Дмитрий Калюжный - Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона

И все же исследование истории техники позволяет выстроить некоторую последовательность событий. Ведь каждому понятно, что никакое новшество не может появиться раньше материалов или технологий, на которые оно опирается, или раньше, чем общество приобретет и потребность в нем, и возможность его реализовать. А если оно все же появится, из него получится лишь то, что можно назвать «игрушкой», а не техническим новшеством, так как оно не имеет возможности войти в производственный оборот из-за своей уникальности.

Перейдем же к нашей первичной истории.

Каменные орудия, которые изготовлял древний человек, прошли чрезвычайно длительную эволюцию; эпоха овладения камнем и навыками его примитивной обработки даже носит специальное название – каменный век. Считается, что вслед за ним последовательно шли медный, бронзовый и железный века, но это не совсем верно. Каменные орудия применялись даже в начале железного века, так как были более технологичными, чем аналогичные инструменты из металла; медного же века вообще не было, и об этом подробнее будет сказано ниже. А что касается железного и бронзового веков, то они могли развиваться параллельно на разных территориях, просто победа осталась за железом в силу его большей дешевизны, качества и технологичности.

В каменном веке люди имели в своем распоряжении громадное количество разнообразных орудий труда: топоры, ножи, пилы, струги, скребки из тонких осколков камней, молотки, шила и сверла, иглы из слоновой кости, копья и гарпуны. У них были даже орудия для изготовления орудий. Палка как орудие и рычаг также относится к древнейшим приобретениям.

С древности люди применяли два важных механизма: лук и копьеметатель. Лук – первый созданный человеком механизм, действующий по принципу накопления энергии. Лучник, постепенно натягивая лук, сообщает ему свою энергию, накапливающуюся и сохраняющуюся в луке до тех пор, пока она не будет освобождена в концентрированной форме в момент выстрела. Изготовлялся лук чаще всего из вяза. Стрелы его достигали в длину 1 метра, дальность боя составляла от 80 до 450 метров, а скорострельность у хорошего охотника достигала 20 выстрелов в минуту.

Освоение поддержания и использования огня – первая техническая революция, имевшая огромное значение в будущем; лишь несколько позже произошло изобретение правил его добывания. Со временем огонь стали использовать для освещения жилища: создали светильники, каменные лампы, представлявшие собой плошки с выдолбленным углублением для жира и фитиля.

Для охоты на зверей были изобретены ловушки, иногда уже довольно сложной конструкции, срабатывающие, когда зверь наступает на одно из звеньев.

Из рабочих приспособлений создали разнообразный плотничий инструмент, в том числе тесло, долото и стамеску. В каменном веке был создан и первый механизм плотника – смычковая дрель, в которой сверло приводится в движение опоясывающей его струной, прикрепленной обоими своими концами к некоторому подобию лука, которому придавалось возвратно-поступательное движение. Стало возможным получение цилиндрических отверстий в изделиях, что значительно повысило прочность насадки ударных орудий на деревянные рукоятки.

Пиление появилось и стало применяться тоже в каменном веке, в основном для изготовления украшений из мягких пород камня. Пилили камень так. Сначала твердым материалом – например твердым камнем делалась царапина (борозда). Затем в нее засыпался абразив, наждак (слоистый песчаник, кварцевый песок). Неолитический человек, положив на этот наждак ветку или камень, «пилил» ими материал. С помощью воды смывались каменные опилки и порошок от отработанного наждака.

Этими орудиями были созданы первые транспортные приспособления. На сухопутных дорогах сначала пользовались волокушами, сделанными из свежесодранной шкуры животных или древесной коры, которые крепились к шесту, скользившему при движении задним концом по земле, уменьшая таким образом трение. На следующем этапе появились салазки, сани, лыжи; все это изготовляли из дерева.

Развивались водные средства передвижения. Связки камыша человек использовал для перевозки груза по воде, при этом он сам плыл рядом – одной рукой толкал плот, а другой греб. Большим прогрессом был переход к лодке-однодревке. При ее изготовлении дерево выжигалось с последующей очисткой каменными топорами и теслами. Для отталкивания такой лодки стали употреблять жерди, а для гребли применяли грубые лопатки – зачатки весел.

Долбленые лодки начали использоваться везде, где только был лес. В длину лодки достигали 10 метров, в ширину – 1,5 метра, в глубину – до 60 сантиметров, толщина стенок составляла 4–6 сантиметров. Такие долбленки имели слабо заостренный, немного приподнятый нос, широкую корму и плоское дно; киль у них отсутствовал, сиденья тоже. Плавали, сидя на корточках или стоя, приводя посудину в движение одинарными гребками (первичными веслами) или шестом.

Наиболее эффективным способом рыболовства была ловля рыбы с помощью сети (типа кошелькового невода). Ее плели из ниток, изготовленных из коры волокнистых растений, а сама ловля состояла в том, что рыбак, закрепив один конец невода на берегу и двигаясь на лодке, сбрасывал сеть в воду, стремясь захватить возможно большую акваторию, а затем со вторым концом сети подплывал к берегу и тянул ее с попавшейся рыбой за оба конца.

Так человек освоил плетение, и так появилась элементарная основа будущего текстильного производства.

Возникли первые очаги горных разработок кремня, кремнистого сланца, кварцита, обсидиана, базальта, диорита, абразивного песчаника, строительного камня и т. д., причем добыча обычно начиналась с месторождений сырья, не скрытых в глубинах земли. Постепенно слой породы уходил вглубь, и человек пробивал в толще вертикальные ямы (шахты), которые в отдельных случаях достигали в диаметре 3 метров и глубины 15 метров. Внизу яму расширяли боковыми выемками (штреками) на 1–2,5 метра, чтобы выбрать побольше породы. Таким образом, уже в неолите применялись типичные шахты-колокола, которые выкапывались в Англии для добычи угля почти до начала XIX века.

Так же еще в эпоху каменного века произошло событие, имевшее огромное значение в развитии культуры, – изобретение керамики. Первые гончары изготовляли примитивную глиняную посуду без гончарного круга, способом налепа или спирально-жгутовым. Изобретение обжига посуды стало открытием первого искусственного материала в истории человечества – безводного силиката, в который превращалась глина в результате обжига.

Второй важнейшей для хозяйства революцией после освоения огня стал переход от собирания «дикой» пищи к выращиванию злаков и иных растений, одомашниванию животных. Так получили обильный и надежный источник пищи; начался переход к оседлому образу жизни, и как следствие начался рост народонаселения.

Каменный век закончился у разных племен в разное время, а некоторые из них живут в каменном веке вплоть до настоящего времени. Постепенно люди расселялись и осваивали новые земли. Разные условия труда и жизни определили и различия в орудиях труда: человеку, уходившему на север, надо было уделять больше внимания сооружению жилищ и изготовлению одежды, чем его экваториальному современнику.

Переход к земледелию (и скотоводству) заложил подлинное начало истории человеческого общества.

Земледелие – начало прогресса

Чтобы развивать земледелие, нужны были специальные орудия труда: деревянная мотыга для рыхления почвы, деревянный или костяной серп с кремневой насадкой для жатвы хлебных злаков, цеп для их обмолота, ручной жернов для размола зерна.

Следует иметь в виду, что собирательство и охота, скотоводство и земледелие – это вполне устойчивые и самостоятельные способы производства. Переход из одного состояния в другое требует больших социальных изменений и уж во всяком случае получения знаний и технологий. Так что земледелие как основа жизнеобеспечения не могло бы полностью заменить в этом отношении охоту и сбор пищи, если бы не было целого ряда вспомогательных нововведений. Земельные участки под посевы приходилось расчищать; урожай надо было убирать. Для изготовления деревянной мотыги и серпа потребовались специальные инструменты, и для этого (да и для других целей) люди совершенствовали плотницкие инструменты.

Потребовались склады для хранения зерна и новые способы приготовления пищи. Ведь если пойманную дичь можно насадить на вертел и зажарить просто на костре, то использование в пищу злаков требовало других, более медленных и сложные способов приготовления в особого рода сосудах. Земледельцы (хотя и не самые первые из них) решили эту задачу, применяя глиняную посуду.