Железный век
Считается, что не было никаких крупных изобретений (да и число второстепенных невелико) до наступления века железа, коренным образом изменившего условия жизни. А пока он не наступил во всей красе, в ход шли порой бронзовые лезвия мотыг и лемехов. В варварской Европе было обычным использование бронзы для тяжелых и грубых работ. Рабочие медных рудников в Австрийских Альпах пользовались кувалдами и зубилами с насадками из бронзы.
Но бронза, редкий и дорогой материал, мало расширила власть человека над природой. В больших количествах из нее никогда не делали земледельческих орудий, вследствие чего земледелие оставалось почти на том же уровне, что и до появления бронзы. А значит, условия жизни в целом почти не изменялись, и прибавочный сельскохозяйственный продукт продолжал быть настолько мизерным, что ремеслом могла заняться лишь ничтожная прослойка.
Поэтому из бронзы, помимо оружия, изготовляли еще преимущественно лишь средства труда для немногочисленных ремесленников, с помощью которых они производили предметы роскоши для небольшого класса знати. В целом же производство оставалось на уровне каменного века. Даже крупные ирригационные сооружения в Египте строились в большинстве случаев каменными и деревянными орудиями. Власть государства не могла быть большой, поскольку не было средств, – их не с кого было собирать в больших количествах.
И это – канун железного века!
Легко понять, что если бы в Египте небольшие группы людей не начали в неизвестные времена сажать зерно в землю, а продолжали питаться дикорастущими финиками, то до сих пор по нашей планете бродили бы дикие племена, питаясь "дарами природы". И кстати, для природы такой ход развития событий был бы лучше того, что имеется сейчас.
А с появлением земледелия развитие в одних областях жизни подстегивало прогресс в других, и очередной скачок в технологиях несомненно был связан с использованием железа. Но выплавка железа из руд и производство из него средств труда оказалось весьма сложным делом. Ведь вся история металлургии – это, по сути, история получения все более высокой температуры. Скажем прямо, в первых примитивных печах вообще нельзя было достичь такого нагрева, чтобы расплавить металл.
А когда научились строить подходящие печи, стали получать металл в виде мельчайших затвердевших комочков (крица), затерянных в массе шлака. Эту смесь приходилось повторно нагревать и многократно проковывать, чтобы удалить шлак и получить из разрозненных капелек сплошной кусок железа. И для того времени это была сложная технология. Овладев ею, человек получил большую выгоду. Более высокая прочность железа по сравнению с бронзой, общедоступность железных руд и, наконец, более дешевый процесс производства окончательно вытеснили бронзу. Повсеместная распространенность железа в природе позволила выплавлять и использовать его на месте, без дальних перевозок и торгового обмена.
Дешевое железо в корне изменило образ жизни. Земледелец получил наконец металлические орудия, повысившие производительность труда при обработке земли. С железным топором оказалась возможной расчистка под посевы больших лесных массивов. Ведь чтобы срубить дерево каменным топором, требовался не один день работы, а теперь речь шла о часах, а иногда и о минутах!
Очень быстро появился самый разнообразный железный инвентарь для сельского работника, в том числе лопаты, заступы, вилы, кирки, мотыги, косы и секачи, ножницы для стрижки овец (до этого шерсть просто выщипывали). Ими стали пользоваться также для стрижки волос и разрезания тканей. Значительный рост производительных сил в земледелии приумножил прибавочный продукт, что позволило увеличить прослойку специалистов-ремесленников. Продукция, производимая ремесленником, стала достоянием широких слоев общества, а не только избранной кучки знати. И кстати, начался количественный рост и знати тоже.
Появились машины для производства муки, оливкового масла, вина. До этого вино давили только для домашнего потребления, и сок из винограда выжимали в мешках, скручивавшихся с концов, теперь же изобрели специальные прессы. Первым был так называемый балочный пресс.
А вот более сложный винтовой пресс появился гораздо позже, хотя официальная история и относит его ко второму или первому столетию до нашей эры. Вообще изобретение винта приписывают Архитасу из Таранто (примерно 400 год до н. э.), но проблема в том, что сама винтовая пара – очень сложное устройство. Если ход резьбы у винта не совпадает с ходом резьбы гайки, эта пара не будет работать. А как же в те времена можно было сделать их одинаковыми? Нужен был как минимум токарный станок.
С появлением железа и ремесленник получил более разнообразные орудия труда, и притом орудия лучшего качества. Плотники стали пользоваться лесопильной рамой, лучковой и двуручной пилой. Более того, различных инструментов из железа стало много больше, чем прежде из бронзы и камня. Появились бурав и рубанок. Употреблялись ручные сверла и дрели, которые приводили в движение скрученной тетивой лука. Кузнецы работали с клещами, тисками, зубилом, сверлами и более совершенными кузнечными мехами. Теперь у них имелись специальные молоты нескольких видов, чего не было у их предшественников.
Блок был изобретен, по-видимому, в начальный период железного века. Это очень нужное приспособление, казалось бы, легко могли изобрести много раньше люди, знакомые с колесом. Однако, по имеющимся довольно достоверным данным, известно, что египтяне бронзового века не поднимали паруса с помощью блока и определенно не пользовались им на крупных строительных работах. Первое, как полагают, изображение блока имеется на барельефе в Ассирии, который датируют VIII веком до н. э., но сама хронология Ассирии вызывает много вопросов, так что мы пока не будем спешить с расстановкой дат. Возможно, блок, хоть он и простейший из механизмов, и не мог быть изготовлен рано и достаточно дешевым способом, пока не появилось железо.
Появление блока вызвало коренной переворот в строительстве. Он позволил поднимать и укладывать на место камни гораздо производительнее, чем в бронзовом веке, когда их поднимали по земляной наклонной плоскости с последующим сбрасыванием на нужное место. Блок быстро превратился в элементарный подъемник; так же вошли в обиход двуноги с талями.
Считается, что на Апеннинском полуострове было сделано очень важное открытие – пуццолановый ("путеоланский") раствор, изготовлявшийся из измельченной породы вулканического происхождения. Вскоре на этом растворе стал изготовляться римский бетон. Мелкий каменный щебень, битый кирпич чередовались ровными слоями с цементным раствором, образуя несокрушимую бетонную кладку, не уступавшую по прочности каменным блокам. Здесь нужно отметить, что применение вулканических пород позволило итальянцам обойтись без прокаливания сырья, поскольку в то время не было возможности достигать необходимых температур. Без вулкана никакого цемента они бы не изобрели.
При строительстве пользовались в основном ручными орудиями: коленчатыми и простыми рычагами для установки каменных плит, молотками для забивки скоб, лопатками для нанесения раствора и дощечками с рукояткой для его выравнивания. Проверочный инструмент состоял из циркуля, отвеса, наугольника, рейки и шнура. Был также известен уровень в виде открытого желобка, наполненного доверху водой.
Развитие производства стимулировало торговлю, а эта последняя в свою очередь требовала изменить характер производства. На первых порах товары даже на внешний рынок производила горстка самостоятельных ремесленников. Потом стало ясно, что производство товаров на рынок эффективно при концентрации производительных сил в крупных мастерских, где каждый работник специализируется на одной операции, а все вместе заняты массовым производством товаров. Наконец всем стала понятна полезность механизмов.
Писчие материалы и инструменты для письма
Важнейшим фактором подъема культуры и начала истории – то есть такого прошлого, о котором можно судить на основе документов, – стало появление и развитие письменности. Ее начало тоже в Египте, где появились первые иероглифические (рисунчатые) значки, изображавшие целое слово или фразу.
Первыми средствами для изображения символов были рука, палка и камень. Рукой и палкой можно было рисовать на песке, а камнем – на скале. Затем человек начал использовать смоченные глиняные дощечки, при этом ручкой служила деревянная или бронзовая палочка либо кость.
Несколько слов о писчем материале – папирусе. Его изготовляли из стеблей нильской лилии. Стебли разрезали на узкие полоски, которые складывали рядами в два слоя крест-накрест на плоской каменной плите, затем покрывали куском ткани и выколачивали плоским камнем, без применения клея. Получалась цельная пленка, которую сушили, разглаживали и, наконец, лощили. С помощью такой простой техники изготовляли полосы папируса шириной 30–40 сантиметров и длиной иногда до 40 метров. На папирусе писали тушью с помощью заостренной палочки.
Появление папируса было очень важным событием, так как был получен вполне доступный материал для письма.
Появление скорописи способствовало изобретению предшественника современной авторучки. Среди сокровищ гробницы Тутанхамона была обнаружена медная ручка со вставленной в нее свинцовой трубочкой. Внутри трубочки помещалась тростинка, ее заполняли чернилами, которые передвигались по волокнам стебля к заостренному концу. Так же для письма на папирусе использовали тонкие кисти из тростника. Росписи на гробницах донесли до нас изображения этих инструментов. Позже стали использовать письмо по воску, который заливался в деревянные таблетты, причем появилось и название пишущего инструмента – стилус (stylus), который делали из металла. Когда запись становилась не нужна, ее стирали с помощью плоского обратного конца стилуса.
Письмо по воску практически без изменений просуществовало до тех пор, пока не был изобретен пергамент. С появлением пергамента, используемого для изготовления рукописных книг, люди продолжали употреблять восковые дощечки для каждодневных записей и макетирования книг. Для этих целей использовался все тот же металлический или костяной стилус с расплющенным концом.
Если папирус впервые появился безусловно в Египте, то с изобретением пергамента определиться достаточно сложно. Где и когда он появился впервые? Энциклопедический словарь 1989 года сообщает о нем: "от названия г. Пергам, где во 2 в. до н. э. начали изготовлять пергамент, служивший материалом для письма". Открываем БСЭ 1975 года: "…Пергам, город в М. Азии, где во 2 в. до н. э. широко применялся" пергамент. Смотрим главу о палеографии в книге "Ключи к тайнам Клио" группы авторов, выпущенную в 1994 году: "Основным материалом для письма в XIV в. был пергамен. Пергамен получил свое название от города Пергама (ныне Бергама), расположенного в Малой Азии, где во II в. до н. э. была усовершенствована технология его изготовления".
Историки повторяют друг за другом как попугаи чье-то мнение, которое неизвестно на чем основано. Почему именно II век? Из каких соображений пергамент "привязали" к этому веку? И что тогда было: изобрели его или "усовершенствовали"? Или, быть может, "широко использовали", а изобрели раньше?
Наконец, где это было? Ведь ученые вряд ли держали в руках отчет о пуске пергаментной фабрики в малоазийском городе Пергаме (который вдруг оказывается Бергамолл). В таком случае, почему же они уверяют, что выделывать шкуры животных для нужд письменности впервые начали в Малой Азии, а, например, не в городе Бергамо, провинциальном центре Северной Италии?
Затем историки сообщают, что в VII–IX веках н. э. пергамента катастрофически не хватало. Тогда появились "палимпсесты" – пергаменты, с которых первоначальный текст стирался и заменялся новым. Возможно, в это время он и был изобретен.
В течение 600-1800 годов нашей эры происходило постепенное удешевление пергамента и его распространение, и потребовался новый общедоступный пишущий инструмент. Европейцы (впервые в Испании, то есть это могли быть и арабы) обнаружили, что при использовании определенным образом заточенного гусиного пера для письма по пергаменту можно изменить и вид письма – сделать его прописным и наклонным.
Гусиные перья просуществовали рекордно длительное время, до конца XVIII века. Они же дали название складному ножу, которым поправляли перья; на Руси его назвали перочинным.
Примерно в 1790 году независимо друг от друга австралийцы и французы изобрели грифель для карандаша и возникла индустрия пишущих инструментов; в это время уже вовсю применяли бумагу.
История с бумагой тоже не очень ясная. Есть мнение, что бумага появилась в Китае около 100 года н. э. Но мы не будем этого рассматривать, а начнем с более достоверной истории.
В арабских владениях производство бумаги из тряпья началось в VIII веке. В Самарканде бумажная мастерская действовала с 751 года, в Багдаде – с 794-го. Документы, написанные в VIII веке на бумаге, найдены в Таджикистане. В Х веке бумага достигла Египта и Северной Африки, после чего в Каире бумажные мастера населяли целые кварталы. Наряду с оберточной и плотной писчей бумагой они вырабатывали тончайшие листы для голубиной почты.
Из Северной Африки бумага в 1150 году попала в Испанию. Здесь заработали первые в Европе бумажные мельницы. Высоким качеством бумаги славились Касатива (Шатива), Валенсия и Толедо. Сначала бумагу вырабатывали из хлопка, потом ее стали делать из очесов, ветхого белья, старых канатов и парусов.
Основными операциями в бумажном производстве были: очистка и промывка тряпья, толчение его в деревянных корытах пестами, разрыхление массы в чанах с водой и ее разливка на тонкие проволочные сетки. В целом технология изготовления бумаги насчитывала не менее 30 операций.
В Италии бумагу научились делать в 1154 году; центром производства стал итальянский город Фабриано, где насчитывалось до 40 бумажных мельниц. Бумажное производство развивала и Венеция. Итальянские бумажники значительно облегчили способы изготовления бумаги, применив для превращения волокнистого сырья в кашицеобразную массу так называемые толчеи. Толчея представляла собой толстое бревно с выдолбленными в нем углублениями или каменное корыто. Их заполняли измельченным тряпьем, добавляли воду и толкли деревянными, окованными железом пестами. Песты приводились в движение деревянным валом с кулачками от колеса водяной мельницы, и такие устройства применялись до конца XVIII века. Итальянцы ввели в практику проклейку бумаги животным клеем, чем повысили ее прочность и снизили капиллярность.
На первых порах бумага была рыхлой, не очень прочной, сероватого или желтоватого цвета. Она была настолько грубой и недоброкачественной, что в 1221 году германский император Фридрих II издал приказ уничтожить все акты на бумаге и переписать их на пергамент. Но со временем качество росло; с конца XIII века на бумаге европейского производства начинают появляться так называемые водяные знаки.
На Русь бумага первоначально ввозилась преимущественно из Италии и Византии.
Появившийся в XV веке печатный станок предъявил к бумаге новые требования. Она должна была стать более гладкой, ровной, прочной, упругой и эластичной, хорошо впитывать краску. И именно это стимулировало дальнейший прогресс в ее производстве. Так обычно и бывает: производство ставит задачу, и из предлагаемых решений выбирается нужное. А иначе, если оно и появится, то не получит развития, так как неясно, ради чего надо нести затраты.
В процессе изобретения книгопечатания можно наметить три главных этапа. Сначала печатали с деревянных форм, вырезавшихся из дерева по одной для каждой страницы. На следующем этапе печатали подвижными литерами, изготовляемыми из дерева или какого-либо иного материала. Имея несколько сот штук каждой литеры, печатник мог набирать из них целую страницу текста в рамку, затем перейти к набору следующей страницы и т. д. Но при таком способе печати каждую литеру приходилось вырезать в количестве нескольких сотен штук. И наконец текст начали набирать методом массового производства, отливая из металла все литеры в одной форме.
Как всегда, Китай впереди всех. Считается, что книгопечатание с деревянных форм появилось там в VI веке, затем примерно в 1045 году начали применять глиняные формы, а около 1314 года распространились деревянные литеры. Наконец в Корее с 1392 года литеры стали отливать из металла, а в 1409 году этим способом была напечатана первая книга. Но огромное количество экземпляров каждой литеры, необходимое для китайской грамоты, задерживало здесь развитие печатания металлическими литерами. Вот европейцы их и опередили в производстве книг.
Однако европейские методы печатания были совершенно иными, чем у китайцев. Поэтому нет никакой необходимости выводить ее из Китая, тем более что наборные доски и книгопечатание в Китае появилось лет на триста позже, чем в Европе.
Ведь книгопечатание отличается от просто печати наличием касс с одинаковыми знаками. Вообще же ксилография для печатания бумажных денег, игральных карт и картинок религиозного толка появилась в Европе к концу XIV века и довольно широко распространилась в начале XV. Напечатанные ксилографическим способом книги появились примерно в 1450 году. Переход к металлическим литерам произошел, по-видимому, быстро (промежуточного этапа в Европе не было). Уцелевшие в Авиньоне следы подобных попыток относились к 1444 году, а в Гарлеме они проводились, вероятно, даже несколько раньше.
Но заслугу разрешения многих технических проблем процесса печатания историки отдают, хотя и не единодушно, жителю немецкого города Майнца Иоганну Гутенбергу. Он начал работу в этом направлении с 1436 года и стал печатать свои книги приблизительно с 1450 года (с точностью до двух лет в ту или другую сторону от этой даты). В 1500 году книгопечатание проникло уже в двенадцать европейских стран; к этому времени было издано около 40 000 экземпляров книг.
Это была такая же революция, как и открытие железа. Оно стало в последующие столетия важным моментом в убыстрении темпов технического прогресса.