Владислав Пристинский - 100 знаменитых изобретений
В VI–VII вв. китайским мастерам удалось получить «голубой, как небо после дождя, блестящий, как зеркало, тонкий, как бумага, звонкий, как гонг, гладкий и сияющий, как озеро в солнечный день» фарфор.
Сначала все фарфоровые изделия были чисто белыми. А в XIV веке их начали расписывать синей краской (солями кобальта) и ко второй половине XV века появился многоцветный фарфор.
Фарфор обжигали в специальных огнеупорных коробках в течение трех дней. После охлаждения получали твердые тонкие блестящие изделия. Центром производства фарфора стал город Цзинцжень. Здесь талантливые мастера создавали из фарфора вазы и чашки, фигурки фантастических драконов и невиданных птиц, разнообразных животных и рыб. В городе Нанкине была построена девятиярусная фарфоровая башня высотой в тридцать метров. На углах каждого этажа этой башни висело по восемьдесят колокольчиков, также сделанных из фарфора. При порывах ветра они издавали серебряный звон. В Китае фарфор называли «тсени» – в подражание звуку, издаваемому фарфоровым изделием при постукивании по нему твердым предметом.
Благодаря Марко Поло, привезшему из Китая много фарфоровых изделий, фарфор проник в Европу и стал очень популярным. Здесь он высоко ценился – наравне с золотом. Поскольку фарфоровые изделия поступали в основном из Индии и Персии, то персидское название материала «фегфур» постепенно трансформировалось в слово «фарфор».
Тайна изготовления фарфора была государственной тайной Китая и строго охранялась. За ее разглашение отрубали голову.
Но в конце XVI века француз д’Антрекол сумел все же узнать некоторые секреты производства фарфора. Ему удалось проникнуть в город Цзинцжень, куда иностранцам был запрещен въезд. Там француз увидел, что фарфор получают из белой глины – каолина, в который добавляют порошок циши (фарфорового камня). Он даже смог рассмотреть печи, в которых проводился обжиг фарфоровых изделий. Однако разгадать технологию производства д’Антреколу не удалось. Вернувшись в Европу, он написал книгу обо всем, что узнал и увидел. Но не зная состава каолина и циши, француз не смог полностью постичь тайну производства фарфора: это продолжало оставаться китайским секретом.
Последний шаг к ее разгадке сделал Иоган Бетгер из Тюрингии. Работая при дворе саксонского курфюрста Августа Сильного, он, по совету физика Э. Чирнхауза, занялся изучением состава фарфора. На разгадку тайны ушло шесть лет.
В 1709 г. Бетгер вынул из печи две чашечки, которые были такие же тонкие, прозрачные и звонкие при ударе, как и привезенные из Китая, но красного цвета. В 1710 г. по приказу курфюрста Августа в Мейсене был построен первый в Европе фарфоровый завод. Первые изделия этого завода легко узнать по характерной красной окраске.
Бетгер продолжал работать над тем, как сделать свой фарфор белым. На помощь ему пришел случай. Однажды на его одежду попала пудра с парика. Счищая ее, Бетгер скатал небольшой шарик. Пудра очень напоминала глину. Оказалось, что это каолин. Добавив в него полевой шпат и кварц (именно его называли в Китае фарфоровым камнем), Бетгер получил фарфор, полностью сходный с тем, что привозили из Китая. Стремясь сохранить тайну, Август приказал бросить Бетгера в тюрьму, где тот и умер.
На мейсенском заводе продолжали изготавливать посуду, подсвечники, люстры и тончайшие статуэтки. В 20-е годы XIX века живописная мастерская мейсенского завода, руководимая И. Г. Герольдом, изготовила замечательные краски для росписи по фарфору.
Несмотря на смерть Бетгера, скрыть секрет производства фарфора не удалось. Сначала в Вене, Берлине, а затем во многих других европейских городах открывались фарфоровые заводы, развивалось фарфоровое производство.
В России фарфор стал известен со II-й половины XV века, после путешествия Афанасия Никитина «за три моря». Фарфоровые изделия были предметом роскоши и не выходили за пределы царского дворца.
Петр I положил начало длительным поискам секрета производства фарфора. Делались попытки выведать секрет производства фарфора в Китае и Саксонии. Однако закончились они безуспешно.
Разгадкой тайны производства фарфора занялись купцы Гребенщиковы: Афанасий Кириллович с тремя сыновьями. В 1724 году они открыли первую в России фаянсовую фабрику, работавшую на основе гжельских глин. Создать производство российского фарфора, не уступавшего китайскому и саксонскому, удалось Д. И. Виноградову.
До появления фарфора в Европе большой популярностью пользовались изделия из фаянса – мелкопористой керамики белого цвета, как правило, покрытой глазурью. Свое название она получила от итальянского города Фаэнца. Производить керамическую посуду в Фаэнце начали в 1142 году. Здесь делали кувшины и пиалы, сосуды для хранения вина и оливкового масла. Производство разрасталось, искусство мастеров росло.
XVI век стал «золотым» веком фаянсовой керамики. По примеру Фаэнцы было открыто производство фаянса во Франции и Нидерландах. Но посуда из Фаэнцы была непревзойденной. Тарелки и кувшины, вазы и чашки делались с ажурными краями, придающими изделиям элегантную утонченность.
Со временем фаянсу стало трудно конкурировать с фарфором, изделия из которого все в больших и больших количествах поступали на европейские рынки с Востока. В XVIII веке производство фаянса почти прекратилось.
Но в XIX веке английские керамисты усовершенствовали производство фаянса, и он вновь распространился по всей Европе. Теперь это был английский фаянс. Вслед за Англией фаянс высокого качества стали производить Франция и Германия. И если раньше с целью сбыта фаянсовые изделия обрабатывали под фарфор, то теперь уже фарфоровые изделия стали обрабатывать под фаянс.
С развитием науки и техники применение керамики вышло за сугубо бытовые рамки.
В 1837 году, изучая взаимодействие веществ с электрическим полем, английский физик Фарадей предложил новый термин – «диэлектрик». Под этим словом он подразумевал такие вещества, которые имеют большое электрическое сопротивление (больше чем 1·108 ом на см).
После этого керамика получила широчайшее применение и прочно заняла свое место среди диэлектриков.
Керамика, использующаяся как диэлектрик, получила название «сегнетоэлектрическая керамика», или «сегнетокерамика». Сейчас из нее делают конденсаторы высокой емкости, терморезисторы и термисторы.
Схожей по составу с сегнетокерамикой является пирокерамика. Она используется для производства инфракрасных детекторов и устройств тепловидения.
Изделия из пьезокерамики служат для преобразования механической энергии в электрическую. Это зажигалки для газовых плит, звуковые генераторы, гидролокаторы, ультразвуковые сверла и многое другое.
Сейчас слово «керамика» охватывает широкий спектр материалов, которые изготавливаются не только спеканием, но и горячим прессованием, формованием методом взрыва, литьем в парафиновые формы. Современная керамика – это посуда и произведения искусства, трубы и радиодетали, автомобильные двигатели и детали космических кораблей, краски и многое другое.
Кинематограф
Для того, чтобы получить на экране изображение движущегося предмета, необходимо сфотографировать его последовательные положения, а затем показать эти снимки с помощью проектора. Если показывать эти снимки со скоростью 12–14 кадров в секунду и более, человеческий глаз перестает замечать смену картинок на экране, и движение на экране будет казаться ему непрерывным. Именно эта «инерция» глаза лежит в основе кинематографа, мультипликации и телевидения.
Одним из первых устройств для получения изображений на экране был магический фонарь. В нем изображение, нанесенное на прозрачную пластинку, освещалось источником света и при помощи системы линз проецировалось на белую поверхность (экран).
Впервые передача движения на экран была осуществлена благодаря стробоскопу – прибору, который был изобретен в 1833 г. австрийцем С. Штампфером.
Стробоскоп представлял собой два диска, вращавшихся на одной оси. На одном диске изображались последовательные фазы одного процесса, на другом были радиальные щели, через которые можно было наблюдать рисунки, нанесенные на первый диск. При быстром вращении зритель, смотревший в специальное окошко, за небольшой промежуток времени последовательно видел картинки и воспринимал их как слитное изображение в непрерывном движении.
В 1853 г. австриец Ф. фон Ухатиус создал проекционный стробоскоп, совмещавший в себе магический фонарь и стробоскоп Штампфера. Этот прибор давал до 100 изображений. За секунду менялось 3–4 изображения, каждое из которых имело свой объектив. Источник света был установлен таким образом, что расположенные по краю колеса пластинки с картинками поочередно проходили перед ним. Позже проекционный стробоскоп стал известен под названием «живых картин».
