Виргинский В.С. Очерки истории науки и техники с древнейших времён до середины XV века
Подождите немного. Документ загружается.
европейского производства начинают появляться так называемые водяные знаки. Бумага
изготовлялась ручным способом из тряпья.
В отличие от большинства западноевропейских языков, где новому писчему материалу
присвоили древнее имя папируса, лишь несколько изменив его, на Руси его стали
называть бумагой Слово это пришло, по-видимому, из Италии, где оно означало хлопок
(от лат. bombacium — хлопок) Таким образом, слово «бумага» исходно означало
материал, выделанный из волокон
==244
Печатный станок XVI в Иоганн Гутенберг
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.
На первых порах бумага была рыхлой, не очень прочной, сероватого или желтоватого
цвета. Размеры листов были небольшими. Первая бумага была настолько грубой и
недоброкачественной, что в 1221 г. германский император Фридрих II издал приказ
уничтожить все акты на бумаге и переписать их на пергамент.
Появившийся печатный станок предъявил к бумаге новые требования. Она должна была
стать более гладкой, ровной, прочной, упругой и эластичной, хорошо впитывать краску.
Механические часы. В древности применялись как солнечные, так и водяные часы. В
период раннего средневековья водяные часы продолжают совершенствоваться.
Появляются, например, водяные часы с движущимися фигурами, боем и даже будильным
приспособлением. Такие часы — настоящее произведение искусства — были подарены
папой Павлом I королю Пипину Короткому в VIII в., а халифом Харуном ар Рашидом —
Карлу Великому в IX в. Некоторые историки приписывают изобретение первых
механических часов IX в. дьякону Пацифициусу из Вероны. В Х в. ученый монах Герберт,
==245
тогда архиепископ Реймсский (впоследствии папа Сильвестр II), изобрел часы с гирями.
В XIII — XIV вв. такие часы распространяются во многих городах Европы. Это были в
основном башенные часы. В Англии часы на башне Вестминстерхолла появились в 1288
г., на церкви в Кентербери — в 1292 г., в Италии (в Милане) — в 1306 г., несколько позже
— во Франции и в германских государствах.
Механические часы использовались прежде всего церковью для уточнения и унификации
времени богослужения. Со временем башенные часы с боем воздвигаются не только на
церковных, но и на светских городских зданиях. Показательно в этом смысле разрешение,
которое в 1355 г. королевский наместник в Артуа (Франция) дал жителям городка Эр-сюр-
ля-Лис. Он разрешил воздвигнуть городскую колокольню, чтобы ее колокола отбивали не
церковные часы, а время коммерческих сделок и работы суконщиков, Данте в начале XIV
в. сравнивает хоровод блаженных душ в раю с ходом механических часов: ...Зубчик гонит
зубчик и ведет, И нежный звон «тинь-тинь» — такой блаженный.
На Руси механические часы появились, по-видимому, в начале XV в. По свидетельству
летописей, первые часы в Московском Кремле были установлены Лазарем Сербиным в
1404 г. Летописец так сообщает об этом событии: «Князь великий замысли часник и
поставил (его) на своем дворе за церковью, за св. Благовещением. Сии же часник
наречится часомерье; на всякий же час ударяет молотком в колокол, размеряя часы
нощные и дневные', не бо человек ударяше, но человековидно, самозвонно и самодвижно,
страннолепно некако; сотворено есть человеческой хитростию, произмечтано и
преухищрено».
В Новгороде башенные часы появились в 1436 г.
Механические башенные часы состояли из заводного барабана, на который наматывались
канат или цепь с подвешенным к ним грузом. Под действием веса груза барабан вращался
и приводил в движение сложную многоступенчатую систему зубчатых колес, муфт и т. д.
Главное место в часах- занимал регулятор скорости. Для создания часов требовалась
высокая точность изготовления большого количества сложных деталей и подгонки их
друг к другу. Все детали часового механизма изготовлялись из металла, а не из дерева, как
в других механизмах того времени.
Часовое дело отличалось от других ремесел средневековья. Особенность состояла в его
изначальной связи с теорией." Уже на самых ранних стадиях техника часового дела
потребовала теоретических знаний, прежде всего математики и астрономии, без которых
нельзя было ни строить часы, ни регулировать их ход. Часовая техника явилась первым
мостиком, соединившим «высокую» науку и практику.
Для обеспечения точности астрономических и других научных
==246
наблюдений около 1300 г. в Европе были изобретены механические часы с веретенным
механизмом. В 1344—1351 гг. Джакопо Донди сконструировал для Палаццо-дель-
Капитано в Падуе астрономические башенные часы со сложным механизмом. Создание
таких часов было бы невозможно без глубоких астрономических знаний.
Наряду с башенными и астрономическими в XV в. появляются и настольные часы.
Изобретение карманных часов относится к более позднему времени.
Использование механических часов приобрело важное значение в связи с
распространением мануфактурного производства, где измерение продолжительности
отдельных технологических процессов в условиях разделения труда стало играть
значительно большую роль, чем в период господства ремесла. Вместе с тем возможность
точного измерения времени оказала большое влияние на развитие подлинно научных
исследований, основанных на опытах.
Ветряные и водяные двигатели. Мельницы. В период развитого феодализма получили все
более широкое применение мускульные приводы — ручные и ножные, а также
приспособления, использовавшие силу животных, воды, ветра. Водяное (гидравлическое)
колесо стало использоваться еще в эпоху античности. Применение этого двигателя
упоминается во многих западноевропейских источниках на протяжении всего периода
раннего феодализма. Обычно мощность водяного колеса не превышала нескольких
десятков киловатт, число оборотов такого двигателя было также незначительно, примерно
от 1 до 10 в минуту. В зависимости от конструкции водяного колеса коэффициент
полезного действия его колебался от 0,3 до 0,75.
Постепенно для изготовления валов стал применяться металл. Из металла начали делать и
некоторые другие детали колес. Увеличился их диаметр. Раньше всего водяные колеса
(подливные, или нижнебойные, позднее среднебойные и верхнебойные, или наливные)
получают распространение в мукомольном производстве". Так, например, в Тулузе
(Южная Франция), где мукомольное дело развивалось с конца XI в., мельницы были
преимущественно плавучими. Жернова или иное оборудование ставилось на баржи или
плоты, закрепленные в русле реки, причем двигателями служили подливные колеса,
приводимые в движение течением воды.
С XII в. водяные двигатели стали применять в сукновальном производстве. Для передачи
вращательного движения от горизонтального вала гидравлического колеса к вертикальной
оси, на которой укреплялись жернова, было изобретено зубчатое зацепление
'Установки с водяным двигателем, каково бы ни было их назначение, обычно сохраняли в
западноевропейских языках название мельницы (Miihie — в немецком языке, molino — в
итальянском, moulin — во французском, mill — в английском). Мы уже видели выше, что
в русском языке слово «мельница» также получило расширенное значение: зеленные
мельницы, бумажные мельницы и т. д.
==247
цевочного (пальцевого) типа Цепочные колеса долгое время были универсальными и
устанавливались даже в часовых механизмах Цевочные колеса с зубцами на ободе
применялись для передач вращательного движения между параллельными осями
Зубчатые колеса на торцевых поверхностях использовались при передаче вращательного
движения между перпендикулярными осями
Систематическое применение в различных отраслях производства водяной двигатель
получает l XIII — XIV вв К этому времени относится устройство лесопилок с водяным
приводом во Франции и некоторых других странах Западной Европы В I половине XIV в
появляются вододействующие устройства для вытягивания проволоки, несколько позже
— вододействующие молоты для выделки жести и толчения руды Вододействующие
молоты в больших железоделательных мастерских появляются с XIV — XV вв
Для выполнения всех этих видов работ использовалось устройство для преобразования
непрерывного вращательного движения в колебательное движение пилы, молота,
воздуходувных мехов и т д Такое преобразование движения достигалось с помощью
простых кулачков, закреплявшихся на валах
Что касается ветряного двигателя, то, по-видимому, он получил применение раньше всего
в арабских владениях (в IX — Х вв ) и приобрел известность в Западной Европе после
крестовых походов с XV в
Начало чугунолитейного производства. В XIII — XV вв в Запад ной Европе начинается
развитие чугунолитейного производства' В западноевропейской металлургии, где
применялись штукофены (домницы), этот металл долго считался нежелательным,
случайным продуктом процесса выделки железа2
К самому концу рассматриваемого периода относится появление первых доменных печей
(раньше всего в Вестфалии — в середине XIV в ) Как показывают их немецкое (Hochoten)
и французское (haut bourneau) названия, это были «высокие» печи Как свидетельствует
русское название домны (от «дму»—дую), они нуждались в сильном дутье ввиду
значительной высоты их рабочего пространства
Этим требованиям удовлетворяли получившие к тому времени распространение
вододействующие воздуходувные мехи Увеличение высоты печи и применение
воздуходувных мехов привело к тому, что температура в верхней части горна понизилась
до 750° — 900°С, в результате железная руда восстанавливалась раньше, чем
образовывался шлак Благодаря этому уменьшились потери железа
'В Китае оно появилось еще в предыдущую эпоху
^'He исключено, что в одном из английских названий чугуна pig iron (т е свиное железо)
звучит это пренебрежительное отношение к чугуну Впрочем, другие исследователи
связывают это английское название (как и ходовое у русских литейщиков выражение
«чушка чугуна») с формой чугунных отливок напоминающих свиную тушу Малоценность
чугуна нашла отражение и в немецком названии этого металла graglach — поганый камень
==248
в шлаке, а само железо сильнее
науглероживалось Под влиянием
дутья юмпература в нижней части
печи могла быть доведена до
1350°
В печах этого типа в зависимо
сти от их входа и напора дутья
получали или тестообразную же
лезную крицу, или жидкий чугун, а часто и то и другое вместе Для
извлечения выплавленного металла больше не нужно было взламывать печи Достаточно
было ино
гда пробивать в стенке печи
отверстие и выпускать жидкий
чугун, который либо загружали
в кричный горн для получения из
него стали, либо разливали по
формам, используя затем в каче
стве литейного материала
Для передела, чугуна в железо
сооружали кричный горн, в кото
рый загружали 150—200 кг чугу
на, располагая его на слое горяще
го древесного угля Плавясь, чугун
стекал вниз, проходил через окис лительную область против фурм, через которые
подавался воздух, теряя часть углерода При повторном расплавлении в кричном горне
этот очень твердый, но хрупкий
материал превращался в мягкое, хорошо поддающееся ковке железо Процесс назвали
фришеванием, что в данном случае означало «оздоровление» металла
Схема доменной печи XV в
Кричный передел протекал 1—2 часа За сутки можно было получить до 1 т металла,
причем выход годного кричного железа составлял до 90—92% веса чугуна
Овладение новым способом получения железа происходило постепенно и одновременно в
различных странах Переход от одноступенчатого, сыродутного способа получения железа
к двухсту пенчатому — доменному и кричному позволил значительно поднять
производительность металлургического процесса и обеспечить все возрастающий спрос
на металл
Технические опыты, мечты и предвидения периода средних веков, С XIII в в Западной
Европе возрастает интерес к прикладной механике Это было связано с развнчисм
ремесленного производства и с растущим применением механизмов с ветряными и
водяными Двигателями и иных сложных устройств
==249
Немецкому теологу, схоласту, алхимику и изобретателю графу Альберту фон Больштедту
(он же Альберт Великий, ок. 1193, или 1206, или 1207— 1280 гг.) приписывали создание
человекоподобных автоматов. Предание гласит, будто ученик Альберта, впоследствии
знаменитый богослов Фома Аквинский принял один такой автомат за живую женщину.
Альберт и некоторые другие изобретатели устраивали «пустеры» — раздувальные
автоматы, действовавшие под давлением пара: полые внутри медные фигуры в виде
человека или человеческой головы, наполняемой водой, помещались на огонь. Когда вода
закипала, изо рта автомата вырывалась струя пара и воды Подобные приборы, так же как
некоторые период, имели либо развлека-
Роджер Бэкон
изобретения Герона в античный тельно-декоративное, либо магическое назначение.
Значительно больший интерес представляют технические проекты и чертежи
пикардийского инженера Вильяра де Гоннекура (или де Синекура), составленные около
1235 г. Вильяр первым из европейцев выдвинул проект вечного двигателя (perpetuum
mobile) — неосуществимую идею, которая на протяжении пяти столетий была «мечтой-
тираном» (выражение И. И. Кулибина) многих изобретателей. Характерно, что Вильяр
всегда стремился найти практическое приложение своим идеям. Так, он считал
возможным устроить самодействующую лесопилку с водяным двигателем, мощные
приспособления для поднятия тяжестей, различные автоматы и т. д.
Весьма интересны проекты его соотечественника, упоминавшегося выше Пьера де
Мерикура (Петра Перегрина). Во второй части своего исследования о магните (1269 г.) он
предложил использовать силы магнетизма для создания вечного двигателя.
Наряду с этими мечтами об использовании еще не изученных сил природы в том же XIII
в. появляются труды, в которых с поразительной точностью предсказываются пути
грядущего развития техники. Это в первую очередь относится к творениям английского
мыслителя и разностороннего ученого Роджера Бэкона (1214—1294 гг.). Формально
принадлежа к ордена францисканцев, Бэкон поплатился за свое вольнодумство, проведя
значительную часть жизни в тюрьме.
Р. Бэкон выдвинул ряд гениальных догадок. Он предсказывал,
К оглавлению
==250
например, что отнюдь не силой колдовства, а единственно лишь силой человеческого
разума («искусства») будут созданы самоходные суда, которые без весел помчатся по
морям с большой скоростью. Будут сделаны и самодвижущиеся повозки, которые смогут
без тягловых животных двигаться с «неописуемой силой». Будут устроены летательные
аппараты с машущими крыльями, которыми станет управлять сидящий внутри человек,
«вращая какое-то приспособление». Наука даст возможность создавать аппараты,
могущие развивать огромные скорости и требующие не более одного человека для
управления. Бэкон подчеркивал, что «может быть также создан аппарат, способный
передвигаться в воздухе, с человеком, находящимся внутри него». И далее он добавляет,
что «летательные аппараты, которые были у древних, изготовляют и в наше время».
«Также могут быть сделаны устройства, малые по размерам, чтобы подымать и опускать
грузы почти безгранично большого веса»,—писал Бэкон. Он предсказал возможность
создания парохода, подводной лодки, телескопа, микроскопа и телефона.
Разумеется, Бэкон не мог указать конкретных путей к решению этих технических задач,
но он определил главное направление будущей экспериментальной науки —
математическое. «Мы познаем мир — доказывал он,— при помощи соответствующих
инструментов, таблиц и правил... Все совершенствуется посредством внутренних сил,
изображаемых линиями, углами и фигурами».
==251
00.htm - glava18
Глава 13. НАУКА
Письменность. В Китае продолжало применяться иероглифическое письмо. Книга Сюй
Шэна «Объяснение знаков и анализ их производных» (I в. н. э.) делила китайские знаки на
6 категорий, причем эта классификация удержалась в основном до нашего времени
(изображения предметов, символические рисунки, фонетические дополнения и т. д.).
Разумеется, для отвлеченных понятий употреблялись сложные сочетания -знаков.
Например, для изображения слова «фэн» (т. е. пожалование ленным владением)
употребляли три знака: земли, растения и сына. Сочетание этих трех знаков приобрело
смысл: сыну (или подчиненному, вассалу) дарован участок плодородной (или доходной)
земли.
При династии Хань во II — III вв. китайские ученые попытались систематизировать
наличную тогда массу письменных знаков. Однако количество их продолжало расти по
мере развития феодального общества. Это делало грамотность недоступной для широких
кругов населения. С VI — VIII вв. китайское письмо получило распространение в Корее, а
также и в Японии.
Японская слоговая система — кана включает 46 основных знаков. Корейское письмо —
хукмйн дёным содержало около 40 звуковых знаков.
==252
В Индии от алфавита брахми (в основном слогового) через некоторые переходные формы
к IV в. произошло письмо гупта'. В начале VIII в. на основе этого последнего
сформировалось письмо нагари (т.е. «городское»)2, а в XIII в. из него возникло деванагари
(буквально «божественное городское»). Именно этот алфавит часто называли в Европе
индийским или санскритским. Алфавит деванагари включает 50 знаков, по преимуществу
слоговых, а также знаки для обозначения гласных, дифтонгов и вспомогательные знаки.
Лигатура^ знаков деванагари покрывается сверху одной общей горизонтальной чертой,
что является графической особенностью письма деванагари .
К средним векам относится и возникновение арабского буквенно-звукового письма.
«Предком» его (через посредство арамейского и набатейского письма) был финикийский
алфавит. Древнейшие разновидности собственно арабского письма отмечены в VI в. В
начале VII в. появились две графические разновидности арабского письма: крупное,
угловатое и широкое, с раздельным написанием букв — куфическое и более курсивное —
нёсхи. Окончательное арабское письмо сложилось в VIII в. в связи с образованием
Арабского халифата и развитием культуры народов, вошедших в его состав. На базе
куфического письма в Х в. в Африке и Испании был создан почерк магрит, а на базе несхи
— почерки талик, сусли (X — XII вв.), насталик (ок. XV в.) и др.
Арабский алфавит состоит из 29 букв — согласных и полугласных. В зависимости от
положения в слове (начальное, конечное и т. д.) одна и та же буква может писаться по-
разному. Для обозначения гласных сверху и снизу букв ставятся особые значки.
Своеобразием графики арабского письма является его орнаментальность. Арабское
письмо сделалось единственным видом письма на всей огромной
территории халифата.
В Западной Европе господствовала латинская письменность, а в Византии — греческая.
Последняя в начале IX в. претерпела значительные изменения. Вместо унциала —
древнего книжного письма, отличавшегося крупным, раздельным написанием букв,
появился минускул — новое книжное письмо, как правило, более мелкое, связное и более
экономичное. Одним из факторов, повлиявших на появление минускула, явилось
завоевание Египта арабами, 'Вопрос о возникновении алфавита брахми остается спорным
Наиболее убедительной является гипотеза о происхождении брахми из финикийской
азбуки 'Из нагари последовательно возникли почти все виды письма, употребляемые до
сих пор в Северной Индии
'Лигатура — изображение одним письменным знаком двух или более букв ''В настоящее
время деванагари используется для передачи наиболее распространенных современных
языков Индии — хинди, наратхи, непали и др Деванагари является официальным
государственным письмом Индийской Республики
°У германских письмен сохранялась руническая письменность (от герм runa — тайна), у
ирландцев — огамическая письменность (от ирл Ogm — имя мифического изобретателя
письма)
==253
в результате чего в Византию перестал поступать древний писчий материал папирус.
На основе греческой пиьсменности возникли и старинные славянские алфавиты'.
Предполагают, что к VII в., в период зарождения у восточных славян феодальных
отношений, наши предки употребляли уже какие-то письменные знаки (черты и резы) для
счета, обозначения права собственности, магических ритуалов и языческих молений.
Развитие внешнеторговых и иных связей славянских племен с другими народами привело
к тому, что в VII —
VIII вв. восточные славяне нередко использовали для записей своей речи, торговых
расчетов и т. д. греческие буквы, часть из которых имели также и цифровое значение.
Западные и южные славяне применяли в письме как греческие, так и латинские буквы.
Временем возникновения славянского алфавита считается
IX в. Славянская письменность имела две разновидности, почти совпадавшие по составу,
звуковому значению и названиям букв, но различные по форме букв,— глаголицу и
кириллицу. Глаголица (40 букв) просуществовала недолго и применялась главным
образом у юго-западных славян. Кириллица, основной славянский алфавит, который лег в
основу современного русского языка, многих языков народов нашей страны и некоторых
зарубежных народов, появилась, как считается, в 863 г. Создателем ее был выдающийся
ученый, просветитель и общественный деятель Константин (Кирилл) Философ2 из
Солуни3 (827—859 гг.). Константину было 24 года, когда византийское правительство
направило его в земли Арабского халифата. По-видимому, там он продолжал изучать
восточные языки. Вскоре после того Константин вместе с братом Мефодием был послан в
Хазарию. По дороге братья заехали на южный берег Крыма, принадлежавший тогда
Византии, в город Херсонес. С этим городом, именуемым на Руси Корсунью, у древних
русов были постоянные связи4.
В 862 и 863 гг. в Константинополь прибыло посольство от моравского князя Ростислава.
Территория раннефеодального Великоморавского княжества служила в то время ареной
ожесточенной
Ряд моментов в истории их создания до сих пор является предметом научных споров.
Философом Константин был прозван за свою разностороннюю ученость. Он в
совершенстве владел не только всем кругом тогдашних византийских
богословскофилософских наук, но также греческим, славянским, латинским, сирийским,
древнееврейским языками. Имя Кирилл он принял после пострижения в монахи.
Некоторые исследователи придерживаются мнения, что Константин создал не кириллицу,
а глаголицу, кириллица же была разработана его учениками на основе сближения
глаголицы с византийским уставным письмом.
^Солунью древние славяне именовали Фессалоники — важный византийский центр
ремесла и торговли. Предполагают, что Константин и Мефодий, выходцы из знатного
семейства, были по происхождению македонскими славянами.
''По некоторым сведениям, Константин изучал в Херсоне какие-то «руськие письмена».
Данное известие лишний раз подтверждает наличие на Руси письменных записей до
начала деятельности солунских просветителей.
==254
политической и соответственно идеологической борьбы между папским Римом и его
немецкими католическими союзниками, с одной стороны, и православной Византией—с
другой'. В IX в. папский престол еще лавировал: открыто не порывая с восточными
патриархами, он всюду старался вытеснить ненавистных конкурентов.
У православных миссионеров было одно важное преимущество. Они разрешили вводить
христианское богослужение на языке местных жителей. Католическая церковь требовала,
чтобы богослужение велось только по-латински. Правящие круги Великоморавского
княжества хотели получить в. свое распоряжение богослужебную и религиозно-
полемическую литературу, написанную на славянском языке славянским же письмом. Для
этого византийские власти и направили к князю Ростиславу Константина с братом. По-
видимому, еще до отъезда в Моравию Константин разработал новую славянскую азбуку,
создание которой обессмертило его имя.
Великий лингвист средневековья необычайно точно изучил фонетический состав
славянских языков. Кириллица имела в своем составе все буквы, необходимые для
передачи звуков славянских языков того времени. Например, Кирилл ввел букву «I.» (ять)
наряду с «е» и «к» (йе), что вполне обоснованно—первая буква передавала своеобразный
звук (йа), отличный от двух других.
Он ввел четыре «нюса», что было вызвано наличием в то время носовых звуков в
славянских языках.
Из 43 букв первоначальной кириллицы 24 («а», «в», «г», «д», и др.) были заимствованы из
греческого, так называемого уставного византийского письма, наиболее простого и
четкого по начертанию. Остальные были придуманы Константином заново, с учетом не
только греческих, но и восточных алфавитов (еврейско-самаритянского, коптского), а
также, возможно, тех «руських письмен», с которыми он познакомился в Херсоне. Так,
придуманы самим Константином были буквы «б», «ъ», «ь», «ю» и др., заимствованы из
восточных языков «ж», «ц», «ш» и др.
Интересны названия славянских букв. Большинство их имеет определенный смысл,
обычно отвлеченный. Сочетание этих слов составляет в ряде мест определенные фразы.
Так, названия трех первых букв («а», «б», «в») составляют фразу: «Аз буки2 веди», т. е. «Я
знаю грамоту». Названия букв «р», «с», «т» образуют изречение: «Рцы слово твердо», т. е.
«Будь хозяин своему слову», и т. д.
'Борьба между католицизмом и византийским православием началась в V в. и закончилась
в XI в. формальным разрывом обеих церквей со взаимными проклятиями и обличениями.
2 «Букы», или «буки»,— множественное число от слова «букьва», «буковь» — письмена
(в переносном смысле — письменность, грамота). Древние славяне еще до
распространения на Руси кириллицы и глаголицы наносили свои черты и резы на бирки
или дощечки. Слово «буква» связано с названием одной из пород дерева — бука Оно
родственно древнегерманскому названию книги buch, от которого происходят нынешние
немецкие и английские слова того же значения — Buch, book.
==255