр мог метать ядра
массой 1,5 кг на расстояние до 350 м.
Смелы торсионного метательного орудия (тагапулыы). IV я. до и. >.
50
Античные катапульты вызывали ничуть не меньшее восхищение современников, чем у нас —
ракеты. Впрочем, когда в начале XX столетия были построены действующие модели некоторых
древних машин, учёных поразила их надёжность и меткость стрельбы. Даже во время Первой
мировой войны немецкие инженеры всерьёз рассматривали вопрос о применении в армии
метательных орудий.
КТЕСИБИЙ ИЗ АЛЕКСАНДРИИ
Ктесибий (около II—I вв. до н.э.) — гениальный инженер-изобретатель, который начинал как
самоучка (он родился в семье брадобрея), но со временем, уже в зрелом возрасте, познакомился
с научными трудами своих предшественников. Большинство изобретений Ктесибия относится
к пневматике и гидравлике — наукам о воздушных и водяных механизмах. В основе
пневматики лежала теория Стратона из Лампсака (340— 270 до н.э.), одного из основателей
Александрийского мусейона.
Ортли Ктесибия.
В ИЮГфСТСНИИ исгюаюовлллсъ и С11Л.1 волы.
и ГИЛЛ самого воздуха, которым поггупал
Н Тр><И4.
ВОДЯНАЯ ПОМПА
Наибольшим успехом в античности пользовалась водяная помпа. Обычно она состояла из двух
цилиндров, поршни которых были присоединены к противоположным концам рычага и
действовали поочерёдно. Поскольку вода в помпу не засасывалась, а затекала при отодвинутом
поршне, цилиндры погружались в воду (засасывающая помпа была изобретена только в XV в.).
Археологи обнаружили несколько десятков таких помп, применявшихся для удаления воды из
шахт и рудников, из трюмов кораблей, для тушения пожаров и т. п.
Принцип действия водяной помпы.
Вода через клапан (1) поступает в цилиндр (2), а затем под действием
силы поршня (3) через другой клапан (4) попадает в распределительную трубу (5).
(Цилиндр, поршень и клапан были, вероятно, изобретены Ктесибием.)
ВОДЯНЫЕ ЧАСЫ КТЕСИБИЯ
Эти необычные часы состояли из двух сосудов. Верхний ежедневно наполнялся водой до
определённого уровня. Из него вода равномерно капала в нижний сосуд, внутри которого
находился поплавок с указателем. Поднимаясь вместе с водой, он указывал время дня.
Поскольку греки делили сутки на 12 дневных и 12 ночных часов, то дневные часы были
длиннее летом и короче зимой. Поэтому на вращающемся циферблате линии часов были
неравной длины, их делили идущие сверху вниз линии месяцев (отмечены знаками Зодиака).
При надлежащем уходе водяные часы Ктесибия могли показывать время любого из 365 дней
года.
51
«ТАКОВА ПРИРОДА МЕХАНИКИ...»
Наука механики состоит из теоретической и практической частей. Первая включает в себя
геометрию, арифметику, астрономию и физику, а вторая — работу по металлу, архитектуру,
плотницкое дело, живопись и любой ручной труд, связанный с этими искусствами. Тот, кто с
детства получил знания теоретических наук, приобрёл мастерство в практических искусствах и
обладает быстрым умом, будет самым способным изобретателем механических
приспособлений и самым сведущим мастером в строительстве. Наиболее важными из
механических искусств с точки зрения их практической пользы являются следующие:
1) Искусство механиков. С помощью своих машин они могут, используя малую силу,
преодолевать естественное стремление тяжёлых тел вниз и поднимать их на высоту. 2)
Искусство изготавливать военные орудия. Оно создаёт катапульты, которые метают ядра из
камня или железа на большие расстояния. 3) Собственно искусство изобретателей машин.
Например, они строят водоподъёмные машины, с помощью которых легче поднимать воду с
большой глубины. 4) Искусство механиков, изобретающих «диковинные» приспособления.
Иногда они используют давление воздуха, как Герои в своей «Пневматике»; иногда — тела,
движущиеся по воде, как Архимед в своей работе «О плавающих телах»; иногда — водяные
часы. 5) Искусство изготовления небесных сфер. Те, кто им занимается, также называются
механиками. Они строят модели небес и приводят их в движение с помощью равномерного
кругового движения воды. Такова природа механики, которая одновременно является и наукой,
и искусством.
(Из «Математического собрания» греческого учёного
Паппа Александрийского.)
Учение Стратона об эластичности воздуха Ктесибий с успехом применял, изготовляя
механизмы самого разнообразного назначения — водяную помпу, аэротон,
усовершенствованные водяные часы, воздушный насос и даже водяной орган. Хотя не все его
изобретения получили широкое распространение, но водяные часы, орган и насос нашли
применение — об этом сохранилось немало документальных свидетельств.
ФИЛОН ИЗ ВИЗАНТИИ
Современник Ктесибия Филон в книге «Механический синтаксис» дал обзор всех известных в
то время отраслей механики. Во введении он математически обосновал различные
механические конструкции, а затем описал технологию строительства
подъёмных кранов, гаваней и портов, метательных орудий, пневматических и водяных
механизмов и приспособлений, крепостей и осадных орудий.
Филон первым заговорил о красоте машин и о будничных проблемах, с которыми непременно
сталкивается каждый изобретатель, — таких, например, как издержки средств и материалов,
затраты времени на строительство, ввод в действие и ремонт.
Согласно Филону, любой механизм в процессе создания проходит несколько стадий:
подготовку технического чертежа, сооружение модели, изготовление по ней механизма
нужных размеров. В то же время он хорошо понимал, что отличная работа модели ещё не
гарантирует такого же успеха на последней, решающей стадии, — для этого потребуется
провести немало экспериментов.
В работах Филона впервые встречается описание двух очень важных механизмов — их
повсеместно применяли в античности. Это водоподъёмное колесо и ковшовая водочерпалка.
Колесо использовали для полива полей, а также для удаления воды из рудников и шахт.
Ковшовая водочерпалка была обнаружена в Римской Испании. Восемь пар ковшей
последовательно поднимали воду из шахты на высоту около 30 м. За час вычерпывали более 10
т воды. Правда, для этого требовалось 16 человек, которые крутили колёса.
В том случае, если размеры шахты не позволяли поставить большое колесо, его заменяли
цепью с закреплёнными на ней ковшами. Цепь вращалась вокруг двух осей, расположенных
вверху и внизу шахты. Одним из преимуществ такого механизма была большая глубина
вычерпывания, которая достигала порой нескольких десятков метров.
«АСТРОНОМИЧЕСКИЙ КОМПЬЮТЕР»
Зубчатая передача, о которой впервые упоминает Ктесибий, была с огромным мастерством
применена в так на-
52
зываемом механизме из Антикиферы (I в. до н.э.), найденном в начале XX в. на затонувшем
античном корабле. Механизм представляет собой своеобразный «астрономический
компьютер». Он давал навигаторам точную информацию о фазах Луны и о положении планет в
любое заданное время. Состоял механизм из более чем 20 соединённых друг с другом
бронзовых зубчатых колёс. Они двигали указатели нескольких отдельных циферблатов,
показывая фазы Луны, положение Солнца и планет.
«ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ» ВИТРУВИЯ
Трактат «Десять книг об архитектуре» римского архитектора Витрувия (I в. до н.э.) написан не
только опытным инженером, но и высокообразованным человеком, хорошо знакомым с
трудами греческих авторов. Согласно Витрувию, архитектор должен быть искусным
чертёжником, сведущим математиком, знатоком философии, ему следует разбираться в
акустике, медицине, праве, астрономии — и всё это лишь в дополнение к своему прямому делу.
Интерес Витрувия к технике действительно выходил далеко за пределы архитектуры: в своих
работах он описывал водяные колёса, акведуки (от лат. aqua — «вода» и duco — «веду»),
водяные и солнечные часы, военные машины и приспособления, подъёмные краны и винтовые
прессы. И хотя Витрувий был не творцом, а только знатоком и ценителем новой техники,
именно благодаря ему мы знаем о конструкции многих античных механизмов. Это позволяет
учёным восстановить их первоначальный вид по сохранившимся деталям. В частности,
Витрувий первым описал такое замечательное новшество, как водяная мелътща. Придумали её
в I в. до н.э. В основе механизма — два изобретения александрийских инженеров: водяное
колесо (в мельнице оно не поднимает воду, а, на-
оборот, движется благодаря её течению) и передаточный механизм, состоящий из двух
зубчатых колёс (с его помощью вращение колеса передавалось на ось с насаженным на неё
мельничным камнем). Заменив человека в изнурительной операции помола зерна, мельница
сохранила ему больше времени и сил, чем, вероятно, любая другая машина древности.
Широкое распространение водяные мельницы получили позже, уже в эпоху Римской империи,
особенно в северных провинциях, где текли полноводные реки. Например, около города
Арелата в Галлии (современный
« Мукомольный комплекс»
в Арелате (Галлия). Реконструкция.
53
Авгоматх-ич-кл!
Арль во Франции) работал замечательный «мукомольный комплекс». Вода по акведуку
поступала в большой резервуар и отсюда под углом 30° стекала вниз по каналу, отделанному
камнем. Вдоль канала была построена система из восьми крытых мельниц.
В отличие от Средневековья в античности мельница использовалась только для помола зерна.
Хотя и есть одно свидетельство, что с её помощью двигалась пила, режущая камень. Римский
поэт Авзоний пишет о двух притоках реки Мозель:
Первый тем знаменит что в нём наилучшая рыба,
Тем отличен второй, что ворочает мощным напором
Жерновы мельниц и в мрамор врезает свистящие пилы,
С двух берегов оглашая русло немолкнущим шумом.
Поскольку до сих пор не установлено, существовал ли на самом деле механизм,
преобразующий вращательное движение в прямолинейное (а без него механическую пилу не
сделать), это свидетельство многими ставится под сомнение.
МАШИНЫ ГЕРОНА
Герои Александрийский (около I в. н.э.) был автором множества научных трудов и блестящих
инженерных изобретений. О неистощимости Герона на выдумки рассказывает одно из его
сочинений — «Пневматика». Здесь описывается около 75 «диковинных» устройств: аппараты
для подачи вина и смешивания его с водой, автоматы для продажи «святой воды» храмовыми
жрецами, различного рода фонтаны, приспособления для открывания дверей в храме, игрушки,
действующие с помощью давления воздуха или жидкости, и т. д.
Среди этих механизмов, в общем далёких от практических нужд, есть два изобретения,
демонстрирующих, насколько мысль Герона опережала его время. Речь идёт о ветряной
мельнице и «паровой машине», кото-
54
Измеритель пути (годометр) Герона.
рые появились в Европе спустя много столетий. Небольшая по величине ветряная мельница
использовалась для передачи движения на поршень, который входил в цилиндр игрушечного
воздушного органа и нагнетал воздух в его трубы. Почему-то никто не оценил скрытых в
изобретении возможностей. Вероятно, причина заключалась в его размерах: никому просто не
приходило в голову сделать мельницу настолько большой, чтобы она смогла заменить труд
человека или животного.
Второй механизм, изобретённый Героном, лишь условно можно назвать паровой машиной. По
оценкам современных специалистов, даже если бы учёный сумел использовать вращательное
движение своей турбины, её коэффициент полезного действия не превысил бы 1 %. И хотя в
сочинениях Герона встречаются все элементы, необходимые для изготовления парового
двигателя (котёл, клапаны, поршень и цилиндр), ему не удалось их объединить.
С теорией и практикой измерения Земли (этим сегодня занимается геодезия) связан другой
труд Герона — «О диоптре». В нём даётся подробное описание измерительного прибора
диоптра, сходного с современным теодолитом, и работы с ним (определение относительной
высоты различных точек, а также расстояния между двумя точками, когда первая не видна с
позиции второй, и наоборот). Ещё один любопытный прибор, описываемый Героном, —
годометр
(измеритель пути), который передавал движение от колеса повозки через систему червячных
передач на указатель пройденного пути.
После Герона научно-техническое творчество греков пошло на убыль. Это не всегда было
заметно современникам, тем более что на их глазах возводились роскошные здания, строились
огромные мосты, совершенствовались орудия труда. Общий технический уровень Римской
империи был даже выше, чем в эпоху эллинизма (IV—I вв. до н.э.), но достигался он за счёт
распространения уже известных идей и усовершенствования римлянами ранее изобретённых
механизмов.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ техника
Жизнь греков и римлян трудно представить без оливкового масла и вина. Но для того чтобы их
изготовить, нужны прессы. Первоначально это были весьма примитивные механизмы, и лишь
после того, как Архимед открыл винтовое движение, появилась возможность создать винтовой
пресс. Однако изобрели его ещё очень нескоро. Первые винтовые прессы начали делать лет
через 200 после Архимеда. Широкое распространение они получили в Римской империи. Во
многих странах подобные механизмы используют и сегодня, хотя кое-где виноград ещё
недавно мяли ногами.
Диоптр Герона.
*Теодолит — геодезический инструмент для измерения на местности горизонтальных и
вертикальных углов.
Червячная передача — механизм для передачи вращения между валами посредством винта
(червяка) и сопряжённого с ним колеса.
55
Жатва. Древний Рим. Современный рисунок со старинной гравюры.
Любопытным примером нового сельскохозяйственного орудия является жатка. Римляне
впервые использовали её в провинции Галлия (а может быть, и заимствовали у галлов). По
найденному при раскопках римскому рельефу удалось установить, что она представляла собой
большую прямоугольную раму, к которой припрягали осла. Спереди к раме прикреплялось
нечто вроде ковша экскаватора с мелкими зубьями. Проходя сквозь них, колосья оставляли в
ковше зерно. Обслуживали жатку два человека: один управлял ею, а другой
отгребал зерно глубже в ковш, не давая ему просыпаться. Хотя этот агрегат наверняка требовал
частых остановок, римские авторы отмечали, что собирать урожай с его помощью гораздо
быстрее и легче, чем косить, а затем молотить зерно.
АКВЕДУКИ
Римский акведук.
Секст Юлий Фронтин (около 35 — около 103) был не инженером, а чиновником,
возглавлявшим службу водоснабжения в Риме. Тогда она насчитывала около 700 человек В
своём труде, посвящённом римскому водопроводу, Фронтин подробно описывает все акведуки
Рима, называет их пропускную способность, указывает, на какие цели и в каком количестве
тратится вода. В соответствии с его данными, в Риме действовало семь акведуков; самый
короткий из них был протяжённостью 20 км, а самый длинный — 70 км.
Акведук представлял собой сложное инженерное сооружение, проходившее по подземным
туннелям, по земле и по многокилометровым арочным мостам. Учитывая значительную
протяжённость сооружения, инженерам приходилось решать множество проблем, связанных с
особенностями рельефа местности. Если источник воды находился выше города, она текла по
акведуку под действием собственной тяжести. Однако часто требовалось изобретать и сложные
искусственные способы её подачи,
56
например, класть свинцовые трубы разного диаметра, чтобы увеличить давление и помочь воде
преодолеть высокий участок, или качать воду с помощью помп. (Вода, идущая по свинцовым
трубам, содержит вредные примеси, а значит, и в древности не всё было «экологически
чистым».)
Римляне добились поразительного мастерства в строительстве акведуков (некоторые из них
использовались и в XX столетии). Древним мастерам помогли два важных изобретения: арка и
водоупорный цемент. Входящие в состав цемента вулканический пепел, гравий и камни
тщательно перемешивали, получая строительный материал отличного качества. С его помощью
строить арки оказалось гораздо легче, чем из цельных каменных блоков. И хотя арка была
известна до римлян, именно у них она получила широкое применение.
ПУТЕШЕСТВИЕ СТЕКЛА
Родиной стекла считается богатый кварцевым песком Египет, где в течение многих столетий
изготовляли стеклянные бусы. Греки заимствовали это ремесло у египтян, усовершенствовали
его и стали делать стеклянные вазы. Но тогда они ещё не открыли главное отличительное
свойство нового материала — прозрачность, и вазы были из непрозрачного или окрашенного
стекла. Кроме того, мастера научились делать расписную и позолоченную стеклянную посуду.
Техника выдувания стекла с помощью специальных труб и форм появилась в Сирии в I в. до
н.э. и быстро распространилась по всей Римской империи. Стеклянные изделия — кубки,
бокалы, тарелки — стали много дешевле и превратились в предметы массового спроса. Всё
чаще их делали из прозрачного стекла, лишь иногда покрывая росписью. Новые центры
стеклоделия возникли в Италии и римских провинциях, на территории Испании, Франции,
Германии.
В I в. н.э. изобрели оконное стекло. Это открытие произвело настоящую революцию в римской
архитектуре. Новые храмы теперь освещались естественным светом, льющимся сквозь
прозрачные или мозаичные стёкла. Стекольщики служили даже в римской армии: по-
видимому, и в солдатских казармах окна были застеклены. А один специалист по сельскому
хозяйству рекомендовал защищать растения весной от плохой погоды с помощью листового
стекла. Значит, римляне додумались и до теплицы!
РИМСКИЕ ДОРОГИ
Одним из главных достижений римской техники по праву считаются дороги. По сравнению с
ними греческие кажутся горными тропинками. Строились дороги не столько для торговых,
сколько для военных целей, чтобы в случае необходимости легионы могли быстро попасть
57
АНТИЧНЫЕ СУДА
Колыбелью мореплавания и судостроения считается Средиземноморье. Использовать морские
пути для торговли люди начали в III—II тысячелетиях до н.э. В те времена Египет вёл
активную торговлю с Финикией и островом Крит. Самым ходовым товаром были лес
(ливанский кедр), ткани, бронзовые изделия, украшения, ароматические смолы. Кроме того, с
Кипра доставляли медь. Позже, в период расцвета Римской империи, из Египта в больших
количествах вывозилась пшеница.
В качестве строительного материала для судов античные мастера использовали кедр, ель и
сосну. Ткань, тростник и кожа шли на изготовление парусов (на одной-двух мачтах поднимали
по одному прямому парусу). Днища иногда покрывали медью.
И по сей день море является дорогой, соединяющей народы и страны, по которой непрерывно
идут потоки торговых и промысловых судов.
z
I
3
1.	Египетское судно. XXV в. до н.э.
2.	Древнеримское торговое судно.
3.	Военное судно этрусков.
4.	Древнеримская пентера.
Аппиева дорога.
Современная фотография.
в любую точку государства. Именно поэтому дороги делали широкими, от 4 до 8 м, и
обязательно мощёными. Технология строительства была следующей. После всех
измерительных работ поверхность дороги очищалась от растительности и камней,
выравнивалась, затем с обеих её сторон прокапывались сточные канавки. В основании дороги
делалась «подушка» глубиной до 1 м из нескольких слоёв песка, камней и гравия, смешанных с
цементом или глиной. Дорогу мостили прочным булыжником, скреплённым бетонной смесью,
и для прочности обрамляли каменным бордюром.
Первую из таких дорог — Аппиеву (лат. via Appia), соединившую Рим и Капую, начали
прокладывать в 312 г. до н.э., и с тех пор строительство дорог постоянно расширялось,
особенно в I—II вв. н.э. Вскоре римские дороги протянулись от Британии до Месопотамии, а их
общая длина достигла 85 тыс. километров.
После II в. строительство новых дорог пошло на убыль, а к IV в. государство едва могло
поддерживать на должном уровне уже существующие. В V в. по этим дорогам пришли варвары
— ведь у любой дороги два конца, а все дороги вели в Рим.
СРЕДНИЕ ВЕКА И ВОЗРОЖДЕНИЕ
ТЕХНИКА ВОСТОКА И ЗАПАЛА. МЕСТО ВСТРЕЧИ — ЕВРОПА
В 476 г. вождь германских наёмников в Риме Одоа’кр низложил последнего императора
Ро'мула Авгу'стула и провозгласил себя королём Италии. Могущественная Римская империя
прекратила своё существование. Это историческое событие принято считать началом
Средневековья.
Племена, разгромившие Римскую империю, находились, по сути, на доисторическом уровне
развития: они не знали письменности, одевались в шкуры вместо одежд из шерсти и льна. Но
варвары проявили замечательную способность быстро перенимать и совершенствовать чужие
технические и культурные достижения. По прошествии веков их потомки научились понимать
и ценить памятники разрушенной античной культуры, сохранившиеся на территории Италии,
Византии, некоторых стран Ближнего и Среднего Востока. Без освоения наследия древних, без
общения и обмена достижениями с другими цивилизациями и культурами — арабской,
византийской, индийской, китайской — современная европейская техническая цивилизация
была бы просто невозможна. Конечно, отсутствие хороших дорог и трудности, связанные с
мореплаванием, долгое время замедляли эти процессы. В то же время существовали области,
где культуры Востока и Запада соприкасались непосредственно.
В VII в. арабские племена захватили обширные пространства за пределами Аравийского
полуострова. К 715 г. они добрались до Гибралтара и стали постепенно распространяться по
Пиренейскому полуострову. Арабские мусульманские государства — халифаты —
существовали здесь
Папа Римский Сильвестр II. Гравюра на дереве работы Э. Шевиньяра.
61
КОМПАС
Ни одно другое устройство не оказало столь большого влияния на последующее развитие
мореплавания, как магнитный компас (от лат. compasso — «измеряю»). Принцип его действия
прост: не стеснённый в движении кусочек магнита всегда разворачивается так, что указывает
одним концом на магнитный полюс Земли. А поскольку магнитный полюс расположен
недалеко от географического северного полюса, компас начали использовать для определения
направления на север. Первый компас сделали в Китае за 1000 лет до н.э. Магнитную стрелку
закрепляли на куске пробки, который свободно плавал в воде. Этот несложный прибор помогал
ориентироваться в пустынной местности.
В Европу компас попал с Востока только в Средние века; самые ранние упоминания о нём
относятся к XII—XIII вв. Очень скоро компас стал главным навигационным прибором. Его
конструкция постоянно совершенствовалась. Применяемый в наши дни морской компас уже
достаточно сложное устройство, а точность его показаний достигает нескольких десятых долей
градуса.
до XV в. Всё это время европейцы имели возможность непосредственно знакомиться с их
высокой по тем временам культурой, воспринявшей многие достижения античности. Известно,
что глава католического мира Сильвестр II, еще, будучи простым монахом Гербертом, побывал
в Кордовском халифате, где позаимствовал, например, арабские цифры и конструкцию
античного небесного глобуса.
В 1096 г. толпы плохо вооружённых крестьян, отряды профессиональных солдат-наёмников и
рыцарские дружины во главе с владетельными баронами и графами двинулись из Европы на
войну с мусульманами, захватившими Иерусалим. Так начался
Первый крестовый поход за освобождение Святой земли (Палестины) и Гроба Господня.
Католическая церковь сулила всем его участникам отпущение грехов. К 1099 г. крестоносцы
освободили Иерусалим и основали Иерусалимское королевство, продолжавшее непрерывно
воевать с мусульманами. Всего с 1096 по 1291 г. было совершено восемь крестовых походов. В
конце концов, под натиском приверженцев ислама крестоносцы утратили все свои владения на
Востоке. Однако во время крестовых походов европейцы не только сражались. Они впервые
столкнулись с византийской и арабской культурами. И многое позаимствовали.
В 1197 г. на трон Сицилийского королевства взошёл Фридрих II из династии Гогенштауфенов.
В годы его правления здесь сложилась уникальная культура, вобравшая элементы античности,
иудейской и арабской мудрости, средневековой религиозности и норманнского здравого
смысла. Королевство Фридриха нередко именуют «республикой учёных»: здесь процветали
естественные науки, философия, поэзия, математика; почитались и переводились книги
древних.
Период после падения Римской империи и до X в. иногда называют Тёмными веками. Тем
самым подчёркивают и скудость письменных свидетельств о той эпохе, и определённый
регресс в культуре. И всё же именно тогда были изобретены либо существенным образом
усовершенствованы и прочно вошли в обиход привычные нам мышеловка, очки, бумага, порох,
сталь, конская подкова, сбруя и стремена, шёлк, мыло, ветряная и водяная мельницы, тяжёлый
плуг, винный пресс, колёсное веретено и др. История многих изобретений почти полностью
сокрыта от нас в глубине времён. Неизвестны не только имена изобретателей, но и то, в какой
стране, в каком веке произошло то или иное открытие.
КОЛЁСНЫЙ ПЛУГ. Самые ранние упоминания о колёсном плуге, который использовался в
Малой Азии, относятся к I в. Оставил их римский пи-
Фридрих II Гогенштауфен. Миниатюра. XIII в.
Крестоносцы в походе. XIII в.
62
сатель и учёный Плиний Старший (23 или 24—79). В Европе плуг появился в долине Рейна не
позднее VIII в. Есть, впрочем, указания на то, что это устройство славяне применяли уже в V в.
От них оно могло попасть через Северную Италию и на Рейн.
С колёсным плугом в сельское хозяйство Северной Европы пришли серьёзные перемены.
Вместо двухпольной системы землепользования утвердилась трёхпольная: одна треть участка
засевалась яровыми, другая — озимыми зерновыми культурами, а последняя оставалась под
паром, благодаря чему восстанавливалась структура почвы. Каждый год участки менялись. Так
поддерживалось высокое плодородие почвы при глубокой вспашке. Затем в плуг стали
впрягать лошадь, а не вола — когда изобрели
упряжь с жёстким хомутом и боковыми ремнями.
Всё это привело к образованию излишков продовольствия, что, в свою очередь, способствовало
появлению новых и росту старых городов, постепенно сливавшихся с пригородами. В
результате оживилась торговля продукцией сельского хозяйства и быстро развивавшегося
ремесленного производства. Нараставший экономический подъём вызвал, в конечном счете,
тот расцвет культуры, который Европа пережила в начале XI в.
МЕТАЛЛУРГИЯ. На протяжении Средних веков постоянно увеличивалась потребность в
железе. Францисканский монах Варфоломей Английский писал в XIII в.: «Со многих точек
зрения железо более полезно, чем золото... Без железа народ не смог бы ни защититься от своих
недругов, ни поддержать господство общего права; благодаря железу обеспечивается защита
невинных и карается наглость злых. Точно так же и всякий ручной труд требует применения
железа, без которого нельзя ни обработать землю, ни построить дом».
Как на Западе, так и на Востоке чугун из железной руды начали
ВЕЛИКИЙ МЕЧТАТЕЛЬ
В Средние века жил замечательный английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон
(около 1220—1292), которого считают одним из основоположников экспериментального
метода. Он предсказывал, что наступит время «самодвижущихся повозок», летательных
аппаратов, подводных лодок, что когда-нибудь с помощью более совершенной оптической
техники можно будет читать мельчайшие буквы с огромного расстояния и считать песчинки на
земле. Удивительно, что эти слова были сказаны в XIII в.
Роджер Бэкон.
Гравюра на меди с портрета XIII в.
Тяжёлый плуг. XII в.
Упряжь с хомутом. XII в.	Рыцарское облачение. XIII—XVI вв.
63
МЕЛЬНИЦЫ В СРЕДНИЕ ВЕКА
Водяные мельницы, унаследованные от Античной эпохи, в Средние века применялись сначала
только для помола зерна. В Британии они появились в 340 г., в Богемии (Чехия) — в 718 г., а во
Франции — в IX в. До наших дней сохранились материалы земельной переписи, проведённой в
1086 г. в Англии. В них упомянуто уже 5624 водяные мельницы и указаны места их
расположения.
Водяная мельница (с горизонтально расположенным колесом) в разрезе.
Устройство с ветряным приводом для осушения местности.
Мельницы другого типа — ветряные — известны с середины VII в., когда их впервые стали
строить на территории Персии. В Нидерландах, где издревле боролись с морем за каждый
клочок земли, пригодной для сельского хозяйства, именно с помощью ветряных мельниц с X—
XI вв. осушали большие территории. Сначала возводили земляные дамбы, отгораживающие
мелководный участок морского залива, а затем сооружали мельницы с водоотливными
колёсами. Они неустанно, день и ночь — был бы только ветер! — откачивали воду.
выплавлять ещё во времена античности. Первые доменные печи появились в VI—IV вв. до н.э.
В Европе железо обрабатывали главным образом ковкой. Важность этого ремесла и
непонимание его секретов непосвящёнными превращали кузнеца в фигуру прямо-таки
культовую — его почитали и боялись. В Китае широкое распространение получило литьё. В
Европе эту технологию впервые применили в Швеции лишь в середине XII в. Некоторые
историки считают, что её могли привезти из Китая викинги, ранее селившиеся на Волге.
Производство железных предметов непрерывно улучшалось за счёт совершенствования ковки и
повышения температуры в печи. Настоящей революцией стало изобретение силового привода
от водяных мельниц к молотам и кузнечным мехам.
БУМАГА. Изобрели бумагу во II в. китайцы. Технологию её получения они хранили в
строжайшей тайне. Раскрыт секрет был лишь в VIII столетии арабами. В 793 г. в Багдаде
построили первую бумажную фабрику, и постепенно новый материал распространился по
всему арабскому миру. Бумага стала использоваться не только для письма, но и как
упаковочный материал, появились бумажные салфетки и скатерти. Примерно в то же время
бумагу начали
64
Примерно в то же время люди поняли, что мельничный двигатель можно использовать для
выполнения любой работы, требующей больших затрат мускульной энергии. Нужны были
только специальные механизмы, обеспечивающие передачу усилий с вала, вращаемого
лопастями ветряка или водяным колесом, на другой вал. Этот вал следовало расположить под
углом и соединить с техническими устройствами, преобразующими вращательное движение в
прямолинейное и возвратно-посту-
Водяная мельница (с вертикально расположенным колесом) в разрезе.
Ветряная мельница.
пательное движение рабочей машины. И такие механизмы изобрели. Водяные двигатели
начали применять в самых разных областях промышленности — в производстве сукна и
пороха, для дробления руды, откачки воды из шахт и приведения в действие кузнечных мехов.
Появились сложные передаточные механизмы, с помощью которых от одного двигателя
работали две машины и более. Мельницы стали основным типом двигателя в ремесленном и
мануфактурном производстве, и так было до тех пор, пока не создали универсальный паровой
двигатель.
делать в Европе. Но вместо мускульной энергии людей и животных здесь применили водяной
привод.
БОЕВАЯ КАВАЛЕРИЯ. Одним из главных совместных достижений Запада и Востока в
области военного искусства считается создание боевой кавалерии. Её возникновение стало
возможным лишь после появления стремян, без которых нельзя наносить удар копьём, не падая
при этом с лошади. Родина стремян — Индия (II в.). В конце VIII в. через Китай они попали в
Европу. Дополнительную устойчивость всаднику придавала жёсткая лука тяжёлого боевого
седла с одной подпругой, изобретённая в
*Лука' — выступающий изгиб переднего или заднего края седла.
*Подпру'га — ремень седла, затягиваемый под брюхом лошади.
65
СРЕДНЕВЕКОВОЕ МОРСКОЕ СУДОХОДСТВО
В XIII—XIV вв. в Европе особенно быстро развивалась торговля. Этому способствовало
оживление морского судоходства: перевозить грузы морем, минуя многочисленные
государственные границы, было гораздо дешевле, да и безопаснее, несмотря на штормы и
кораблекрушения.
На Средиземном море стали строить высокобортные вместительные нефы (фр. nef—
«корабль»), в Северной Европе — когги, похожие на нефы. На коггах перевозили грузы купцы
могущественной Ганзы — торгового союза северонемецких городов.
Суда русских мореходов — поморов, живших на побережье Белого и Баренцева морей, могли
плавать среди льдов. На них поморы в поисках тюленей, моржей и пушного зверя сквозь льды
доходили до Берингова пролива, отделяющего Азию от Америки, и полуострова Камчатка.
Освоили поморы, по-видимому, в XI—XII вв., и архипелаг Гру'мант (ныне Шпицберген).
По морским дорогам ходили не только мирные суда. Скандинавы-викинги совершали далёкие
морские походы. Они первыми доплыли до берегов Северной Америки и основали там
поселения, позже брошенные. Вооружённые отряды викингов наводили ужас на прибрежные
города Европы. Морские разбойники — пираты — нападали на торговые суда в водах
Средиземного моря, а позже и у берегов Америки.
Уже на исходе Средневековья, в 1492 г., суда экспедиции Христофора Колумба пересекли
океан и достигли островов у неизвестного европейцам континента — Америки. Несколько лет
спустя Васко да Гама обогнул Африку и приплыл в Индию.
Торговля с заморскими странами вызвала невиданный спрос на продукцию горно-
металлургической промышленности, а также ремесленных мастерских и мануфактур в Европе.
По мере развития мореплавания совершенствовался и военный флот. Появились быстроходные,
вооружённые мощной артиллерией боевые парусные корабли. Их конструкция непрерывно
совершенствовалась, до тех пор, пока им на смену — уже в XIX в. — не пришли пароходы.
ЯН
1.	Дромон — основное боевое византийское судно.
2.	Арабское судно дау по водоизмещению не уступало каравеллам. Длина его достигала 30
м, а осадка — 2—2,5 м.
3.	Судно викингов. У разных народов оно называлось «дракон», «драгон», «драккар»,
«драккер», «дрейк». На таких судах в VIII—IX вв. викинги неоднократно нападали на
Лондон, Париж, Гамбург. Обычно несколько драккаров внезапно подходили к берегу, воины
быстро высаживались и грабили население.
4.	Судно викингов в разрезе.
5.	Ганзейский порт. XIV—XVI вв.
Каракка. XV в. Ещё древнегреческий историк Геродот упоминал лёгкий парусник
«керкура». Средневековые арабы сделали его трёхпалубным
и назвали «куркура». Судно оценили мореходы Северной Европы и окрестили его
«караккой». В Голландии этот парусник именовали «каравель» — отсюда название
«каравелла».
Испанская каравелла. XV в. Размеры этого судна позволяли разместить на борту
сравнительно большой экипаж, а также запас продовольствия
и пресной воды на несколько месяцев. Неудивительно, что большинство Великих
географических открытий было сделано именно при участии каравелл.
Машина, которая дробит, размалывает, промывает золотую руду и смешивает золото с
ртутью. Старинная гравюра. Основное колесо приводится в движение водой.
конце VI в. В результате конник как бы сливался в единое целое с лошадью и мог использовать
её силу при ударе копьём. Примерно в конце IX в. стали пользоваться металлическими
удилами, позволявшими гораздо лучше управлять лошадью, а к концу XI в. появились и шпоры.
Все элементы снаряжения в комплексе давали ощутимый эффект в ходе боя. Первыми оценили
это норманны. И хотя стремена попали к ним позднее, чем к китайцам или арабам, именно
норманны, благодаря своей кавалерии, считались лучшими воинами не только в Европе, но и в
Азии.
МЕЛЬНИЦЫ. С Востока в Европу пришло одно из главных технических устройств
Средневековья — мельница. Водяные мельницы мололи зерно ещё до новой эры в Китае и
Индии, ветряные же впервые появились в Персии. И те и другие попали в Европу как наследие
античной культуры. Здесь они были усовершенствованы и приспособлены для промышленного
применения.
РОСТ ГОРОДОВ. Экономический и социальный подъём XI в. выразился в росте населения.
Разумеется, никаких переписей населения тогда не проводилось. Поэтому любые подсчёты
носят лишь приблизительный, оценочный характер. Но даже эти оценки весьма показательны.
По данным Чиполлы, приведённым в его книге «Экономическая история Европы», за период с
650 по 1340 г. население Европы выросло с 18 млн. до 73,5 млн. человек. Всё больше людей
жили в городах. Если в 737 г. только в Александрии, Константинополе, Антиохии, Басре и
Дамаске число жителей превышало 25 тыс., то к 1212 г. таких городов было уже 11.
Рост городов имел существенные последствия для дальнейшего развития средневековых
технологий — там складывались благоприятные условия для формирования цехов и гильдий. К
тому же городской образ жизни рождал интерес к учёности. В Европе начали строить
университеты, знакомиться с произведениями античных авторов, сохранившиеся на Арабском
Востоке... Не за горами был 1453 год — год взятия Константинополя турками, конец
Средневековья...
МАСТЕРА И ПОДМАСТЕРЬЯ
В Средние века технические знания и умения передавались по наследству. Дети мастеров
учились изготовлять вещи в точности такими же, какими они получались у их родителей.
Поэтому технологические новшества (новации) появлялись крайне редко и распространялись
медленно.
По мере возникновения новых и роста старых городов, с расширением торговли положение
постепенно менялось. Горожанин уже не хотел одеваться, как крестьянин. Он желал иметь
другую посуду, ювелирные украшения, мебель и т. д. Чем больше требовалось изделий, тем
больше нужно было искусных мастеров. Поэтому мастерские быстро росли и количество
работающих в них ремесленников увеличивалось.
Купец. Миниатюра. XII в.
*Удила" — приспособление из железных стержней, прикреплённых к ремням узды и
вкладываемых в рот лошади при взнуздывании.
Норманны — скандинавы, предпринимавшие завоевательные походы в страны Европы в VIII—
XI вв.
70
Не секрет, что лучше всего работу выполняет опытный мастер. И ремесленное производство
специализировалось. В результате появились мастерские, выпускавшие, например, только
колёса для карет и телег или только бочки. Ремесленники одной специальности объединялись в
общества — це'хи, члены которых жили и работали по специально установленным правилам
(уставам).
В уставах строго оговаривалась организация работ, вплоть до мелочей. В частности,
указывалось, сколько и какого оборудования (например, ткацких станков) мастер может
установить в мастерской; сколько учеников и подмастерьев должно быть у него. Определялись
условия закупки сырья и сбыта продукции, ограничивались права ремесленников, не вошедших
в состав цеха, на производство товаров.
Больше всего в любом цехе было учеников — детей или подростков. Они работали только за
кров и еду, но получали возможность постигать секреты мастерства. По прошествии
«РЕГИСТРЫ РЕМЁСЕЛ И ТОРГОВЛИ ГОРОДА ПАРИЖА». О СУКНОДЕЛАХ
Ниже приведён текст, извлечённый из подлинного цехового устава XII в.
«Никто не может быть парижским сукноделом, если он не купит ремесло у короля, а тот, кто
купил у короля, продаёт право на работу одному дороже, другому дешевле, как ему кажется
лучше...
Никто из сукноделов и никто другой не может и не должен иметь станок в пределах
парижского округа, если он не умеет сам работать на станке или если он не сын мастера.
Каждый парижский сукнодел может иметь в своём доме два широких станка и один узкий, а
вне дома он не может иметь ни одного, если не хочет его иметь на тех же условиях, что и
чужак.
Каждый сукнодел может иметь в своём ломе не более одного ученика и не может брать его
менее чем на четыре года службы и за 4 парижских ливра, или на пять лет за 60 парижских су,
или на шесть лет за 20 парижских су, или на семь лет без денег...
Ученик может выкупиться со службы, если захочет мастер и если он уже прослужил четыре
года; мастер не может его ни продать (уступить), ни отказаться от него, пока он не прослужил
четыре года, ни взять другого ученика, если не случится так, что ученик сбежит, или женится,
или уйдёт за море...
Если ученик убежит от своего мастера по своей глупости или легкомыслию, он должен
возместить мастеру все издержки и все убытки, которые произошли по его вине, прежде чем он
может вернуться к этому же, а не к другому мастеру, если мастер не хочет с ним расстаться...
Никто не может смешивать для сукна шерсть ягнят с обычной шерстью, а если он так делает,
платит за каждый кусок сукна штраф в 10 су, половина из них — королю, другая — старшине и
присяжным за их заботу и труды.
Всё сукно должно быть целиком из шерсти и так же хорошо в начале, как и в середине; а если
оно не таково, то кому оно принадлежит, с какого бы станка оно ни было, за каждый кусок
сукна платит 5 су штрафа: половина — королю, половина — старшине и присяжным за их
заботу и труды...
Никто из этого цеха не должен начинать работу до восхода солнца под угрозой штрафа в 1 2
денье для мастера и в 6 денье для подмастерья, если это не работа по окончанию (куска) сукна,
в таком случае подмастерье может прийти, но только однажды.
Подмастерья-ткачи должны оставлять свою работу, как только прозвонит первый удар
колокола к вечерней службе, в каком бы приходе они ни работали...»
71
нескольких лет ученик мог стать подмастерьем и самостоятельно выбирать, где ему жить и
работать. Теперь он получал плату за свой труд и принимал участие в обучении учеников.
Мастеров было гораздо меньше, но прав у них — не в пример больше. Лишь они владели
секретами мастерства и определяли, когда ученика можно считать подмастерьем, а подмастерье
— мастером. Мастерам принадлежало оборудование, они же решали, когда и чему учить
учеников. Согласно цеховым уставам, право делать изобретения принадлежало исключительно
мастерам. По мере того как имущественный барьер между ними и подмастерьями
увеличивался, а мастера из руководителей превращались во владельцев производства,
возможности для внедрения технических новации уменьшались. Конечно, знающий
подмастерье и сам мог сделать изобретение, но ему было не по силам обойти мастера, если тот
не желал ничего менять в организации производства.
В XIV—XV вв. появились «вечные подмастерья» и «странствующие подмастерья». В то время
ссоры между мастерами и подмастерьями считались в порядке вещей. По цеховым правилам,
отстранённому от работы подмастерью полагалось каждое утро выходить на специально
оговорённое место (обычно на рыночную площадь), где его могли нанять. От предложенной
работы отказываться не разрешалось. Чтобы освободиться от обязательств, взятых на себя при
вступлении в цех, подмастерье должен был покинуть город.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ИДЕИ ЭПОХИ ВОЗРОЖДЕНИЯ
В XIV—XVI столетиях в культуре и технике Италии, а позже и других стран Европы
произошли важные изменения, подготовившие переход от Средневековья к Новому времени.
Прежде всего, стал возрождаться интерес европейцев к полузабытому наследию разрушенной
античной культуры. Отсюда и название периода — эпоха Возрождения, или Ренессанс (фр.
renaissance). В этот сравнительно короткий промежуток истории жили знаменитые учёные и
инженеры — Леонардо да Винчи и Леон Баттиста Альберти, Николай Коперник и Галилео
Галилей; были сделаны великие географические открытия; быстро развивались науки:
математика, астрономия, механика, биология, геология. Изобретения эпохи Возрождения
оказали огромное влияние на всю последующую историю человечества.
КНИГОПЕЧАТАНИЕ
По своему историческому значению изобретение технических устройств
для печатания книг можно сравнить разве что с изобретением в древности колеса или
письменности. Печатание книг большими тиражами, несравненно более дешёвое, чем
переписывание от руки, сделало знания общедоступными.
Как и многие другие изобретения, книгопечатание возникло не на пустом месте. Элементы
типографской технологии и техники накапливались постепенно. Например, способ
размножения вырезанных на деревянной доске изображений был известен в Европе в середине
XIV в. Подобным образом переписчики воспроизводили в рукописях узорные буквицы и
орнаменты, украшавшие листы. Со временем мастера научились вырезать на досках весь текст,
чтобы потом делать оттиски-копии на бумаге. Позже его стали набирать из маленьких кубиков,
на каждом из которых была только одна буква. Набранную страницу заливали расплавленным
мягким металлом, например свинцом. После его затвердевания получалась готовая форма, с её
по-
Иоганн Гуттенберг,
'll
ПОРОХ И ОГНЕСТРЕЛЬНОЕ ОРУЖИЕ
Изобретение пороха и огнестрельного оружия — одно из великих открытий в истории техники.
Историки утверждают, что дымный порох — смесь 75 % селитры, 10 % серы и 15 % угля —
впервые был получен в Китае задолго до того, как стал известен в Европе. Такая смесь
способна быстро и устойчиво гореть при очень высоком давлении, образуя большое количество
газов. Китайцы использовали её для запуска ракет во время праздничных фейерверков.
В XII в. порох узнали арабы. Они изобрели лёгкое огнестрельное оружие — заряжавшиеся
порохом железные трубки. В Европе огнестрельное оружие появилось в XIV в. Это были
толстые, гладкие внутри железные трубы, закреплённые на деревянных станках — лафетах — и
стрелявшие ядрами. В конце того же столетия появились первые гладкоствольные ружья —
аркебузы (фр. arquebuse).
Первые образцы огнестрельных устройств оказались крайне неудобными для ведения боевых
действий. Но после того как в XV—XVI вв. изобрели зернистый порох, а стволы орудий начали
отливать из бронзы и чугуна, артиллерия превратилась в достаточно подвижное, мощное и
грозное оружие, пригодное и для полевых сражений, и для осады крепостей.
В первой половине XVI в. придумали мушкеты (фр. mousquet) — ружья с курком, снабжённым
тлеющим фитилём. Они стреляли пулями массой около 50 г и попадали в цель с расстояния до
300 шагов. В 1520 г. изобрели пистолет и колёсный замок для поджигания заряда. Так
произошло разделение огнестрельного оружия на ручное,
Из собрания оружия, принадлежавшего императору Александру II.
стрелковое, и тяжёлое, артиллерийское. С появлением огнестрельного оружия изменились
способы ведения войны. Повлияло это и на фортификацию — строительство крепостей и
других оборонительных инженерных сооружений. Повышенный спрос на новые виды оружия
привёл к быстрому развитию металлургии, а значит — к увеличению добычи железной, медной
и оловянной руд.
мощью можно было напечатать уже не один, а много оттисков.
Первым, кто соединил все эти изобретения в одном техническом устройстве и придумал
технологию, обеспечившую печатание удобных для чтения ровных строк, стал немецкий
мастер Иоганн Гуттенберг (между 1394 и 1406—1468). В середине XV в. в городе Майнце он
отпечатал Библию. Книга имела по 42 строки на странице, у неё не было ни титульного листа,
ни нумерации страниц. Отдельные экземпляры этого первого в истории печатного издания
хранятся в музеях как величайшие сокровища.
До конца XV столетия типографии появились в Италии, Швеции, во Франции, в Дании и
других странах. Количество книг резко возросло; не случайно, что, начиная с XVI в. ведёт свою
историю большинство крупнейших европейских библиотек.
Печатный станок Гуттенберга.
Реконструкция.
*На титульном листе издания размещают его заглавие, фамилии авторов, год издания, название
издающей организации и т. д.
73
В России первую типографию основал в 1563 г. Иван Фёдоров (около 1510—1583). В 1564 г. он
вместе со своим соратником Петром Мстиславцем выпустил первую русскую датированную
печатную книгу — «Апостол».
МЕТАЛЛУРГИЯ И ГОРНОДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Профессор Георг Бауэр (1494—1555) преподавал греческий язык в Университете немецкого
города Цвиккау. Его имя вряд ли дошло бы до нашего времени, если бы в 1518 г. он
неожиданно не бросил классические языки и не начал изучать горное дело наряду с медициной,
химией и философией. Обобщив накопленный к тому времени опыт горно-металлургического
производства, учёный опубликовал в 1550 г. трактат «О металлах» в 12 книгах под
псевдонимом Агрико'ла. Книги эти служили своего рода энциклопедиями горного дела вплоть
до промышленного переворота. Сегодня сочинения Бауэра — один из самых полных и
достоверных источников сведений о
Типографский знак Пеана Фёдорова.
Портрет автора и титульный лист mi книги Г. Атриколы «О металлах».
Базель, 1554 г.
VcrpMkTW системы насосов в старинном
руднике. Из книги Г. Атриколы *О металлах».
Базель, 1556 г.
__________________
Раскрашенная гравюра из книги Г. Атриколы
•О металлах». Базель, 1556 г.
74
Горный ландшафт с шахтами и горными работами.
Роспись алтаря церкви Святой Анны в Аннаберге. 1521 г.
средневековой металлургии и горном деле.
Георг Агрикола разработал классификацию добываемых горных пород, впервые применил к
полезным ископаемым понятия «чистый» и «смесь», изобрёл и усовершенствовал несколько
машин, применявшихся в горнорудном деле.
ГОРОДСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
В эпоху Возрождения многие европейские города приобрели свой неповторимый облик. Новые
архитектурные идеи опирались на античные образцы, переосмысленные и
75
Собор Санта-Мария дель Фьоре во Флоренции. 1420—1486 гг.
улучшенные современными архитекторами. Эти идеи воплощались в камне с помощью более
совершенных строительных технологий. В то время построены не превзойдённые по своей
красоте базилика Святого Петра в Риме и собор Санта-Мария дель Фьоре во Флоренции. В
Париже были возведены знаменитый собор Парижской Богоматери, старейший из
сохранившихся до наших дней Новый мост, начато строительство Лувра и новой ратуши. А вот
уборка улиц и их освещение, водоснабжение городов и канализация — словом, состояние всех
городских служб — даже к середине XVI в. не достигли того уровня, который знал Древний
Рим. Воду брали из реки в черте города и вручную переносили в дома; поэтому её, как правило,
не хватало. Грязь и отходы скапливались на мостовых и в сточных канавах, вызывая эпидемии
страшных болезней, например чумы, уносивших тысячи жизней.
В эпоху Возрождения с этим злом начали бороться: строились водозаборные системы, на смену
сточным канавам пришли канализационные трубы. Во многих городах стали следить за
чистотой протекавших в их черте рек. 28 июля 1500 г. парламент Парижа принял специальные
постановления, предписывающие удалить грязь и мусор с улиц и впредь проводить такую
уборку регулярно, для чего ввести новый налог с горожан. Спустя десять лет Людовик XII
повелел парижанам не только платить налог, но и самим поддерживать чистоту и исправность
мостовых на улицах перед своими домами.
Чтобы предотвратить наводнения и улучшить условия для судоходства по рекам, укреплялись
их берега и сооружались каналы. В рукописях Леонардо да Винчи сохранился любопытный
проект строительства канала на реке Арно, на берегах которой расположена Флоренция.
Леонардо предлагал поддерживать постоянный уровень воды в канале с помощью больших
резервуаров, накапливающих воду во время дождей и таяния снегов.
В эпоху Возрождения знания человека о мире существенно расширились. Теория Николая
Коперника разрушила представление о маленьком уютном космосе с Землёй в центре. Стало
ясно, что Вселенная намного больше по своим размерам, а может быть, и вовсе бесконечна; что
человек не находится в центре её, а обитает на крошечном шарике, несущемся в пустоте с
огромной скоростью. Всё это подрывало основы христианского
Новый мост в Париже.
76
ВЕЛИКИЙ ИНЖЕНЕР И ЖИВОПИСЕЦ ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ
Леонардо да Винчи вошёл в историю прежде всего как гениальный художник эпохи
Возрождения. Но великий итальянец интересовался практически всеми видами искусства и
отраслями знания, как древними, так и возникшими недавно. Помимо произведений
скульптуры и живописи он оставил весьма любопытные труды, оказавшиеся полезными для
геологии и анатомии, математики и механики. Современники же почитали его не только (а
возможно, даже не столько) как художника, но и как инженера.
И всё же техническое творчество Леонардо при его жизни было известно далеко не полностью.
Оно получило достойную оценку лишь по прошествии веков, когда историки обнаружили и
опубликовали рукописи, которые автор зашифровал и спрятал.
Их анализ показал, что главным делом мастера были технические науки. В 1482 г., желая
перебраться в Милан, Леонардо в длинном письме перечислил всё то, чем он сумеет помочь
этому городу в войне против государства Феррара (Северная Италия). Учёный упоминает о
постройке «очень лёгких и крепких мостов, которые можно без всякого труда переносить и при
помощи которых можно преследовать неприятеля, а иногда и бежать от него», о средствах
«жечь и рушить мосты неприятелю», о способах «отводить воду изо рвов» в случае осады, о
пушках-бомбардах, «которые кидают мелкие камни, словно буря, и наводят великий страх на
неприятеля».
Полное перечисление всех изобретений и приспособлений, известных Леонардо, заняло бы
целый том. По стилю его труды напоминают средневековые инженерные книги. В них много
рисунков, часто не связанных друг с другом, они сопровождаются пояснительными текстами.
Всего до нас дошло свыше 6 тыс. рукописных страниц. Этот обширный материал разделён на
кодексы — по темам, указаниям самого учёного, а иногда просто в зависимости от
обстоятельств, при которых рукописи были обнаружены. Так, самый большой кодекс,
насчитывающий около 1000 страниц, собран скульптором Помпео Леони (1533— 1608). За свой
объем, он получил название «Кодекс атлантикус», в честь древнегреческого титана Атланта.
Отдельные части «Атлантикуса», написанные между 1492 и 1499 гг., свидетельствуют о том,
что
ученый сделал поистине революционный шаг в технике: он создал теоретические основы
инженерной практики, т. е., по сути, превратил инженерное дело в теоретическую дисциплину.
Кроме того, Леонардо пришёл к различению понятий машины и её элементов — механизмов и
деталей — и классифицировал известные тогда кулачковые механизмы, винтовые передачи,
разнообразные зубчатые зацепления.
Гениальный мыслитель считал науку высшей формой знания и отмечал, что «никакое
человеческое знание нельзя считать наукой, если оно не располагает математическими
доказательствами». И потому стремился найти математические закономерности и в теории
механизмов, и в живописи, и в архитектуре.
Чертёж из рукописи Леонардо да Винчи. Мадридский кодекс 1495 г.
Реконструкция летательного аппарата по рисунку Леонардо да Винчи.
77
мировосприятия. В своём отношении к окружающему миру человек не мог уже опираться
только на веру в Бога и был вынужден всё чаще рассчитывать
на свой разум. Начиналась новая эпоха — эпоха рационализма и критического отношения к
действительности, получившая название Нового времени.
ВЗЛЕТ И ПАДЕНИЕ МАНУФАКТУРЫ
К XVI в. ремесленный — ручной — труд достиг, казалось, предела совершенства. Каждый
мастер безупречно изготовлял какой-нибудь один предмет, и превзойти его в этом считалось
невозможным. О специализации работ и инструментов того времени говорит такой пример:
ремесленники английского города Бирмингема использовали более 500 разновидностей только
молотков, и каждый вид был приспособлен для какой-то одной трудовой операции!
Но рынок требовал всё больше товаров, спрос на продукцию быстро рос. Увеличить её выпуск
можно было, увеличив число мастеров и мастерских. Однако цехи, защищавшие интересы
ремесленников, ограничивали численность мастеров, а значит, и объём производимых товаров.
Это сдерживало развитие торговли.
И тогда наживавшиеся на скупке и продаже товаров торговцы стали вмешиваться в
организацию производства. Прежде всего, они взяли в свои руки снабжение мастерских
сырьём. Затем начали диктовать условия скупки готовых изделий, устанавливать их количество
и раздавать заказы, невзирая на уставы цехов. Постепенно мастера попадали в зависимость от
тех, кто поставлял им материалы, скупал готовую продукцию, а впоследствии предоставлял
помещения и технику. Например, многие мастерские располагались у водяных мельниц, и по
договорённости с хозяином мельницы самую трудоёмкую работу выполняли её водяные
двигатели.
Увеличение спроса на продукцию ремесленников привело к возникновению мануфактуры (от
лат. manus — «рука» и factura — «изготовление»). Это предприятие, основанное на разделении
труда между мастерами внутри одной мастерской или между несколькими мелкими
мастерскими. Владелец мануфакту-
Валяльная машина с приводом от водяного колеса. XVI в.
Гравюра. XVIII в.
78
ры, обычно торговец в прошлом, закупал сырьё оптом, т. е. большими партиями. Так было
дешевле. Он же выступал организатором производства и сбыта товаров. Естественно, что и
получаемая прибыль доставалась только ему. Главные преимущества мануфактуры перед
прежними ремесленными мастерскими — отсутствие ограничений на количество выпускаемой
продукции и значительное повышение производительности труда каждого работника за счёт
упрощения трудовых операций. Товары, выходившие из стен мануфактуры, были дешевле
изготовлявшихся ремесленниками.
Наибольшее развитие мануфактура получила в текстильной промышленности. Спрос на её
товары — ткани из шерсти, льна и хлопка — был особенно высок. В России мануфактуры
возникли в XVII в., а их расцвет пришёлся на вторую половину XVIII в.
В Европе век мануфактур оказался недолгим. Уже к середине XVII в. организованный по-
новому ручной труд исчерпал все свои возможности и перестал удовлетворять растущие
потребности в товарах. В конце XVIII — начале XIX в. мануфактуры
постепенно стали вытесняться фабриками и заводами, оборудованными новыми паровыми
двигателями и рабочими машинами (см. статью «Промышленный переворот»).
Мастерская по обработке металлов.
Гравюра из книги Г Агриколы «О металлах».
Базель, 1556 г.
НАУКА И ТЕХНИКА НОВОГО ВРЕМЕНИ
НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVII ВЕКА
Прошло почти полтора века после появления книги Коперника «Об обращениях небесных
сфер», когда в 1687 г. были опубликованы «Математические начала натуральной философии»
Исаака Ньютона. К тому времени коренным образом изменились не только знания о природе,
но и способы её изучения. Основы классической механики Ньютона как бы подвели итог
научным открытиям XVII в., которые совершили революцию в науке. С тех пор её историю
принято делить на два больших периода: до и после выхода в свет великой книги.
Революции в физике, химии или другой естественной дисциплине происходят, если становится
ясно, что её основная теория не может объяснить всех накопившихся экспериментальных и
теоретических фактов и находится в состоянии кризиса. Тогда эту теорию заменяют на другую.
Так произошло в начале XX столетия, когда возникли теория относительности и квантовая
механика. Но научная революция XVII в. утверждала нечто более значительное — но-
Исаак Ньютон. Гравюра Г. Кнеллера из издания 1831 г.
80
вый научный метод, основанный на рациональном обобщении результатов экспериментов,
поставленных для проверки ранее выдвинутых гипотез. Наука Нового времени стремилась к
синтезу наблюдения и математического расчёта, техники и науки. А потому её невозможно
представить без постоянного совершенствования измерительных приборов.
Важность повышения точности измерений и создания новых научных приборов хорошо
понимали ещё учёные эпохи Возрождения. Датский астроном Тихо Браге (1546—1601) в
обсерватории Ураниборг близ Копенгагена изготовил целый набор великолепных
астрономических приборов. Предмет гордости Браге — огромный квадрант радиусом около 2
м. С его помощью учёный мог определять координаты звёзд с небывалой до того точностью —
до 5 угловых секунд. Итогом наблюдений, длившихся 20 с лишним лет, стал каталог более чем
1000 звёзд. Результаты этой титанической работы использовал ученик и помощник Браге —
выдающийся немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571 —1630) для вывода своих знаменитых
законов движения небесных тел.
Один из основоположников нового научного метода — Галилео Галилей (1564—1642) был не
только гениальным учёным, но и блестящим инженером. Первая самостоятельная работа
Галилея — определение удельного веса посредством изобретённых им гидростатических весов.
Техническому изобретению Галилей посвятил и первую публикацию, в которой описал
пропорциональный циркуль для военно-инженерных работ. В своём доме в Падуе учёный
устроил механическую мастерскую, по существу исследовательскую лабораторию, где кроме
самого Галилея трудились его помощники, а также литейщики, токари и столяры. Как военный
инженер, Галилей написал два руководства по фортификации (строительству крепостей и
других оборонительных сооружений).
Таким образом, многие великие открытия естествоиспытателей, совершивших в XVIII столетии
революцию в науке, прямо или косвенно связаны с не менее великими техническими
изобретениями.
Галилео Галилей. Гравюра из издания первой трети XIX в.
ЧАСЫ
Человек давно научился определять время: ночью — по положению звёзд и Луны на
небосклоне, а днём — по длине тени, отбрасываемой предметами в разные часы дня.
Солнечные часы — привычный атрибут центральных площадей античных городов. Если же
возникала необходимость измерить небольшой промежуток времени, использовали переносные
водяные или песочные часы: их содержимое тоненькой струйкой перетекало или пересыпалось
через маленькое отверстие из одного сосуда в другой. Подобные часы до сих пор применяют в
поликлиниках при проведении медицинских процедур. Некоторые естествоиспытатели
древности измеряли время по... пульсу. Наверное, они считали, что частота сердцебиения
никогда не изменяется. С XI столетия в городах начали устанавливать механические башенные
часы с колёсами и гирями. Позже их соединили с устройством для боя, оповещавшего о том,
который
*Квадрант — старинный астрономический инструмент для измерения высоты небесных светил
над горизонтом и угловых расстояний между ними.
81
Механизм башенных часов. XIV в.
час. Из-за неравномерности хода таких часов сторожам приходилось то и дело выверять их
показания по Солнцу и передвигать стрелки вручную. Впрочем, точность времени в те годы —
понятие весьма условное: первые башенные часы не снабжались минутной стрелкой. В ходу
была поговорка: «Когда Бог создал время, он сделал его много».
Карманные часы с боем появились в 1505 г., после того как мастер Пётр Генлайн из Нюрнберга
заменил гирю пружиной. Часы эти называли «нюрнбергскими яйцами».
В XVI в. обычным делом стали регулярные рейсы через Атлантику, поэтому задача
определения местоположения корабля в открытом море стояла достаточно остро. Как известно,
положение судна можно найти по двум координатам — широте и долготе. Широту измерить
относительно просто — по углу над горизонтом Полярной звезды. Установить долготу тоже
нетрудно, если известна разница между местным временем и временем на некоем нулевом
меридиане.
В качестве нулевого в 1675 г. выбрали меридиан, проходящий через город Гринвич
(Великобритания), где была построена Королевская обсерватория. Но как узнать время по
Гринвичу, находясь за тысячи миль от берегов Англии? Вот если бы удалось сделать точные
часы, которые могли бы «хранить» время после выхода корабля из порта... В 1474 г. немецкий
астроном Региомонтан предложил метод определения долготы по так называемым лунным
расстояниям, т. е. по взаимному расположению Луны и других небесных тел. Луна и звёзды в
данном случае играют роль небесного хронометра. Однако для реализации идеи Региомонтана
требовались таблицы лунных расстояний, аккуратные измерения и многочисленные
вычисления. Лишь спустя без малого три века, в 1755 г., другой немецкий астроном, Тобиас
Майер, опубликовал точные
*Хроно’метр (от грея, «хро'нос» — «время» и «мё'трон» — «мера») — особо точные часы, ход
которых практически не зависит от колебаний температуры, механических вибраций, тяги
пружины; применяется в навигации для хранения времени нулевого меридиана.
82
лунные таблицы. Метод лунных расстояний стал основным в морской навигации в XIX в. Пока
же моряки должны были обходиться одной координатой и плавать вдоль параллелей.
В конце XVI в. Галилео Галилей открыл явление изохронности (от греч. «и'сос» — «равный» и
«хро'нос») колебаний маятника: время, за которое маятник совершает одно колебание, не
зависит от его размаха — амплитуды. Уже в конце жизни учёный придумал, как использовать
своё открытие для измерения времени, и изобрёл анкерный механизм. Независимо от Галилея к
той же идее в 1655 г. пришёл голландец Христиан Гюйгенс (1629— 1695). В 1658 г. он
подробно описал принцип регулирования хода часов при помощи маятника и анкерного
механизма в книге «Часы».
Тем не менее, не маятниковым часам суждено было стать «сердцем» морского хронометра. В
1714 г. британское Адмиралтейство предложило премию в 20 тыс. фунтов стерлингов тому, кто
сможет сделать хронометр, позволяющий определить долготу корабля после шестинедельного
плавания с точностью до 30 морских миль. Для этого часы должны спешить или отставать не
больше чем на 3 с в день. Оказалось, что маятник здесь не годится, нужен уравновешенный
крутильный балансир, приводимый в действие пружиной. Однако равномерность хода таких
часов оставалась недостаточной из-за намагничивания и теплового расширения шестерёнок.
Действию тепла был подвержен и сам балансир.
Английский механик-самоучка Джон Гаррисон (1693—1776) решил избавиться от всех этих
проблем, сделав хронометр целиком из дерева. Но и этого оказалось недостаточно.
Потребовалось множество технических ухищрений, чтобы удовлетворить требованиям
Адмиралтейства. В 1762 г. ошибка четвёртой модели хронометра Гаррисона составила всего 5
с, но правительство не выдало премию полностью — выплатило лишь 5 тыс. фунтов в 1765 г.,
— из-за того, что часы останавливались во время подзавода пружины. Избавиться от этого
недостатка изобретатель смог через восемь лет, и только тогда он получил остаток премии.
ИЗОБРЕТЕНИЕ ТЕЛЕСКОПА
В истории техники нередки случаи, когда изобретение связывают не с именем его творца, а с
тем, кто наиболее удачно использовал изобретение или возвестил о нём миру. Например,
первые конструкции телескопов называют именами Галилея, Кеплера и Ньютона, хотя, строго
говоря, никто из них не был первым. Телескоп Галилея состоит из одной выпуклой и одной
вогнутой линз, которые позволяют получить прямое изображение удалённого предмета.
Телескоп Кеплера, где вогнутая линза заменена выпуклой,
Схемы телескопов.
1	— Галилея;
2	— Кеплера;
3	— Ньютона.
*А'нкер (нем. Anker — «якорь») — деталь часов (качающаяся вилка), обеспечивающая
равномерный ход часового механизма.
83
Телескоп Ньютона. Гравюра из издания 1831 г.
Телескопы Галилея.
даёт перевёрнутое изображение. Он неудобен в качестве зрительной трубы, но в
астрономических наблюдениях эта особенность не имеет принципиального значения. В
телескопе Ньютона увеличение достигается не посредством преломления света в линзах, а за
счёт отражения его сферическим (а ещё лучше — параболическим) зеркалом.
Однако о свойствах стеклянных линз и зеркал увеличивать наблюдаемые объекты было
известно задолго до Галилея, Кеплера и Ньютона. Ещё в XIII в. об этом писал Роджер Бэкон, а в
XVI в. — Джамбаттиста делла Порта. Последний долго оспаривал у Галилея право называть
зрительную трубу своим именем.
Первые сколько-нибудь надёжные указания на изобретателей зрительных труб относятся к
началу XVII столетия: в архивах Гааги хранится документ, датированный октябрём 1608 г. Он
свидетельствует о тяжбе между Хансом Липперсхеем (1570—1619) и Якобом Мециусом. Оба
претендовали на получение привилегий и денежной премии за изобретение зрительной трубы.
Победившей стороной признали Липперсхея: его прошение было получено на несколько дней
раньше, а, кроме того, он удовлетворил требование комиссии и сделал инструмент, в который
можно было смотреть двумя глазами. Липперсхею выплатили премию и передали заказ на
изготовление ещё одного такого бинокля от короля Франции Генриха IV. Однако в
привилегиях отказали обоим, поскольку, как указывалось в решении комиссии, и другие лица
были знакомы с прибором. Тем самым выражалось сомнение в том, что именно претенденты
являются авторами изобретения.
В 1655 г. французский врач Пьер Борель опубликовал книгу «Об истинном изобретателе
телескопа». В ней приводились засвидетельствованные в судебном порядке слова Иоганна
Янсена из города Миддельбурга в Голландии. Он сообщал, что его отец, Захарий Янсен,
изобрёл микроскоп и короткую зрительную трубу ещё в 1590 г., а Липперсхей и Мециус
сделали свои копии, пользуясь этой трубой как образцом. Обвинения Янсена трудно проверить,
тем более что выдвинуты они были, когда обвиняемые уже умерли.
Галилей узнал о бинокле Липперсхея, отправленном в Париж Генриху IV, в мае-июне 1609 г. от
Жака Боведера (Якова Бальдовера), своего корреспондента. Боведер предположил, что этот
инструмент может быть полезен в астрономических исследованиях. Галилей, как он сам
говорил, сразу понял, что основным элементом зрительной трубы должны быть два оптических
стекла: одно выпуклое, другое вогнутое. Учёный начал шлифовать стёкла и
экспериментировать с ними. Через некоторое время он достиг успеха.
Но, даже став опытным шлифовщиком, Галилей получал лишь одно пригодное для дальнейшей
работы стекло на шестьдесят негодных. Через месяц после первого успеха учёный сделал
подзорную трубу с десятикратным увеличением. Он демонстрировал её венецианцам на
крепостной башне Святого Марка. Зрители были потрясены: через трубу они видели корабли,
плывущие в море, задолго до того, как могли различить их невооружённым глазом. Галилей
подарил трубу Венецианской республике, за что его пожизненно утвердили в должности
профессора Падуанского университета, определив жалованье в 1000 скудо. В то время
примерно
84
столько же получали профессора медицины, но жалованье профессора математики было в
десять раз меньше.
Постоянно совершенствуя свою трубу и улучшая её линзы, Галилей, в конце концов, добился
30-кратного увеличения — предельно возможного для технического устройства такой
конструкции. Только теперь стали возможны астрономические наблюдения. Это случилось в
конце 1609 г. И тогда люди узнали, что на Луне есть горы; что Млечный Путь не светящийся в
ночном небе туман, а огромное скопление звёзд; что у Венеры, как и у Луны, есть фазы.
Наконец, 7 января 1610 г. Галилей обнаружил спутники Юпитера.
«Чтобы взглянуть в телескоп, — писал историк А. X. Горфункель, — нужно было быть не
только гениальным учёным, но учёным нового толка. Увидеть то, что увидел Галилей (и
поверить своим глазам), мог только учёный, свободный от власти традиций и авторитета, с
иным представлением о человеческом достоинстве, об индивидуальном праве на истину,
добытую своими руками и своим умом, а не полученную из Божественного откровения и
освящённого веками текста».
Благодаря быстрому обращению вокруг Юпитера его спутники представляли собой идеальный
хронометр, по которому можно было бы определять время гораздо точнее, чем по лунным
расстояниям. Проблема, однако, состояла в том, что для наблюдений требовался сильный
телескоп. Малейшее смещение не позволяло удержать Юпитер в поле зрения и делало
невозможными измерения. Но этот метод оказался очень полезным при проведении
геодезических работ на суше. С его помощью к концу XVII в. была практически полностью
прочерчена береговая линия Европы.
В 1668 г. английский математик, астроном и физик Исаак Ньютон (1643—1727) изготовил
первый зеркальный телескоп. С длиной трубы всего лишь 160 мм прибор давал значительное
увеличение и в то же время был в принципе лишён главного недостатка линзовых телескопов
— хроматической аберрации.
МИКРОСКОП
Микроскоп (от греч. «микро'с» — «малый» и «скопе'о» — «смотрю») — это оптический
инструмент, позволяющий получать сильно увеличенное изображение весьма малых объектов.
Микроскопы делят на простые, т. е. состоящие из одной линзы, и сложные — из двух и более.
Простые микроскопы называют также лупами. Первые сложные микроскопы были
изготовлены, по-видимому, ещё в конце XVI в. — возможно, Захарием Янсеном, возможно,
кем-то другим. Иезуит Кристофер Шейнер в своей книге о солнечных пятнах с восторгом
рассказывает о мухе величиной со слона и блохе размером с верблюда, которых он наблюдал в
микроскоп собственного изготовления. Практического применения эти приборы долго не
находили, и в научной литературе XVII в. о них почти не упоминается.
Славу микроскопу принесли работы голландского учёного Антони ван Левенгука (1632—1723 ),
открывшего и изучавшего с его помощью новый мир — мир микроорганизмов. Левенгук не
пользовался сложными оптическими инструментами, не умея их делать, но зато достиг
непревзойдённых результатов в шлифовке крошечных линз для простых микроскопов.
Некоторые его приборы позволяли получить увеличение в 300 раз. Левенгуку приходилось
направлять дополнительное освещение на рассматриваемый объект, что представляло сложную
техническую задачу. Как он это делал, до сих пор неизвестно. За свою жизнь учёный изготовил
более 400 микроскопов.
Помимо микрофлоры, обнаруженной в дождевой воде, воде из прудов и колодцев, в слюне
людей и животных, Левенгук изучал строение клеток растений и челюстей насекомых, дал
первое описание красных кровяных телец. С 1673 г. до конца жизни учёный сообщал о своих
исследованиях Лондонскому королевскому обществу, членом которого был избран в 1680 г.
Там многие пытались повторять его опыты, в том числе английский естествоиспытатель Роберт
Гук.
Микроскоп Левенгука. Копия.
*Хроматическая (от греч. «хро'матисмо'с» — «окраска») аберрация (от лат. aberratio —
«уклонение») выражается в том, что изображение размывается, а его края окрашиваются. Это
вызвано изменением коэффициента преломления стекла в зависимости от длины световой
волны.
85
Применение сложных микроскопов сдерживалось, прежде всего, хроматической и сферической
аберрациями. Они гораздо больше, чем в телескопе, искажали изображение наблюдаемого
объекта. Дополнительная техническая сложность возникала в связи с необходимостью точного
наведения на резкость. Объект нужно было максимально приближать к объективу, и малейшее
его смещение делало изображение нерезким. Эту проблему решил итальянский инженер и
шлифовщик Джузеппе Кампани (1635—1717). Он впервые применил сочетание винта и
червячной передачи; этот принцип заложен в работу и современных микроскопов.
Тем не менее, по-настоящему широкое применение сложные микроскопы нашли только после
удовлетворительного решения проблемы аберрации британским хирургом Джозефом Листером
(1827—1912).
РТУТНЫЙ БАРОМЕТР
О том, что воду в водяном насосе не поднять выше определённой высоты, знали ещё со времён
поздней античности, хотя объяснения этому факту не существовало. Было также неясно, что
образуется над водой. Пустота? Но, согласно принципам аристотелевой физики, это
невозможно: «природа боится пустоты».
ЛЕЙДЕНСКАЯ БАНКА
«Хочу сообщить Вам о новом, но ужасном опыте, который не советую Вам ни в коем случае
повторять самому... Я проводил некоторые исследования по силе электричества. Для этой цели
я подвесил на двух голубых шёлковых шнурах железный ствол, получивший сообщаемое ему
электричество от стеклянного шара, который быстро вращали вокруг оси, прижимая к нему
руки и тем самым потирая его; с другого конца свисала латунная проволока, конец которой был
погружён в круглый стеклянный сосуд, частично заполненный водой, который Я держал в
правой руке, а другой рукой я попытался извлечь искры из электрического железного ствола;
вдруг моя правая рука была поражена с такой силой, что всё моё тело содрогнулось, как от
удара молнии! Сосуд, даже если он сделан из тонкого стекла, обычно не разбивается, а рука
нисколько не смешается от такого сотрясения; но на руку и на всё тело это оказывает такое
ужасное воздействие, что я даже не могу это выразить: одним словом, я думал, что мне конец».
Так писал нидерландский физик Питер ван Мушенбрук (1692—1761) из города Лейдена
французскому учёному Рене Антуану де Реомюру (1683—1757) об опыте, который он провёл в
начале 1745 г. Явление электрического удара ранее было неизвестно, и потому эксперимент
Мушенбрука произвёл огромное впечатление на его современников.
Что же произошло на самом деле? Стенка шара из тонкого прозрачного стекла — диэлектрик.
Ладонь экспериментатора, касавшаяся сосуда, и вода — обкладки. Металлический проводник,
опушенный в сосуд и погружённый в воду, послужил выводом внутренней (водяной) обкладки.
Таким образом, всё устройство в целом представляло собой самый первый в истории техники
электрический конденсатор, названный лейденской банкой.
Опытами с электричеством, которое добывают посредством электризации тел, увлекались тогда
многие естествоиспытатели — и учёные, и любители. Поэтому к открывателям электрического
конденсатора наряду с Мушенбруком иногда причисляют и других изобретателей. Спустя всего
год после первого эксперимента лейденский сосуд, уже с обкладками из фольги, стал
стандартным лабораторным прибором, широко использовавшимся для изучения электричества.
Опыт с лейденской банкой.
* Сферическая аберрация проявляется в том, что изображение точки расплывается и выглядит
как кружок с размытыми краями.
86
Воздух? Непонятно, откуда ему там взяться. В XVII в. к учению Аристотеля стали относиться
критически. Ещё в 90-х гг. XVI в. Галилей в своём раннем сочинении по механике «О
движении» оспорил утверждение Аристотеля, что пустота невозможна. Она возможна,
утверждал Галилей, но стремится исчезнуть и потому обладает определённой силой, — силой
пустоты, которая и удерживает столб жидкости в насосе. В 1630 г. генуэзский чиновник и
естествоиспытатель-любитель Джамбаттиста Бальяни предложил другое объяснение. Да,
утверждал он, над водой образуется вакуум, но жидкость в насосе удерживается не им, а силой
атмосферного давления.
Таким образом, имелось, по меньшей мере, три различные точки зрения на то, что же
происходит в водяном насосе над поверхностью воды. Последователи Аристотеля (в основном
учёные-иезуиты) отрицали существование вакуума. Кто-то из естествоиспытателей
поддерживал точку зрения Галилея, на которой он продолжал настаивать; кто-то разделял
теорию Бальяни. По традиции спор разрешили экспериментом. Провели его в Риме, вероятнее
всего, в 1641 г., когда Галилей был ещё жив, под покровительством Бенедетто Кастелли —
одного из самых влиятельных учёных того времени, ученика Галилея. В эксперименте
участвовал ещё один ученик Галилея — Винченцо Вивиани. Обо всём происходившем
подробно рассказал в 1644 г. Эванджелиста Торричелли (1608— 1647) — бывший, очевидно,
автором постановки опыта — в письме к Микеланджело Риччи.
Опыт заключался в том, что заполненную ртутью и запаянную с одного конца трубку опускали
в сосуд с ртутью. Подобно воде, ртуть частично выливалась в сосуд, и так же, как в водяном
насосе, над её поверхностью возникала пустота. При этом было отмечено, что отношение
высоты, на которую поднимается в трубке ртуть, к высоте, на которую поднимается вода, равно
отношению плотности воды к плотности ртути и не зависит ни от формы трубки, ни от объёма
пустого пространства над поверхностью ртути.
С целью доказать, что над поверхностью ртути действительно образуется пустота,
экспериментаторы поместили туда небольшой колокольчик (который приводили в действие
магнитом) — его звон был еле слышен.
Нельзя сказать, чтобы результаты опыта убедили всех. Но эксперимент повторяли
неоднократно на протяжении всего XVII столетия, и мало-помалу представления о
возможности пустоты и об атмосферном давлении овладели умами и стали общепризнанными.
«Мы погружены на дно безбрежного моря воздушной стихии, — писал Торричелли, —
которая, как известно из неоспоримых опытов, имеет вес».
Об эксперименте узнал знаменитый французский математик, философ и естествоиспытатель,
тогда ещё
87
Блез Паскаль. Гравюра работы Г Эделинка. 1777 г.
двадцатилетний юноша, Блез Паскаль (1623—1662), разделявший теорию «боязни пустоты».
Он начал с опытов с различными жидкостями, думая, что результаты, полученные Торричелли,
могут быть связаны с особыми свойствами ртути. Однако постепенно молодой учёный пришёл
к выводу, что объяснение Торричелли верно. Но в таком случае, решил он, высота подъёма
ртути в трубке должна уменьшаться при подъёме на высокую гору по той же причине, по
которой давление под водой увеличивается по мере погружения. Соответствующий опыт
провёл Флорей Перье, родственник Паскаля, 19 декабря 1648 г. на горе Пюи-де-Дом. Разница в
уровнях на вершине горы и у её подножия превзошла все ожидания — она оказалась равна 84
мм. Окрылённый успехом, Паскаль сам повторил эксперимент в Париже—в знаменитом соборе
Нотр-Дам, а затем на башне Сен-Жак и на длинной лестнице одного частного дома. Значение
полученных результатов (Паскаль опубликовал их практически немедленно в том же, 1648 г.)
трудно переоценить: правильность теории атмосферного давления решительно подтвердилась.
Появилась новая единица измерения — миллиметр ртутного столба, — которой пользуются и
по сей день (в международной системе единиц СИ единица давления названа «паскаль» — Па
— в честь знаменитого француза). Получили первую оценку массы земной атмосферы. Ну и,
наконец, был предложен прибор, с помощью которого атмосферное давление можно измерять,
— ртутный барометр (наблюдательный Паскаль сразу заметил, что тот же прибор пригоден и
для определения высоты).
Благодаря впечатляющим успехам наука к концу XVII столетия приобрела огромный авторитет
в обществе. Новейшие открытия и изобретения стали интенсивно внедряться в хозяйственную
жизнь, в создание новых образцов техники. В результате начались глубокие преобразования в
промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, коренным образом изменившие
экономический уклад общества. Историки назвали этот процесс промышленной революцией.
ПРОМЫШЛЕННЫЙ ПЕРЕВОРОТ
Промышленным переворотом, или промышленной революцией, называют сравнительно
небольшой исторический период, когда человечество рассталось с мануфактурой и освоило
машинное производство. Случилось это после того, как английские изобретатели Джон Кей,
Джеймс Уатт, Генри Модели, а также их современники в Великобритании и других странах
создали машины и технологические процессы, полностью изменившие промышленные
предприятия. Их продукция стала не только более совершенной, но и массовой, а значит,
дешёвой и доступной для большинства людей.
«ЗОЛОТОЙ ТРЕУГОЛЬНИК»
В 1562 г. от причалов доброй старой Англии отошёл парусный корабль, направлявшийся с
грузом тканей, изделий из металла и стекла к побережью Африки. Обычный торговый рейс?
Нет, то была первая английская экспедиция за рабами. Путь парусника — сначала к Африке,
затем через Атлантический океан к Америке, а там, уже без захода в Африку, обратно к родным
берегам — на протяжении 250 лет повторили тысячи судов. Проложим на карте маршрут.
Получим треугольник. Первая его вер-
88
шина — пункт отправления корабля. Вторая — остановка у африканского побережья. Здесь
груз — ткани, бусы и мушкеты — обменивался на живой товар: один мушкет — один негр-
невольник. Закованных в цепи людей загоняли в опустевшие трюмы, и штурман, благословясь,
прокладывал курс туда, где прибытия судна уже с нетерпением ждали американские
плантаторы.
На невольничьих рынках рабов сбывали легко: спрос всегда превышал предложение, рабочей
силы на плантациях не хватало. На корабль грузили бочки с крепчайшим ромом, а главное —
кипы хлопка, долгожданное сырьё для текстильных фабрик в английских городах. Капитан
командовал: «Отдать швартовы! — и судно вновь бороздило океан, но теперь шло к родному
порту. Там и замыкался зловещий треугольник. Путь домой был особенно приятен: не торопясь
подсчитывали прибыль, думали, как расширить дело, каких компаньонов пригласить...
Недаром маршрут назвали «золотым треугольником». Прибыль работорговцев достигала 300
%. К середине XVIII в. в Англии уже не оставалось купца или города, так или иначе, не
вовлечённого в колониальную торговлю. В 1788 г. в Африку из Манчестера вывезли товаров на
200 тыс. фунтов стерлингов, а из Бирмингема—до 100—150 тыс. ружей. Через портовый
Ливерпуль в 1795 г. проходило 5/8 английской и 3/7 всей европейской торговли рабами.
Этот страшный и постыдный многовековой период истории имел важное значение для начала
индустриализации — быстрого развития крупного машинного производства. Не случайно
первые изобретения, давшие толчок технической революции, сделаны именно в текстильном
производстве Англии. К концу XVIII столетия выпуск тканей из дешёвого хлопка,
привозившегося с Американского континента, стал массовым. Тогда же наступил небывалый
расцвет горнорудной, металлургической и металлообрабатывающей промышленности.
ЧЕЛНОК-САМОЛЕТ И ПРЯЛКА «ДЖЕННИ»
В череде событий, послуживших причиной промышленного переворота, особое место занимает
изобретение Джона Кея (1704—1764). В 1733 г. он придумал конструкцию механического
(самолётного) челнока для ткацкого станка. Челнок освободил ткача от некоторых ручных
операций и повысил производительность его труда в два раза. Но изобретатель встретил
сильное противодействие со стороны ткачей, не желавших платить за использование
нововведения. В итоге Кей истратил на судебные тяжбы больше денег, чем получил за своё
изобретение. Ему даже пришлось уехать во Францию, но и там дела не сложились. В 1753 г.,
когда Кей хотел вернуться на родину, разъярённая толпа разгромила его дом в Англии.
Кроме челнока Кей изобрёл чесальную машину и ещё несколько интересных технических
устройств, совершенствовавших технологию ткацкого производства. Он же придумал ветряной
двигатель, откачивавший воду из затопленных шахт, а также печь для высушивания солода.
Все свои замечательные механизмы Кей разработал, живя в крайней бедности, а умер почти в
нищете, во Франции. Могила его неизвестна... Спустя 100 лет после появления великого
изобретения жители Бери, родного города Джона Кея, поставили ему памятник
Применение ткацких станков с челноком-самолётом привело к значительному увеличению
выпуска шерстяных и льняных тканей. Но это, в свою очередь, вызвало повышенный спрос на
пряжу, которая в то время вырабатывалась вручную. Для того чтобы устранить разрыв между
спросом и предложением, нужны были простые и дешёвые прядильные машины, способные
«прясть без руки человека». В 1765 г. Джеймс Харгривс (?—1778) изобрёл такую машину и
назвал её «Дженни» — в честь дочери.
В 1767 г. более совершенную механическую прядильную машину
Джон Кей.
*Плантатор — владелец плантации, т. е. большого участка земли, засеянного какой-либо
сельскохозяйственной культурой, например сахарным тростником, хлопчатником и т. д.
**Шварто'в (голл. zwaartouw) — трос, с помощью которого подтягивают и крепят судно к
причалу или другому судну.
89
«Дженни» — прядильная машина Харгривса.
Дени Папен. Гравюра из издания 1869г.
Джеймс Уатт.
Гравюра из старинной книги.
придумал английский механик Т. Хайе. Но ловкий делец Р. Аркрайт присвоил изобретение и в
1769 г. получил на него патент. Он построил первые в Англии прядильные фабрики с водяными
двигателями. С этого времени изобретение стали называть ватермашиной (от голл. water —
«вода»). Технический переворот в хлопчатобумажной промышленности Англии завершила
«Мюль-Дженни» — созданная около 1799 г. Сэмюэлом Кромптоном (1753—1827) машина,
способная вырабатывать особо тонкую пряжу. Позже был изобретён и механический ткацкий
станок.
ВЕК ПАРА
Следующей вехой промышленной революции стал переход от использования мышечной силы
людей и животных, а также кинетической энергии воды и ветра к повсеместному внедрению
паровых машин. Водяные и ветряные мельницы уже не могли обеспечивать нужды быстро
растущей горнорудной и металлообрабатывающей промышленности. Пытались сооружать
огромные водяные колёса, но и это не спасало положения. Да и обязательная «привязка»
мануфактур к водяным мельницам на реках была крайне неудобной.
Для дальнейшего развития промышленности требовался надёжный и дешёвый источник
энергии. Им стал универсальный паровой двигатель, изобретённый и построенный Джеймсом
Уаттом (1736—1819).
О движущей силе пара люди знали с глубокой древности. Одним из первых попытался
воспользоваться этой силой французский физик Дени Папен (1647—1714). Он пришёл к идее
пароатмосферного двигателя, представлявшего собой цилиндр с поршнем, который мог
подниматься под давлением пара и опускаться при его конденсации. Однако учёный так и не
смог создать работоспособное устройство.
В 1696 г. английский инженер Томас Се'вери (1650—1715) изобрёл паровой насос для подъёма
воды. В 1707 г. насос Севери был установлен в Летнем саду в Петербурге. Английский механик
Томас Ньюкомен (1663— 1729) создал в 1705 г. паровую машину для откачки воды из шахт. В
1712 г., использовав идеи Папена и Севери, Ньюкомен построил машину, которая применялась
на шахтах Англии до середины XVIII в.
Но уже к 1765 г. Дж. Уатт сконструировал, а позже усовершенствовал паровой двигатель
принципиально нового типа. Его машина могла не только откачивать воду, но и приводить в
движение станки, корабли и экипажи. К 1784 г. создание универсального парового двигателя
было фактически завершено, и он стал
Универсальный паровой двигатель Уатта.
90
ИЗОБРЕТЕНИЕ ВАКУУМНОГО НАСОСА
Перекачивать воду с помощью специального устройства — насоса люди научились ещё в
глубокой древности. А в XVII в. нашёлся человек, которому пришло в голову откачивать не
воду, а воздух. Бургомистру немецкого города Магдебурга — Отто фон Герике (1602—1686),
человеку образованному, было интересно что произойдёт, если из закрытого сосуда удалить
весь воздух, создать в нём пустоту, вакуум (лат. vacuum). Конечно, для опыта ему пришлось
усовершенствовать обычный поршневой насос: в корпусе, между цилиндром и поршнем, не
должно оставаться щелей, через которые воздух мог бы вернуться обратно. Так Герике стал
изобретателем вакуумного насоса (1650 г.).
Изобретение оказало в дальнейшем неоценимую помощь при изучении свойств разрежённого
воздуха. Эти эксперименты способствовали развитию науки о газах, исследованию
электрического разряда, формированию представлений об атомах. Один из наиболее известных
опытов — самого Герике — с магдебургскими полушариями.
Со второй половины XIX в. вакуумные насосы стали применять в технике. Они до сих пор
незаменимы в производстве электрических ламп накаливания: качество ламп зависит от того,
насколько тщательно из них откачан воздух.
В XX столетии главная область применения вакуумных насосов — электронное
приборостроение: производство усилительных и генераторных радиоламп, рентгеновских,
фотоэлектронных и электронно-лучевых трубок. Чтобы изготовить сложные электронные
приборы, понадобились насосы нового типа — высоковакуумные. Появление таких насосов
связано с именем немецкого учёного Вольфганга Геде (1878—1945). В 1912 г. Геде изобрёл
молекулярный, ав1913г. — диффузионный
Портрет автора и титульный лист из книги Отто фон Герике «Новые эксперименты в
Магдебурге о пустом пространстве». Амстердам, 1672 г.
насосы. В молекулярном — частицы газа удаляются в результате столкновения с вращающимся
металлическим ротором. Действие диффузионного насоса основано на использовании струи
паров масла или ртути: струя захватывает и уносит молекулы откачиваемого газа.
Опыт с магдебургскими полушариями. Гравюра из книги Отто фон Герике «Новые
эксперименты в Магдебурге о пустом пространстве». Амстердам, 1672 г.
91
I Схсйм гмрслимо КО TAJ
Палена. 1690 г.
Принцип работы паромом мамтмны Нномомгна. 1705 г.
Пар из котла (1) поступает н цилиндр 12) и плдним.мл
поршень (3/, который уравноиешипастся трутом И/. В результат
вспрыскивания а цилиндр холодной воды ил резервуара (51 пар
конденсируется. и поршень опускается. ()х,\.1ждаюшая тмлда и
сконарнс мрованмыи пар выпускаются ил цилиндра по трубе (Ы,
а излишний пар из котла — через предохранительный клапан О
основным средством получения энергии в промышленном производстве. В 1769—1770 гг.
французский изобретатель Никола Жозеф Кюньо (1725—1804) сконструировал паровую
повозку — предшественницу автомобиля. Она до сих пор хранится в Музее искусств и ремёсел
в Париже.
Американец Роберт Фултон (1765— 1815) провёл в 1807 г. построенный им колёсный пароход
«Клермонт» по реке Гудзон. 25 июля 1814 г. локомотив английского изобретателя Джорджа
Стефенсона (1781 — 1848) протащил по узкоколейке 30 т груза в 8 вагонах со скоростью 6,4
км/ч. В 1823 г. Стефенсон основал первый паровозостроительный завод. В 1825 г. начала
действовать первая железная дорога от Стоктона до Дарлингтона, а в 1830 г. —
железнодорожная линия общего пользования между промышленными центрами Ливерпулем и
Манчестером. Джеймс Несмит (1808—1890) создал в 1839 г. необычайно мощный паровой
молот, совершивший настоящий переворот в металлургическом производстве. Он же
разработал несколько новых металлообрабатывающих станков.
Так начался расцвет индустрии и железных дорог — сначала в Великобритании, а затем в
других странах мира.
Джеймс Уатт похоронен там, где покоятся прославленные сыны его
92
ТОКАРЬ ИМПЕРАТОРА
Русский механик и изобретатель Андрей Константинович Нартов (1693—1756) стал
знаменитым во время царствования Петра I. Учился Нартов в первом техническом учебном
заведении России — Школе математических и навигацких наук. Император, сам хорошо
разбиравшийся в технике и владевший токарным мастерством, оценил незаурядный
технический талант юноши и в 1712 г. назначил его своим личным токарем. В дворцовой
мастерской Нартов изобрёл и изготовил несколько оригинальных токарных (в том числе
винторезных и копировальных) станков. В недавно обнаруженной рукописи книги «Ясное
зрелище махин» мастер описал более 20 конструкций таких машин. После смерти Петра I
Нартов создавал свои механизмы, работая при Московском монетном дворе. В 1736 г. он
заведовал механической мастерской Петербургской академии наук, а позже стал первым
советником Академии. Под руководством Нартова изготовляли приборы для научных
исследований, проводившихся в её стенах, в частности оптические приборы и инструменты,
сконструированные великим русским учёным М. В. Ломоносовым. Многое сделал Нартов и для
развития военной техники. С 1738 по 1756 г. он создал станки для производства
артиллерийских орудий, оптический прицел, запальное устройство, предложил новые способы
отливки стволов пушек, изобрёл и построил скорострельную батарею из 44 небольших мортир.
Некоторые изобретения Нартова можно увидеть и сегодня. Они хранятся в Эрмитаже и
Артиллерийском музее в Петербурге.
Токарно-винторезный станок Нартова. 1738 г.
отечества, — в Вестминстерском аббатстве. На его памятнике начертано:
Не для того, чтобы увековечить
имя, которое будет жить, пока
процветают мирные искусства,
но чтобы показать, что
человечество воздаёт почести
тем, кому оно обязано
благодарностью, король, его
слуги, а также многочисленные
дворяне и граждане королевства
воздвигли этот памятник
Джеймсу Уатту. Его гению
удалось путём опыта
усовершенствовать паровую
машину. Благодаря этому он
умножил богатства своего
отечества, увеличил мощь
людей и поднялся до высоких
ступеней среди великих
деятелей науки, этих истинных
благодетелей человечества.
РЕВОЛЮЦИЯ МЕХАНИКА МОДСЛИ
Генри Модели (1771 — 1831) всегда считал себя добропорядочным верноподданным Его
Величества Короля и никогда не имел ничего общего с бунтовщиками. Больше всего на свете
Модели гордился тем, что стал мастером задолго до окончания установленного ещё в Средние
века обязательного семилетнего срока ученичества. Наверное, он очень удивился бы, узнав, что
его имя войдёт в историю революции, пусть даже и технической.
Мастера-механики, признавшие молодого Модели равным себе, не ошиблись.
Два его знаменитых изобретения помогли перейти от ремесленного,
93
РУССКИЙ МЕХАНИК И ИНЖЕНЕР ИВАН КУЛИБИН
Иван Петрович Кулибин (1735— 1818) не окончил школы: он обучался грамоте у дьячка.
Овладеть слесарным и токарным мастерством, а затем и искусством изготовлять «хитрые»
часовые механизмы ему помогли книги по физике и технике. В 1764—1767 гг. Кулибин
придумал очень сложное автоматическое устройство — часы в форме яйца. Императрица
Екатерина II, которой он преподнёс своё изобретение в 1769 г., назначила талантливого
самоучку заведующим механической мастерской Петербургской академии наук.
Иван Кулибин создал много оригинальных механизмов и машин. Интересы его были
чрезвычайно широки — от часов до самодвижущихся судов. Мастер сконструировал
карманные часы, которые показывали не только время суток, но и месяц, день, неделю, время
года, фазы Луны, время восхода и захода Солнца. Предложенные изобретателем способы
шлифовки стёкол стали применять при изготовлении микроскопов, телескопов и других
оптических приборов.
В 1776 г. Кулибин построил поразившую современников модель (в масштабе 1:10) деревянного
одноарочного моста через Неву. Специальная комиссия подтвердила правильность расчётов.
Одарённый инженер, Кулибин разработал ещё три проекта металлических мостов, проект
сверлильного станка с приводом от паровой машины.
«Зеркальный фонарь» (прототип прожектора) тоже изобретение Кулибина. Фонарь
использовался для освещения мастерских и в маяках. Мастер создал также повозку-самокатку,
в которой применил маховое колесо, педальный механизм, коробку скоростей, подшипники
качения и тормоз.
С 1782 г. инженер трудился над проектом «водохода» — судна с оригинальным двигателем из
водяных колёс и каната с якорем. Якорь забрасывали вверх по течению, и судно передвигалось
за счёт течения речной воды. В 1791 г. Кулибин разработал конструкцию «механической ноги»
(протеза); позже (после войны 1812 г. ) её применили при изготовлении протезов для раненых
офицеров. А в 1794 г. изобретатель предложил оригинальную систему оптического телеграфа.
В 1801 г. Кулибин переехал на родину, в Нижний Новгород. Здесь он создал ряд новых
механизмов, в том числе станок для расточки цилиндров паровой машины и устройство для
добычи соли.
Иван Петрович Кулибин. Литография.
Чертежи из рукописей И. П Кулибина.
1. Трёхколёсная самокатка. 2. Подъёмные кресла.
В конце жизни выдающийся изобретатель испытывал нужду. А когда Кулибин умер, вдове,
чтобы его похоронить, пришлось продать стенные часы да ещё занять денег.
94
в основном ручного, труда к изготовлению машин машинами. Первое из них, так называемый
механический суппорт, — устройство для очень жёсткого и в то же время подвижного
крепления резца, которым обрабатывают металлические заготовки на станке. Создав суппорт,
Модели совершил переворот в токарном мастерстве. До этого резец, острая кромка которого
снимает слой материала с быстро вращающейся заготовки, токарь держал в руках, опираясь на
специальные подставки, или упоры. При такой технологии добиться высокой точности
обработки просто невозможно. Особенно трудно изготовить детали строго правильной круглой
формы.
Джеймс Уатт долго не мог улучшить свой универсальный паровой двигатель: не было станка,
чтобы с необходимой точностью изготовить главные детали — цилиндр и поршень.
Сохранилось письмо великого изобретателя, в котором он с восторгом сообщал другу:
«Наконец-то удалось подогнать поршень и цилиндр друг к другу так, что в зазор между ними
еле-еле проходит шестипенсовая монета!». Подобная точность в наши дни, когда детали
обрабатываются в заводских цехах с точностью до тысячных долей миллиметра, вызывает
улыбку. Но в те времена она считалась большим достижением. Очень трудно было изготовить
на старых станках болты и гайки к ним. Попробуйте-ка, держа резец в руках, нарезать на
металлическом стержне точную винтовую резьбу!
Генри Модели решил эту проблему. Токарь получил возможность, вращая рукоятки суппорта,
перемещать резец по вертикали и по горизонтали с недостижимой ранее точностью, по мере
надобности подавать его вперёд и отводить назад практически на любое, даже очень маленькое,
расстояние. Впервые в истории обработки материалов механическое устройство заменило руку
человека.
Второе великое изобретение механик сделал, выполняя заказ сэра Сэмюэла Бентама — генерал-
инспектора заводов Британского королевского военно-морского флота.
Это были годы, когда Англия стала «владычицей морей». Парусные военные корабли и
торговые суда под флагом Великобритании появлялись в самых отдалённых уголках морей и
океанов. А на карабельных верфях закладывали всё новые и новые барки и бриги, шхуны и
фрегаты. Но плавающим и вновь строящимся кораблям необходимы мачты, паруса, такелаж.
И блоки для канатов — тысячи, десятки тысяч блоков, без которых нельзя поднимать и
опускать паруса, управлять ими. Нужно было придумать способ, как изготовлять блоки быстро,
выпускать их крупными партиями и высокого качества. То, что сделал Модели, до сих пор
вызывает восхищение.
А сделал он первую в истории станочную линию для производства корабельных блоков. В 1807
г. заработали 43 дерево- и металлообрабатывающих станка, выстроенные в одну
технологическую цепочку. Рабочий на каждом станке выполнял только одну простую
операцию, а значит, не терял времени на переналадку оборудования. Получилась целая система
машин, поочерёдно делавших всё, что нужно, — от распиливания стволов деревьев особо
твёрдых пород, например железного дерева, до обтачивания бронзовых подшипников и
нарезания резьбы на соединительных болтах. Готовьте блоки выходили из цеха потоком,
поэтому новый способ производства большого количества однотипной продукции назвали
поточным.
Сэр Бентам остался доволен: проблема была решена. Но и он не предполагал, что станки
Модели войдут в историю техники как самые первые машины, изготовленные с помощью
других машин, стоявших в мастерской изобретателя. Машины, сделанные машинами!
Система блочных машин Модели пережила своего создателя. Мастер умер в 1831 г., а его
станочная линия работала без переделки до начала XX в. Бесспорно, факт удивительный. Но
важнее то, что именно тогда, в начале XIX в., возникло машиностроение — новая отрасль
промышленности, быстро ставшая главной.
Генри Модели.
*Такелаж (голл. takelage) — совокупность судовых снастей (тросы, цепи и т. д. ) для управления
парусами и для грузоподъёмных работ.
95
ОТ ПАРУСА К ПАРОВОЙ МАШИНЕ
Применение железа для изготовления корпуса судов позволило увеличить длину парусников. К
1850 г. соотношение их длины и ширины достигло 6:1, что существенно повысило скорость
хода. Типичными транспортными судами того времени стали клипера, имевшие три-четыре
мачты. Клипера совершали скоростные двухмесячные рейсы из Европы в Китай и Австралию.
В последней четверти XIX в. на смену клиперам пришли так называемые винджаммеры
(«выжиматели ветра») — стальные парусники грузоподъёмностью 4—5 тыс. тонн с
уменьшенной численностью экипажа. Количество мачт на них достигало 5, а на американских
шхунах — би даже 7.
После создания американским изобретателем Робертом Фултоном первого колёсного парового
судна «Клермонт» (1807 г.) паруса очень скоро вытеснила паровая машина. При всех своих
недостатках пароходы обладали важным достоинством: скорость их движения не зависела от
направления и силы ветра.
Первым пароходом, пересекшим Атлантический океан почти за 18 сут. без использования
парусов, был английский «Сириус» с 98 пассажирами на борту. Произошло это в 1838 г. В 1840
г. английский пароход «Британия» шёл от Лондона до Нью-Йорка 14 сут. 8 ч со средней
скоростью 8,5 узла (около 16 км/ч). В 1952 г. американский лайнер «Юнайтед Стейтс» покрыл
то же расстояние за 82 ч 40 мин, развив скорость свыше 36 узлов (около 67 км/ч).
Медленно, но верно пароходы вытесняли парусники. Если в 1851 г. из 9,7 млн. тонн грузов,
перевезённых торговым флотом, на долю пароходов приходилось лишь 329,5 тыс. тонн (около
3,4 %), то в 1881 г. из 17,9 млн. тонн — уже более 5 млн. тонн (почти 30 %). По объёму
грузоперевозок парусники уступили первенство пароходам в начале 90-х гг. XIX в.
Галион «Арк Ройял». 1587г. Англия.
Флагманское судно британского флота, выступившего против испанской Непобедимой армады.
Водоизмещение — около 880 т; длина — 36,8 м (без бушприта); ширина — 8,75 м; осадка —
4,85 м; вооружение — 30 пушек; экипаж — 190 человек.
Клипер «Катти Сарк». 1869 г. Англия.
Один из самых известных торговых парусников в мире. Сохранился до наших дней как
корабль-музей в Гринвиче (Лондон).
Валовая вместимость — 921 регистровая тонна; длина — 64,8 м (без бушприта); ширина —
10,9 м; осадка — 6,4 м; наибольшая площадь парусов — 3350 м2; скорость — до 17,5 узла
(около 32 км/ч).
Четырёхмачтовый барк «Падуя». 1926 г. Германия.
Последний грузовой парусник и последний винджаммер. После Второй мировой войны
«Падуя» была передана СССР, переименована в «Крузенштерн» и переоборудована в учебное
судно. Парусник-ветеран в 1995—1996 гг. совершил кругосветное плавание, посвящённое 300-
летию Военно-морского флота России. Валовая вместимость — 3064 регистровые тонны; длина
— 95,2 м (без бушприта); ширина — 14,51 м; осадка — 7,26 м; площадь парусов — 3800 м2;
скорость — до 15 узлов (около 28 км/ч).
Пассажирский пароход «Сириус». 1837 г. Англия.
Первый пароход, пересекший Атлантический океан без помощи парусов. Валовая вместимость
— 703 регистровые тонны; длина — 63,5 м; ширина — 14,3 м; осадка — 4,6 м.
Пассажирский пароход «Грейт Истери». 1860 г. Англия.
«Грейт Истерн» был в пять раз больше самого крупного судна своего времени и мог брать на
борт до 4 тыс. пассажиров. Запас угля (15 тыс. тонн) позволял совершать кругосветное
плавание без заходов в порты. Эксплуатация судна на трансатлантической линии оказалась
невыгодной, и «Грейт Истерн» стали использовать в качестве кабелеукладчика. Валовая
вместимость — 18 915 регистровых тонн; длина — 210,4 м; ширина — 25,2 м; осадка — 9,1 м;
скорость — 13 узлов (около 24 км/ч).
ЧТО ТАКОЕ ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ
Промышленный переворот привёл к замене мануфактурного и ремесленного производства
крупной машинной промышленностью. Повсюду создавались огромные заводы и фабрики. От
рудников и каменноугольных шахт к ним проводили железнодорожные линии и шоссейные
дороги. Для перевозки грузов по морям и океанам строились пароходы, порты и гавани. Ручной
труд вытеснялся в самых различных областях техники. В разгар бурного развития машинной
промышленности возникла электротехника: появились электрический мотор и генератор
электричества, электромагнитный телеграф, а затем телефон и радио. С изобретением
двигателей внутреннего сгорания стало возможно создание автомобильного транспорта и
авиации.
Не осталась в стороне и военная техника. В этот период стремительно выросли затраты
государств на вооружение. Появились более совершенные артиллерийские орудия,
автоматическое стрелковое оружие, бронеавтомобили, танки. На море на смену парусным
фрегатам и линкорам пришли гигантские паровые броненосные корабли — броненосцы
(дредноуты) и линкоры. Были созданы вооружённые торпедами миноносцы и подводные
лодки. К началу XX в. военная техника стала важным средством достижения господства одной
страны над другой, а мощные вооружённые силы использовались для устрашения и завоевания
чужих территорий.
Правда, предприятия военной промышленности могут выпускать не только оружие. Например,
знаменитый в своё время советский первый в мире реактивный пассажирский самолёт Ту-104
был создан конструкторским бюро А. Н. Туполева как бомбардировщик, и лишь потом его
переделали в пассажирский лайнер. Первые мощные вычислительные машины тоже сначала
применялись только для решения военных задач. Достижения военной промышленности
сегодня используются и в других мирных областях.
Так или иначе, промышленная революция привела к появлению нового, по сути дела
технического, мира, к массовому производству наукоёмкой техники, разнообразных дешёвых и
высококачественных товаров. Произошедшие перемены в жизни общества принято называть
индустриализацией, а наступившую эпоху — индустриальной.



1.	Машинный зал машиностроительного завода Хартмана и Земнина в Саксонии. Гравюра
из издания 1870 г.
2.	Санитарный поезд императрицы Александры Фёдоровны. Фотография. Начало XX в.
3.	Панорама сталелитейных заводов Круппа. Цветная литография из издания начала XX в.
4.	Американский изобретатель X. Максим с созданным им пулемётом. Фотография. 1883
г.
5.	Наводка артиллерийского орудия. Фотография. 1915 г.
6.	Английский танк (захваченный Красной Армией) на Красной площади в Москве.
Фотография времён Гражданской войны.
7.	Мортира (калибр 30,5 мм). Фотография. 1915 г.
8.	Эскадренный броненосец «Ослябя» (водоизмещение 12 674 т). Открытка. Начало XX в.
9.	Первая российская подводная лодка. Открытка. 1904 г.
10.	Бронепалубный пятитрубный крейсер «Аскольд». Раскрашенная фотография. Начало
XX в.
КТО ИЗОБРЁЛ КОНВЕЙЕР?
Великие изобретения и открытия никогда не принадлежат одному человеку, даже если их автор
хорошо известен. Они всегда — конечный результат усилий многих талантливых людей, и
немало их остаётся безвестными. История же называет автором изобретения того, кому
посчастливилось первым завершить общую работу. Так обстоит дело с механическим
суппортом и организацией станочной линии, идеи которых приходили в голову не одному
Генри Модели. Так получилось и с идеей конвейера, очень важной для истории
индустриализации и современного массового производства техники. Обычно это достижение
технологии и организации труда связывают с именем американского промышленника Генри
Форда (1863— 1947). И вполне заслуженно: Форд первым организовал конвейерное
производство столь сложной машины, как автомобиль. Но историки знают: главный секрет
технологии массового производства — полное сходство
«ТИТАНИК»
В апреле 1912 г. весь мир облетело сообщение о гибели «непотопляемого»
трансатлантического лайнера «Титаник» (построен в 1911 г.). В начале XX в. этим судном
гордились как высшим достижением новой индустриальной эпохи. Самый большой в мире
пассажирский корабль затонул после столкновения с айсбергом примерно в 800 км к юго-
востоку от острова Ньюфаундленд, в северной части Атлантического океана. Погибло около
1500 человек. Только 711 пассажиров и членов экипажа успели разместиться на 18 шлюпках и
были спасены.
«Титаник» вышел из британского порта Саутхемптон 10 апреля и взял курс на Нью-Йорк.
Несмотря на опасность столкновения с плавающими ледяными глыбами, пароход развил
максимальную скорость. Капитан Эдвард Дж. Смит не сомневался, что корпус, где было
установлено 16 водонепроницаемых переборок, клёпанный из листов стали толщиной 25 мм,
выдержит любые повреждения. 14 апреля в 23 часа 40 минут, в ясную, безлунную ночь,
вперёдсмотрящий доложил об айсберге по правому борту. В это время лайнер шёл со
скоростью 21,5 узла (около 40 км/ч). Когда старший офицер Уильям М. Мердок приказал
отвернуть влево и дал машинам «полный назад», было уже поздно. До айсберга оставалось
всего 750 м, инерция же была слишком велика, и «Титаник» прошёл вдоль ледяной горы 90 м.
Листы обшивки не выдержали удара и разошлись — скрепляющие их заклёпки лопнули; за 20
мин судно приняло 7500 т воды в 6 носовых отсеков. Не помогли и переборки — вода
перетекала над ними в другие отсеки. 15 апреля в 2 часа 20 минут огромный корабль затонул.
Судно легло на дно на глубине 4000 м, разломившись на три части. Нос погрузился в ил на 15
м. В 1985—1991 гг. обломки «Титаника» исследовали несколько экспедиций. В одной из них,
на подводном аппарате «Мир», приняли участие российские учёные. С четырёхкилометровой
глубины удалось поднять на поверхность части обшивки, разнообразные предметы — в
частности, посуду и даже драгоценности, которые позже экспонировались на Парижской
выставке.
Трансатлантический лайнер «Титаник».
Водоизмещение — 46 328 т; длина — около 269 м; ширина — 28,2 м; скорость — до 25 узлов
(46,3 км/ч).
*Слово «конвейер» образовано от английского convey — «перевозить».
100
всех однотипных образцов выпускаемой продукции, их взаимозаменяемость. Понял это и
первым применил в массовом производстве американский предприниматель Эли Уитни (1765-
1825).
...В конце XVIII в. армия США готовилась к войне, которая могла вспыхнуть в самое
ближайшее время. Возникла острая нужда в стрелковом оружии. Государственный заказ на
изготовление большой партии мушкетов сулил огромные барыши. Но никто из заводчиков не
брался за его исполнение, потому что днём с огнём нельзя было найти достаточное количество
квалифицированных мастеров. Мушкеты в те годы делались штучно: один мастер выполнял с
начала до конца все операции — сам изготовлял все детали, а затем собирал из них оружие. И
хотя он старался, чтобы ружья получались одинаковыми, они, конечно, оказывались чуть-чуть
разными. Ни спусковой механизм, ни ствол одного мушкета не подходили к другому. Каждая
деталь подгонялась по месту. Казалось, иначе и быть не может.
И всё же нашёлся человек, рискнувший взяться за дело. Он нанял рабочих, умевших выполнять
отдельные простые операции. Например, вытачивать оси для спускового механизма. Или
делать ложе. Или ещё какую-нибудь деталь. Но как собрать ружьё из деталей, вышедших из
рук разных рабочих? Как добиться, чтобы детали перестали быть штучными (пригодными
только для одного ружья) и подходили без подгонки? Эли Уитни — так звали этого человека —
решил задачу. Он изготовил шаблоны — образцы, в точном соответствии с которыми рабочий
делал порученную ему деталь. Теперь все детали одного назначения, изготовленные разными
людьми, стали похожи друг на друга как две капли воды. Теперь за смену выпускали гораздо
больше мушкетов, чем если бы каждый рабочий делал целиком всё ружьё. Последний в
технологической цепочке рабочий-сборщик ставил детали в мушкет — просто брал их из
ящиков.
В 1801 г. Уитни успешно применил новую организацию производства при изготовлении
крупной партии мушкетов. Он не придумал новое ружьё, не сконструировал новое техническое
устройство. Его «секрет» — новый технологический процесс, открывший дорогу массовому
производству сложной техники. Уитни принадлежат и другие изобретения, но именно это
прославило его имя.
Идеей Уитни воспользовался Генри Форд, когда решил поставить на поток производство
дешёвого «народного автомобиля». Кроме того, он соединил рабочие места движущейся лентой
— конвейером. На первых шагах сборочный конвейер нёс на себе только шасси — основу
будущего автомобиля. По мере передвижения шасси «обрастало» всё новыми деталями,
которые устанавливали рабочие: кто — коробку скоростей, кто — двигатель, кто — колёса или
фары. В конце пути на конвейере стоял уже полностью готовый автомобиль. По такому
принципу и сегодня работают конвейеры на всех предприятиях мира.
После появления конвейера стал возможен массовый выпуск самой сложной техники. И все её
экземпляры были идентичны. Затраты труда на производство каждого отдельного экземпляра
снизились. Но в конвейерном производстве есть и свои проблемы. Монотонный ритм,
бесконечное повторение одних и тех же движений выматывают рабочего. Человек начинает
чувствовать себя придатком машины, живым роботом. Чтобы избежать утомительного
однообразия, рабочих время от времени переводят с одной операции на другую. На заводах
создают специальные комнаты психологической разгрузки. Но окончательно проблема не
решена и по сей день.


ЧТО ТАКОЕ СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНИКА
КТО ОТКРЫЛ ДОРОГУ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКЕ
После изобретения универсального парового двигателя и первых механизмов, заменивших руку
человека, развитие техники пошло по пути создания новых, всё более разнообразных и мощных
машин.
Сначала изобретатели обходились без глубоких научных знаний, без экспериментов и сложных
математических расчётов. Им помогали опыт, техническая смекалка и природный ум. Так, Дж.
Уатт сконструировал свою паровую машину уже в 1765 г. Но только в 1824 г. французский
инженер и учёный Сади Карно (1796— 1832) издал знаменитую книгу под названием
«Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Через два
года после трагической гибели Карно его работу заметили французский физик и инженер Бенуа
Клапейрон (1799—1864) и другие учёные в Англии и Германии. Развивая идеи Карно, они
заложили основы новой науки о тепловых процессах — термодинамики.
Чем сложнее становились машины, тем труднее было их совершенствовать. К физике,
теоретической механике, высшей математике и другим фундаментальным наукам приходилось
обращаться во всех областях техники. В результате в XIX в. возникли и развиваются поныне
многочисленные технические науки. В отличие от естественных, изучающих явления природы,
технические науки исследуют процессы, происходящие в машинах и механизмах. Физические,
химические, математические и прочие теоретические знания применяют для решения
технических задач. Например, полученные физиками и химиками данные о строении
кристаллов используются для создания полупроводниковых приборов; на основе физической
теории строения твёрдого вещества разрабатываются методы инженерных расчётов прочности
деталей.
104
К концу XIX в. «здание» классической физики и научные представления о мире считались
практически «достроенными»; оставались, как думали некоторые, лишь отдельные неясности,
так сказать, «строительные недоделки». Многие выдающиеся физики полагали, что науке
известно всё основное, что можно узнать об энергии и строении вещества, о законах движения
твёрдых тел.
Однако уже во второй половине XIX в. учёные стали обнаруживать новые, неизвестные ранее
физические и химические явления, объяснить которые традиционная наука не могла. В 1895 г.
немецкий физик Вильгельм Рентген открыл излучение совершенно нового вида. На основе
своего открытия он разработал техническое устройство — рентгеновскую катодную трубку. В
1896 г. французский учёный Антуан Анри Беккерель (1852— 1908) обнаружил излучение солей
урана и доказал, что оно не рентгеновское. Продолжая исследования Беккереля, французские
физики, супруги Пьер Кюри (1859—1906) и Мария Склодовская-Кюри (1867—1934),
исследовали явление радиоактивности, а в 1898 г. — новые химические элементы: полоний и
радий.
Открытие рентгеновских лучей и радиоактивности привело к изучению строения атома. В 1911
г. английский учёный Эрнест Резерфорд (1871 — 1937) обосновал планетарную модель
строения атома, считавшегося до тех пор сплошным и неделимым. В 1913 г. датский физик
Нильс Бор (1885—1962), исходя из модели Резерфорда, заложил основы квантовой теории
строения атома. Все эти открытия венчала общая теория относительности, разработанная в
1907—1