У истоков истории

Не так давно, можно сказать, на наших глазах, во второй половине XX века, произошло чрезвычайное событие, касающееся всех. Человечество вдруг «постарело», да так, что антропологи только руками развели. Сенсационные — другого слова и не подберешь — находки останков неизвестного до той поры человекоподобного существа отодвинули начало истории человечества в прошлое сразу на сотни тысяч лет. Самое же главное состояло в том, что рядом были найдены грубо обитые камни — несомненные орудия труда, технические средства! Гомо хабилис (Человек умелый) — так назвали вновь обретенного предка людей нашедшие его английские археологи отец и сын Лики. Жил он, по-видимому, один миллион 750 тысяч лет назад, в самом начале каменного века. За находками у озера Танганьика в африканском ущелье Олдувай, название которого теперь стало всемирно известным, последовали археологические новости из Палестины, Кении и некоторых других мест.

Теперь специалисты считают, что человечеству более двух миллионов лет, если вести историю от времени появления на Земле первых палеантропов — уже не обезьян, таких, например, как южная обезьяна — австралопитек, но и не людей в полном смысле слова. Впрочем, эти события не поколебали представлений о времени возникновения Гомо сапиенс — Человека разумного, то есть вида, к которому принадлежим и мы с вами, читатель. Согласно современным данным, он появился на Земле около сорока тысяч лет назад.

Разбираться в сложных и не до конца еще решенных наукой проблемах появления и развития человека — дело особой науки — антропологии. Нас же интересует только одна сторона, один аспект этой проблемы — какими были отношения человека, техники и природы в самый ранний период их совместного исторического развития?

Прошел немалый даже по историческим меркам период времени от появления Человека умелого до возникновения Человека разумного и тем более до того этапа развития людей, когда их деятельность стала оказывать заметное влияние на окружающую природу. Для удобства отсчета времени специалисты предложили разделить весь период истории, когда основным рабочим орудием людей были каменные рубила, скребки, ножи и прочий выделанный из минералов инвентарь, ка меньшие периоды. Так в каменном веке (на самом деле он длился около двадцати тысяч обычных веков-столетий!) стали различать древний каменный век, или палеолит, средний, или мезолит, и новый, или неолит. Самый длительный из них — палеолит — разделили еще на нижний (то есть самый-самый древний), средний и верхний, граничащий с мезолитом.

Надо сразу сказать, что эти деления оси времени — вещь весьма и весьма условная. Ведь судить о столь отдаленном прошлом приходится по редким счастливым находкам скупых остатков материальной культуры. Очень непроста и проблема точной датировки археологических культур, так как древние люди в разных районах Земли развивались неодинаково. В то время как в Африке, в долине Нила и в Междуречье Евфрата и Тигра уже расцвел неолит, в Европе еще продолжался палеолит.

Средний палеолит обычно относят к периоду от шестидесятого до тридцатого тысячелетия до нашей эры. В это время в районах древнейших цивилизаций, сложившихся, конечно, гораздо позже, жили еще палеантропы — неандертальцы. Но уже в верхнем палеолите, датируемом 35–10 тысячелетиями до нашей эры, в этих же местах наступило господство людей современного типа — Гомо сапиенс — первых и единственных до сих пор существ, способных к целесообразной деятельности, то есть к труду, а также к созданию и использованию техники, а значит, и к социальному прогрессу.

Этому периоду мы должны уделить особое внимание. Дело в том, что с появлением на исторической арене Человека разумного в новый этап эволюционного развития перешли не только гоминиды, человекообразные, но вся планета Земля. Как это понимать? Ведь и раньше живые организмы оказывали заметное воздействие на развитие планеты. Достаточно вспомнить о фотосинтезе и производимом растениями кислороде, формировании огромных угольных залежей, о роли живого вещества в образовании так называемых осадочных пород (мощнейших пластов литосферы — геологической оболочки Земли), содержащих известняки, руды металлов, в отложении которых главная роль принадлежит живым организмам. Как показал в первой половине нашего века В. И. Вернадский, живое вещество играло и играет огромную роль в круговороте химических элементов, входящих последовательно то в состав минералов, то в состав атмосферы, растений, насекомых и животных.

С появлением человека естественно сложившийся кругооборот косного и живого вещества, естественные химические, физические и биологические процессы, протекающие в природе, стали сначала почти незаметно, практически незначительно, затем все сильнее и глубже изменяться под воздействием новой планетарной силы — человечества, преследующего свои цели. Выделившись из природы, человек в борьбе за существование стал не просто еще одним потребителем природных ресурсов, но и активным, сознательно действующим преобразователем окружающего мира. Физически слабый, способный к жизнедеятельности только в условиях узкого диапазона температуры воздуха, при строго определенном химическом составе атмосферы, нуждающийся в белках, жирах, углеводах и витаминах, человек стал непреодолимой силой благодаря способности мыслить, трудиться, образовывать сообщества себе подобных и, что особенно важно, использовать созданную им технику.

Уже в верхнем палеолите люди научились конструировать составные орудия. Археологи нашли каменные топоры, явно имевшие некогда рукояти из дерева или рога. Среди относящихся к этому периоду находок — ножи и серпы с роговыми или деревянными частями, в которые были вложены мелкие остро отточенные кремневые вкладыши. По-видимому, на охоте уже использовались луки и стрелы. На территории теперешнего Египта при раскопках стоянок четырнадцатого — двенадцатого тысячелетий до нашей эры были обнаружены каменные жернова-зернотерки. Возможно, в верхнем палеолите людям пришлось испытать первые сырьевые кризисы — истощение поверхностных россыпей удобного для обработки кремня заставило приступить к горным разработкам. Во многих районах Земли ученые обнаруживают примитивные шахты и штреки в меловых породах, содержащих вкрапления кремня. Находят и остатки рабочих орудий — мотыг из рога, каменных молотов.

Десятое — пятое тысячелетия до нашей эры — эпоха мезолита. В это время зарождается скотоводство. Некоторые племена начинают осваивать плодородные земли в поймах рек, использовать их для систематических посевов злаков и других съедобных растений. Все это привело к довольно заметным преобразованиям больших районов. Например, считают, что уже тогда бурно развивающееся скотоводство стало причиной опустынивания обширных пространств. Перегоняемые с места на место стада животных съедали траву, а их копыта уничтожали остатки травяного покрова и освобождали пески. Земледельческие племена, истощив один участок, сводили с помощью огня леса, чтобы посеять зерно на новом месте. Но особенно резкие, подлинно революционные события в истории человечества произошли в восьмом — седьмом тысячелетиях до нашей эры, в период, называемый неолитом.

Неолитическая революция имела огромное значение в жизни древнего общества — она предопределила его дальнейший путь к власти над Землей. На рубеже мезолита и неолита свершилось первое великое разделение общественного труда: сформировались пастушеские и земледельческие племена, человечество перешло от собирания пищи и охоты к производству потребляемых продуктов. Примерно с седьмого тысячелетия распространилась лепная глиняная посуда, которую позже стали обжигать. Для придания ей прочности и водонепроницаемости надо было удалить химически связанную в глине воду. В шестом тысячелетии началось выделение ремесла как особого рода профессии, то есть произошло второе великое разделение общественного труда. Этому способствовало изобретение гончарного круга — одного из важнейших технических новшеств в истории человечества. Массовое производство водонепроницаемой и прочной керамики существенно изменило быт людей. Если добавить к этому изобретение стана, заменившего плетение волокон ткачеством, строительство домов на каменном фундаменте и начало эпизодического применения меди, скорее всего — самородной, то становится ясно, как интенсифицировалось производство в этот период.

Так в шестом — пятом тысячелетиях до нашей эры в долине Нила и нижней Месопотамии, между Тигром и Евфратом, на территории нынешнего Ирака, сложились условия для объединения земледельческих племен, для возникновения городов, а с четвертого тысячелетия — и первых земледельческих цивилизаций на планете Земля.

Не будем далее излагать широко известные факты, события, многократно описанные. Очень кратко суть сказанного можно выразить так — к тысячному году до нашей эры в Передней Азии завершился ранний период древности человеческого общества.

 

Контуры железного века

В середине первого тысячелетия до нашей эры словно некий могучий ветер, незаметный оку ураган, пронес по Земле волну обновления. Изменилась жизнь пастушьих племен, ранних городских сообществ, земледельческих цивилизаций, претерпели революционную перестройку не только средства труда, материальная культура народов, но даже взгляды человечества на окружающий мир. Не случайно именно к этому времени историки относят деятельность основоположников религиозных систем: Заратуштры— в Персии, Будды — в Индии, Конфуция — в Китае. Около VI века до нашей эры проповедовали, если верить легендам, библейские пророки. Философы Древней Греции создавали первые в истории человечества материалистические учения, они же заложили основания диалектического метода.

Что послужило причиной этих перемен и почему мы обращаем на них особое внимание? Железный век! Появление нового прочного материала, железной металлургии, обходившейся без редкого и дорогого, как правило привозного, олова, необходимого для выплавки бронзы, совершило новую техническую революцию в жизни человечества.

Не надо думать, что люди в одно прекрасное утро проснулись уже в железном веке. Первые железные предметы — это хорошо знают археологи — появились в обиходе задолго до того, как ковкий, сравнительно легко обрабатываемый и очень прочный металл получил широкое распространение. В переполненном золотом подземелье — потайной гробнице фараона XVIII династии Тутанхамона, найденной и раскопанной в двадцатые годы нашего века в Египте археологом Картером, был обнаружен амулет, изготовленный древними мастерами из железа. Единственный среди множества драгоценных вещей, он был положен в изголовье мумии— на самое почетное место и здесь дожидался благоговейного внимания ученых 3 тысячи 300 лет. «Не без иронии следует заметить, — пишет об этой находке западногерманский писатель Курт Керам, — что в наполненной чуть ли не до отказа золотом гробнице именно эта скромная находка имела наибольшую, с точки зрения историка культуры, ценность». Может быть, это случайность? Нет! В гробнице другого фараона — Шешонка I тоже нашли одно-единственное изделие из железа. На этот раз железный амулет был оправлен в золото!

Известно, что в XII веке до нашей эры вторгшиеся на территорию Древней Греции племена дорийцев уже были вооружены железными мечами. Но и пятьсот лет спустя на той же территории панцири все еще выделывались из бронзы. Железо распространялось не так быстро, если брать за единицу измерения времени человеческую жизнь, но стремительно, если рассуждать о том же, имея в виду процесс исторического развития материальной и духовной культуры всего человечества.

Так или иначе, железо не просто вытеснило бронзу. Оно стало, как считал Ф. Энгельс, последним и важнейшим из всех видов сырья, игравших революционную роль в истории (теперь-то мы должны дополнить этот перечень, включив в него еще и урановые руды. Но об этом разговор впереди). Известный исследователь истории культурного переворота в Древней Греции VIII–V веков до нашей эры А. И. Зайцев показал особую роль новой ступени технического прогресса в резком повышении производительности труда в сельском хозяйстве и развитии всего жизненного уклада древних греков.

В IX–VIII веках до нашей эры быстро увеличивается численность населения Эллады, значительно расширяются площади, занятые под сельскохозяйственные культуры. Так создаются предпосылки бурной колонизации греками окраин известного им мира, последовавшей вскоре после этого. Последствия перехода в железный век из бронзового для истории древнегреческой культуры оказались огромными. Подчеркнем особенно одно— значительное расширение границ освоенного греками мира. Новые поселения и города, гавани и дороги, рудники и поля, пастбища и сады — все это как бы расползалось из первоначальных центров во все стороны света, преобразуя большие пространства. Вместе с культурой все шире распространялись взгляды греков на природу, жизнеутверждающая вера в то, что человек может сам победить темные силы природы и добиться улучшения жизни. Такое отношение к окружающему миру — активное, полное уверенности в собственных силах — было новым для дописьменных и древневосточных народов, с которыми греки вступали в контакт, основывая колонии в Сицилии и Италии, Азии и Африке, на побережьях Средиземного и Черного морей.

Какими же средствами преобразования природы располагали древние греки? Если говорить о технических средствах — их было не так много. Кроме рабочих инструментов греки знали пять основных технических устройств, пять, как они их называли, «простых машин»— ворот, клин, рычаг, каток и блок. Принцип рычага к этому времени был известен уже давно, но только с практической стороны. Закона рычага не знали ни египтяне, применявшие рычаги с незапамятных времен, ни греки VIII–IV веков до нашей эры. Только в III веке до нашей эры были сделаны попытки создать методы расчета стропил — строительных балок, без которых нельзя было перекрыть сколько-нибудь значительные пространства крышей.

Историки техники воссоздали некоторые любопытные конструкции, применявшиеся в Древней Греции: подпятники дверей, замки и ключи к ним. Мы имеем представление о древнегреческих судах, под парусами и на веслах преодолевавших винноцветное, по определению Гомера, море, вплоть до берегов Сицилии и Италии, Египта и Таврии. В более поздние годы (в IV–III веках до нашей эры) греки, по-видимому, уже умели строить галеры достаточно большой грузоподъемности, возможно, даже с несколькими палубами. О том, насколько мореходными оказывались такие суда, мы можем только догадываться.

В засушливой метрополии и особенно на выжженных солнцем островах Эгейского моря важно было уметь прокладывать оросительные каналы, водопроводы. В этом искусстве греческие инженеры достигли больших высот.

История свидетельствует, что около двадцати пяти веков назад умельцы создавали довольно сложные механические устройства, которые… не имели никакого промышленного значения. У общества не было нужды в автоматизации производства. Основанная на рабском труде экономика не нуждалась в технических новшествах, и потому многие изобретения древности так и не получили широкого распространения.

Добыча металлов, особенно серебра, имела важное значение в экономике Эллады. Но технические средства горной промышленности оставались крайне примитивными, и задача увеличения производства сырья решалась за счет направления на рудники большого количества рабов.

Можно уверенно сказать, что с началом железного века в Греции значительно изменился уклад жизни, и хотя это еще не привело к созданию средств, способных в корне изменить отношения человека и природы, сложившиеся условия, быстро развивавшиеся потребности рано или поздно должны были привести к перелому и в ходе технического прогресса.

 

«Рекорды» здравого смысла

В наш просвещенный век не будем с пренебрежением относиться к техническим достижениям пращуров, не знавших научного метода, не умевших доказывать истинность хитроумных суждений и действовавших единственным доступным им способом — методом проб и ошибок. Не будем забывать и о том, что всем известные недостатки этого древнейшего способа мышления на практике в значительной мере сглаживались, восполнялись неторопливостью жизни, медленным ходом социального времени.

В мире, где будущее предначертано богами, торопиться и впрямь было некуда. «Когда боги создавали время, они создали его много!» — любили поговаривать в ту пору. В Древнем Египте, например, заснув волшебным сном и проснувшись через несколько веков, можно было даже не ощутить перемен в окружающей природе, в предметах быта, обычаях, одежде, в технических средствах. В таких условиях отбор счастливых случайных находок — новых приемов обработки материалов, улучшенных форм предметов и прочих технических и технологических новшеств — хотя и происходил крайне медленно, но зато в конце концов неукоснительно приводил к вершинам мастерства, к подлинным техническим рекордам.

Семь «чудес света» насчитывали в мире древние греки: египетские пирамиды, висячие сады Семирамиды, Вавилонскую башню, гробницу царя Мавсола, храм в Галикарнасе (сожженный преступником Геростратом, желавшим прославиться хотя бы таким чудовищным способом), колосс Родосский и маяк на острове Фарос у берегов Египта. До нашего времени сохранились только пирамиды, да и то не все.

Но если бы о «чудесах света» спросили меня, я поставил бы на первое место среди технических рекордов древности огромные оросительные системы, построенные в Месопотамии (районе между двумя великими реками Передней Азии — Тигром и Евфратом), а также в долине Нила.

Начало этим системам было положено примерно в конце шестого тысячелетия до нашей эры в местах, где позже образовалось одно из древнейших государств — Шумер. При раскопках слоев, относящихся к четвертому тысячелетию, археологи обнаружили здесь длинные магистральные каналы, прослеживаемые на протяжении десяти, а то и двадцати километров. Не приходится сомневаться в том, что именно потребность в строительстве оросительных систем и каналов для осушения болот, в сооружении плотин и бассейнов, без которых в жарком климате при практически полном отсутствии дождей о земледелии не может быть и речи, побудила небольшие земледельческие племена и общины объединиться, создать первые в истории крупные государства, способные организовать широкомасштабные общественные работы. Ирригационные сооружения преобразили большие географические районы. Даже если смотреть на успехи древних строителей глазами современного технического специалиста, нельзя не восхититься достигнутыми результатами. Носилки или мешки для переноса земли, мотыги, журавли, подобные колодезным, встречающимся еще кое-где в российской глубинке, — вот, пожалуй, и вся типовая техника ирригации и мелиорации, которой располагали строители оросительных каналов. И с помощью столь примитивных средств удавалось осушить огромные болота, оросить и засеять засушливые участки земли, создать цветущие оазисы в пустынях. Экологи, исследуя данные археологии, приходят к выводу, что предки шумеров и египтян сделали самые первые в истории шаги, заметные даже в масштабах всей Земли, на пути преобразования природы в интересах человека.

Говоря о технических рекордах древних строителей, конечно, нельзя обойти молчанием египетские пирамиды, эти чудовищные памятники тщеславия властителей Черной земли, как называли свою страну жители долины Нила. Фанатическая вера в обещаемое жрецами бессмертие побуждала фараонов строить гигантские усыпальницы. Только одна из гробниц, пирамида, сооруженная по приказу фараона Хуфу (Хеопса), имела первоначальную высоту 146,59 метра (сейчас она несколько ниже, ее вершина частично разрушена), длину стороны основания 230 метров. Два миллиона 600 тысяч кубометров камня — огромных блоков по 2,5 тонны каждый, общей массой 7 миллионов тонн! Ежедневно 60 тысяч человек трудились на строительной площадке, перетаскивая блоки и плиты облицовки по насыпям с помощью катков, канатов и медных крючьев. Исторические источники свидетельствуют, что только на лук и чеснок для строителей этой пирамиды было затрачено средств больше, чем впоследствии на строительство шедевра мировой архитектуры всех времен и народов — Парфенона в Афинах. Поверхность добытых в далеких каменоломнях блоков и плит шлифовалась мокрым песком с такой тщательностью, что археологи безуспешно пытались протащить между гранями плит кладки тонкую нить.

Успехи древних каменщиков и архитекторов поражают еще больше, когда узнаешь, какая техника использовалась ими. Блоки размером до 30 кубических метров отделялись от скалы с помощью деревянных клиньев, забитых в выдолбленные в камне отверстия. Поливаемое водой дерево разбухало и разламывало скалу. На том же уровне были и другие технические средства. Сознанию трудно примириться с мыслью о полной практической бесполезности сверхчеловеческих усилий и затраченного труда на это предприятие богобоязненного Хуфу. Но, увы, история знает немало и других примеров такого рода.

В III веке до нашей эры объединивший Китай император Цинь Ши-хуанди предпринял строительство кирпичной стены длиной в несколько тысяч километров. Эта стена, построенная для того, чтобы предотвратить нападения кочевых племен на Поднебесную империю, так и осталась самой длинной в мире. Желающих побить этот рекорд более не нашлось, но, как показывает история, нашествиям врагов она не помешала.

Цинь Ши-хуанди принадлежит и другой «рекорд» — сооружение собственной усыпальницы, вот уже около десяти лет раскапываемой китайскими археологами. Внешняя стена подземной гробницы — более шести километров. Вокруг мавзолея обнаружено множество захоронений с останками тысяч рабов, слуг, придворных, обитательниц гарема. Императора сопровождал в загробную жизнь зоопарк из редких птиц и животных, останки которых тоже найдены археологами. А вот личную охрану Цинь Ши-хуанди взять с собой не решился. Но чтобы не остаться безоружным, незащищенным против козней потусторонних сил, он приказал изваять керамические статуи каждого из шести тысяч воинов своей гвардии. Находка статуй, изваянных в натуральную величину и явно передающих индивидуальные черты некогда живших людей, к тому же вооруженных настоящим оружием, стала археологической сенсацией. В боевых порядках были найдены и колесницы, запряженные глиняными лошадьми в настоящей сбруе…

Раскопки продолжаются, и археологи надеются на новые открытия. Сам гигантский мавзолей сегодня еще не вскрыт. Если верить летописям, за его нефритовыми дверьми рядом с императором заживо похоронено несколько сот придворных, слуг, рабов, знавших о расположении склепа и строивших его.

Император Цинь Ши-хуанди и фараоны Египта ничего не знали друг о друге, но, как мы видим, примерно одинаково смотрели на окружающий мир.

Однако вернемся в древнегреческий мир. Постройка водовода на острове Самос в VI веке до нашей эры — факт, сам по себе не очень значительный. Не только на островах Эгейского моря, но и на материковой части Древней Греции снабжение городов пресной водой до сих пор задача не из простых. Удивительно другое: чтобы провести воду от источника к городу, потребовалось проложить тоннель под горой Кастро. Водовод под землей, в скальном грунте, длиной более километра! Такая техническая задача и в конце XX века вызывает невольное уважение. Что же говорить о том, как она выглядела две с половиной тысячи лет назад? Но античный инженер Евполин из города Мегары решил ее с потрясшим современников совершенством. Когда в XIX веке немецкие археологи предприняли раскопки водовода, они обнаружили, что прокладка тоннеля велась сразу с двух сторон, а ошибка при сбойке была ничтожной.

На том же Самосе и приблизительно в то же время была выстроена прекрасная гавань, защищенная от крутой морской волны огромным молом — волноломом, сооруженным из массивных каменных блоков. Какими способами, с помощью каких технических средств удавалось создать такие инженерные конструкции, до сих пор занимает умы историков техники.

Не меньшие загадки задают дошедшие до нас сведения о многих других технических рекордах древности. Хорошо- известны, например, сделанные уже в наше время реконструкции таких памятников античной архитектуры, как маяк на острове Фарос у берегов Египта, вблизи города Александрии — одного из целого ряда основанных Александром Македонским и названных его именем городов. Величественное здание маяка, как теперь установлено, было несколько похоже по силуэту на московские высотные дома, выстроенные в 50-е годы нашего века. Только шпиля на нем не было. На верхней площадке, на высоте ста метров над уровнем моря, находился очаг для большого костра, свет которого встречал мореходов, идущих в Александрийский порт от берегов Кипра, Крита или Эллады задолго до того, как показывались берега Африки. Были на маяке и подъемники, топлива сжигалось за ночь немало. Александрийский маяк простоял много веков до того, как сильнейшее землетрясение разрушило это замечательное сооружение.

Об удивительных технических «рекордах» здравого смысла, о великих достижениях древних инженеров, не имевших в своем распоряжении никаких источников энергии, кроме мускульной силы человека и животных, никаких машин, кроме «простых», можно было бы написать большую и увлекательную книгу. Но нас интересуют эти рекорды не сами по себе, а как свидетельства донаучной исторической ступени развития техники. Мы должны признать, что могущество человечества в его извечной борьбе с окружающей природой и в те далекие годы было уже немалым. К VI–III векам до нашей эры, опираясь только на здравый смысл и богатейший, накапливавшийся тысячелетиями опыт технической деятельности, человечество достигло многого. Техника, даже в форме простейших устройств античной эпохи, превратилась в эффективное средство преобразования условий существования человека на земле. Нет сомнения и в том, что природа в это время все еще выступала как враг, а технические средства — как друг человека в его борьбе за существование. Но с какого момента развития техника дала людям решающие преимущества в этой борьбе? Мы знаем: настоящее не просто связано с прошлым — оно неразделимо с ним. Поэтому границы любых периодов истории всегда приблизительны, условны и не могут быть указаны точно. Тем не менее ясно одно: что начальные условия будущих коренных изменений в отношениях между человеком, техникой и природой сложились в эпоху античности.

 

Загадки Архимеда

В VI–IV веках до нашей эры человечество впервые подошло к рубежу, когда дальнейшее развитие техники на основе одного только накопленного опыта, методом проб и ошибок, стало практически невозможным. Кризис технического творчества проявился сразу в нескольких областях деятельности, нуждавшихся в повышении эффективности техники и в обосновании методов ее конструирования.

Главной механической проблемой в технической практике той далекой эпохи было передвижение возможно больших тяжестей на заданное расстояние посредством ограниченной силы. Решалась она издавна с помощью катка, клина, ворота и рычага. Несколько позже к ним были добавлены винт (червячная пара) и блок. Но причины, законы, определявшие эффективность этих технических устройств, оставались неизвестными, что не позволяло создать методы их расчета. А практика все больше нуждалась в них.

Развитие торговли и монетарной системы было бы невозможно без измерительной техники, прежде всего без рычажных весов с гирями-разновесами. Помимо метрологических задач здесь также возникала проблема понимания принципа рычага и умения рассчитывать конструкцию весов. В интересах той же торговли, развитию которой способствовала быстрая колонизация греками окраин Ойкумены, обитаемого мира, необходимо было существенно увеличить водоизмещение грузовых судов, повысить их мореходность, в первую очередь остойчивость груженых галер на волне при изменении крена.

В строительстве наметился переход от сырцово-деревянных конструкций к сооружению больших каменных храмов с портиками и колоннами. Появилась необходимость определения тяжести, приходящейся на каждую из опор. Но, пожалуй, самая острая механическая проблема, имевшая, без преувеличения, жизненно важное значение, возникла в области военной техники. Суть драматической ситуации, сложившейся здесь в V–IV веках до нашей эры, заключалась в следующем.

Многочисленные государства-полисы Древней Греции то и дело оказывались втянутыми в вооруженные конфликты. Со временем войны стали вестись отрядами профессионалов-наемников, имевших на вооружении не только личное оружие, но и технические средства осады крепостей. Тараны, защищенные от стрел, копий и камней деревянной «броней», — своеобразные античные танки, передвижные башни, возвышавшиеся над стенами городов-крепостей, — свели почти на нет значение дорогостоящих оборонительных сооружений. Нападающие, как правило, разбивали любые стены и ворота, если им удавалось добраться до них. Противостоять техническим средствам нападения можно было только одним способом — удерживать нападающих на достаточном удалении от городских стен и башен — гораздо большем, чем это могли сделать осажденные, сбрасывая камни со стен на головы врагов.

Древние рукописи рассказывают, что в IV веке до нашей эры Гиерон, властитель Сиракуз, богатейшего города-государства, основанного в Сицилии колонистами из древнегреческого города Коринфа, созвал нечто вроде научно-практической конференции. Специалисты обсуждали возможные способы и средства защиты городов. Сейчас трудно определить, в какой мере этот форум помог Гиерону. Известно, однако, что именно в Сиракузах были применены первые в истории машины — военные метательные орудия торсионного типа. Торсионными они назывались потому, что в их конструкции использовались толстые силовые тяжи из жил или волос, закручивающиеся вручную с помощью ворота, по принципу резинки в некоторых теперешних детских игрушках и летающих моделях самолетов.

Вскоре античная артиллерия стала применяться в крупном масштабе. Баллисты, онагры, полиболы и другие боевые машины метали каменные ядра, копья и стрелы метров на триста. В усовершенствованном виде они применялись даже в средние века, вплоть до изобретения пороха и распространения в XIV веке огнестрельного оружия. Но тогда перед античными инженерами встала задача конструирования орудий, способных поражать противника не на одной, а на разных, заранее заданных дистанциях стрельбы. Возможность вести прицельную стрельбу резко повысила бы эффективность обороны. Для этого нужно было научиться рассчитывать детали орудий по заданным дистанциям и массе ядер.

Насколько мы теперь можем судить, первым человеком в истории, сумевшим решить все эти механические проблемы на уровне теоретического знания, стал Архимед, а первым случаем широкомасштабного применения созданных им разнообразных военных машин стала осада его родного города Сиракуз войсками римского полководца Марцелла в 212 году до нашей эры.

Биография величайшего физика, математика и инженера древности известна нам лишь отчасти. До нашего времени дошли далеко не все его научные труды и лишь некоторые из написанных посланий друзьям — ученым, жившим в Александрии. Зато история сохранила немало легенд, кратких упоминаний, косвенных указаний и свидетельств, на основании которых можно сделать интересные выводы, дополнить подлинные сведения о его работах любопытными гипотезами о возможном содержании утраченных книг, предположить тесную связь теоретических трудов со сделанными им или приписываемыми ему техническими изобретениями.

Известно, что Архимед родился около 287 года до нашей эры в Сиракузах, жил и героически погиб в 212 году там же. Могила его в окрестностях Сиракуз была затеряна уже в древности. Но слава о научных трудах и технических изобретениях Архимеда оказалась бессмертной.

Больше всего современников и потомков удивили не научные достижения Архимеда, оценить которые смогли только немногие, а результаты их технического применения. Особенно популярным в древности был рассказ об обороне Сиракуз, осажденных легионами римского полководца Марцелла. Против римлян действовали метательные машины, поражавшие их на разных дистанциях от стен, что особенно потрясло нападавших. Подошедшие было к самым стенам города римские суда с воинами и осадной плавучей башней погибли самым невероятным для тех времен образом. Очевидцы рассказали, что из-за стен города появлялись длинные «журавли», зацеплявшие суда крюками на цепях и переворачивавшие перегруженные, низко сидевшие в воде галеры. Легионеры в ужасе бежали с поля боя, и Марцеллу пришлось предпринять длительную осаду без особой надежды на конечный успех войны.

Но главным делом жизни великого Архимеда были: не военные машины, в которых он, судя по всему, применил знания о законах рычага и гидростатики, теорию пропорций и методы определения центров геометрических фигур. Заслуга Архимеда не эти технические решения, а создание их теоретических обоснований, первой в истории системы раннего научно-технического знания.

Доказанные Архимедом теоремы заложили фундамент теоретической механики, ее первых разделов — статики и гидростатики. Каждый, кто знаком хотя бы с азами физики, знает, что именно Архимед первым сформулировал основные законы механики, объяснил принцип рычага, показал, какие силы действуют на погруженное в жидкость тело. Известны дошедшие до нас в арабских рукописях теоретические работы Архимеда о распределении тяжести балок между опорами, о центрах геометрических фигур. Он очень близко подошел к открытию дифференциального и интегрального исчислений. Одних только теоретических результатов, полученных Архимедом, вполне хватит для того, чтобы его имя не было забыто благодарными потомками. Но, по-видимому, Архимед был не только гениальным теоретиком — он создал целый ряд сложных механизмов. И вот здесь возникают загадки, решить которые непросто.

Как и многие другие ученые той эпохи, Архимед считал достойной внимания только рациональную (теоретическую) механику и весьма низко оценивал ремесленную (прикладную) механику. Один из древних авторов сообщает, что по этой причине великий ученый не счел нужным описывать свои технические изобретения. Нам известно только одно исключение из принятого Архимедом правила.

…Когда, оставив позади дымящиеся развалины Сиракуз, города, который он смог взять только вероломством, с помощью предателя, полководец Марцелл вернулся в Рим, он привез с собой невиданный трофей — два искусно выполненных Архимедом механизма, две действующие модели небесных сфер. Приводимые в движение водой, эти механизмы передавали движение Луны, Солнца и известных к тому времени планет, демонстрировали изменение картины звездного неба в течение суток. Один из механизмов Марцелл подарил храму, другой оставил в своем дворце. Здесь его видел знаменитейший оратор античного Рима Цицерон. Оба механизма исчезли во мраке прошлого. Скорее всего, они были уничтожены во время разгрома Рима варварами.

Чрезвычайно интересно, что вовсе не гордившийся своими изобретениями Архимед только эти сферы и счел достойными описания. Он посвятил им целую книгу — единственное свое сочинение не теоретического, а прикладного характера. Сделал он так, наверное, потому, что в создание этих первых в истории «планетариев» вложил результаты глубоких теоретических исследований, превосходящих по ценности, по крайней мере в собственных глазах, технические знания, использованные при конструировании и изготовлении механизмов. Сохранились достоверные сведения о книге, в которой подробно описывалось это удивительное достижение научно-технического знания, но до сих пор не удалось найти ни единой строчки утраченного текста.

Очень мало мы знаем и о других технических изобретениях Архимеда. До нас дошла его работа, описывающая экспериментальное — очень точное по результатам — измерение видимого диаметра Солнца с помощью специально созданного технического устройства. С большой долей уверенности можно говорить об изобретении Архимедом бесконечного винта, получившего у потомков имя изобретателя. Ученики Архимеда приводили в своих книгах метод технического расчета этого устройства, широко применявшегося в практике для подъема воды. Известно, что Архимедов винт использовался при осушении Файюмского оазиса в Египте.

С меньшей убежденностью историки пишут об изобретении Архимедом зубчатого редуктора, как будто бы примененного им при спуске на воду огромного корабля властителя Сиракуз Гиерона. И уж совсем мифическими кажутся нам теперь сведения о том, что Архимед использовал большие сферические зеркала для поджога кораблей римского флота. Расчеты показывают, что такое оружие могло быть создано в III веке до нашей эры. Известно, что Архимед исследовал теоретические проблемы построения зеркальных изображений и написал о них книгу, которая тоже не сохранилась…

Историки не прекращают поиск. Может быть, среди тысяч тщательно сберегаемых в библиотеках и архивохранилищах и еще никем не изученных арабских рукописей, среди средневековых манускриптов отыщутся следы не найденных до сих пор работ Архимеда? Нашел же в 1906 году приват-доцент Петербургского университета считавшееся навсегда утраченным сочинение «Эфод» — одну из интереснейших работ Архимеда.

И тогда ученые смогут проверить легенды, сверить предания с историческими документами, а значит — лучше понять роль великого сиракузца во всемирной истории науки и техники. Впрочем, даже исходя из того, что мы уже сегодня знаем точно и достоверно, ясно, что Архимед сделал исторический шаг к великому объединению науки и техники. Заложенные им основы статики и гидростатики положили начало раннему научно-техническому знанию. Доказанные Архимедом теоремы соединили научное знание о природных явлениях с полученными из опыта техническими знаниями. Отныне научный метод становится оружием создателей техники, а техника во все большей степени становится воплощением научного знания. Так был открыт путь к современным достижениям научно-технического прогресса.

…Рассказывают, что посланному Марцеллом легионеру задумавшийся Архимед сказал: «Не трогай чертежи!» И был тут же убит им. Известные своей жестокостью римляне были взбешены и не могли питать добрых чувств к человеку, создавшему машины, чуть было не приведшие войско Марцелла к поражению. Но за этой историей угадывается подлинное величие ученого, его презрение к грубому насилию.

Рассказывают также, что однажды Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну весь мир!» Полагают, что при этом он имел в виду открытый им закон рычага. Возможно. Но в наши дни мы вправе несколько иначе интерпретировать знаменитую фразу. Рычагом, с помощью которого человечество смогло перевернуть мир, стало научно-техническое знание, развитие которого началось в III веке до нашей эры с трудов Архимеда.

 

Дорога к челноку-самолету

Итак, Архимед открыл путь научно-техническому прогрессу, дорогу применению научного знания для решения технических задач. Но не случалось ли вам, читатель, видеть улицы, вдоль которых у каждого перекрестка призывно горят зеленые огни, дорога свободна, а между тем во всем ночном городе не видно и не слышно ни одной автомашины, ни одного трамвая или троллейбуса? Люди спят.

У истории — свои законы развития. Логика и реальная жизнь науки и техники не всегда совпадают. По пути, открытому Архимедом, человечество двинулось вперед только полторы тысячи лет спустя. Что же помешало этому?

Причин можно найти немало. Прежде всего — гибель древнегреческой, эллинистической культуры, в условиях которой творили Пифагор и Аристотель, Софокл и Еврипид, Евклид и Архимед, Евдокс и Архит и множество других античных мудрецов, математиков, художников, механиков и инженеров. Подбитые коваными гвоздями подошвы казенной обуви римских легионеров прошлись не только по площадям и улицам эллинистических государств-полисов — они растоптали социальные условия, в которых только и могли развиваться духовная и материальная культура эллинизма, художественное, научное и техническое творчество ее мастеров.

Нет, римские инженеры тоже не зря ели хлеб. Они создали замечательные дороги, участки которых — это и представить себе трудно! — уцелели до нашего времени. Ими были построены потрясающие воображение акведуки— мосты-водоводы, огромные храмы и здания. Достаточно вспомнить Колизей, сооруженный двадцать веков назад, и все, как говорится, встанет на свои места.

На свои места? Возможно! Но… на какие? Это может показаться неправдоподобным, но техническое совершенство многих деяний римских инженеров опиралось не на научные, а на чисто рецептурные, нормативные знания, основания которых были к тому времени прочно забыты. Да, римляне строили многоэтажные дома, замечательные мосты и крепости. Они ввели первые в истории государственные нормативы — своего рода стандарты, обязательные для всех строителей, ставшие необходимыми после крушения ряда зданий. Они достигли совершенства на своем уровне техники. Но… опираясь на опыт и на прежние достижения эллинов, они на шаг не продвинули вперед научное знание о технических средствах.

Известнейший инженер Рима Марк Витрувий Поллион в своей книге «Об архитектуре» изложил множество правил строительства зданий, рецептов, по которым можно было сделать военную метательную машину, словом, массу полезных для технической практики сведений. Но при всем том он не привел никаких объяснений, почему надо делать именно так, а не иначе. За объяснением же предлагаемого он отсылал читателя к трудам того же Архимеда. Но его труды уже тогда мало кому были известны. Последние сведения о достижениях рациональной механики были погребены под развалинами Римской империи, разгромленной пришедшими из Европы варварами в IV–V веках уже нашей эры.

На смену рабовладельческой социально-экономической формации пришел феодализм, история человечества завершила античный период развития и вступила в средние века. В государствах, возникавших, распадавшихся и вновь образовывавшихся на руинах мировой империи, долгое время не проявлялось никакого интереса к наследию античности. И если бы не усилившееся внимание к сочинениям древних греков со стороны персов и арабов, всех народов Ближнего Востока и Средней Азии, воспринявших арабскую культуру, кто знает, может быть, человечеству заново пришлось бы открывать законы статики и гидростатики, изобретать автоматические устройства, червячную передачу, насос, гидравлический орган, звездный глобус…

Семена античной учености сохранились в арабских и персидских переводах с утраченных древнегреческих оригиналов — рукописей, исчезнувших в глубине веков. И уже эти арабские издания послужили источником для переводов на латынь — международный язык науки и духовной культуры средневековья. Так арабские математики и механики, философы и астрономы, такие выдающиеся сыны человечества, как Ибн-Сина и Ибн-Рошд, Улугбек и другие, не дали погибнуть росткам раннего научно-технического знания, стоившим столь больших усилий. Они не только сохранили многие достижения античной науки, но и преумножили древнее наследие, сумели развить его.

Мы уже упоминали о том, что античная рациональная механика стала как бы ответом на реальные проблемы технической практики того времени. Решение задачи о перемещении груза посредством ограниченной силы дало в руки инженеров эффективный инструмент расчета. Но оно не сняло другую фундаментальную проблему — энергетическую. В рабовладельческой экономике эта проблема не была слишком острой — мускульная сила рабов обходилась очень дешево, дешевле животной силы. Но в феодальном обществе поиск новых источников энергии стал совершенно неизбежным. Возросло значение тягловой силы рабочего скота. Однако задачи природопреобразующей деятельности, возраставшие объемы горных разработок, производства вещей требовали все больших затрат энергии.

На немалый промежуток времени основой энергетики в промышленном производстве стал водяной двигатель. До сих пор историки спорят о том, где и когда впервые была изобретена водяная мельница. Считают, что в Европу она пришла откуда-то с Иранского плато, где была известна уже в I веке нашей эры. В европейских странах водяной двигатель получил широчайшее применение, и вплоть до изобретения универсальной паровой машины Уатта без него не обходилось ни одно сколько-нибудь крупное промышленное предприятие. Он позволил многократно повысить производительность труда рабочих. На побережье рек одна за другой создавались крупные ремесленные мастерские, превратившиеся вскоре в предшественницы фабрик и заводов — мануфактуры, с их разделением труда и специализацией отдельных технологических операций.

Что же привело в движение медленно развивавшуюся экономику средневековой Европы? Что побудило создавать все новые мануфактуры, использовать в производстве такие технические новшества, как водяной двигатель, усилить разработку рудных месторождений, выплавку металлов?

Оживление, несомненно, началось с успехов сельского хозяйства, где феодальный способ организации производства существенно повысил эффективность земледелия. Введение подков, металлических плугов, конной упряжи, наконец, личная заинтересованность в результатах работы резко подняли производительность труда земледельца, способствовали увеличению прибавочного продукта, а значит, и повышению уровня потребления. Быстро нарастала потребность в новых товарах, особенно в тканях. Расцвет торговли обеспечивался развитием ремесла. Экономический подъем Италии, Англии, Нидерландов, Франции и Германии в корне изменил отношение к технике, техническому прогрессу, техническим знаниям. Если в Древнем Риме занятия техническим творчеством приравнивались к самым низменным, недостойным свободного гражданина делам, то в средневековой Европе и герцоги не гнушались работой в мастерских, разумеется, ради собственного удовольствия, но все-таки…

Уже в XIV веке создавались весьма сложные по устройству механизмы, приводившие в движение сразу несколько устройств от одного большого водяного колеса, одновременно дробивших руду, перемалывавших ее, смешивавших золотоносный порошок с ртутной амальгамой для извлечения драгоценного металла и, наконец, промывавших полученную пульпу. Цеховые мастера превзошли античных механиков в создании механических часов.

Водяные двигатели использовались для размола зерна, валяния сукон, подъема руды из шахт и выполняли множество других работ. Но прядение, ткачество, обработка дерева, металла и других материалов по-прежнему оставались ручными. Низкая производительность труда стала сильным тормозом развития производительных сил общества, не позволяла резко поднять уровень потребления человеком природных ресурсов. Преодолеть этот барьер можно было только заменив руку человека механическим устройством.

Но вот вопрос: почему первый в истории механизм, способный заменить человеческую руку в производстве тканей, не был создан раньше? Ведь для изготовления челнока-самолета Джону Кею не потребовалось никаких научных знаний, ничего, кроме личного опыта, смекалки, изобретательности. Чего не хватало мастерам, способным создавать хитроумнейшие приспособления для механизации ткацких работ?

Оказывается, не хватало очень многого, и прежде всего выхода экономики на такой уровень развития, при котором техническое изобретение Кея было признано крайне необходимым промышленности, а потому получило быструю и высокую оценку и широкое применение. Нужен был, как говорят социологи, социальный заказ на техническое новшество. А для этого, в свою очередь, нужна была готовность общества к переходу на новый уровень социально-экономического развития, к новым производственным отношениям, то есть к созданию условий, без которых машинная техника не могла бы стать основой всего промышленного производства. Некоторые из этих условий уже сложились к концу средневековья, некоторые были созданы в процессе перехода общества от феодализма к капитализму, в период охвативших Европу буржуазных революций.

В следующих трех главах будет рассказано о том, как был подготовлен и совершен этот новый рывок в развитии общества, его материальной и духовной культуры. А мы с вами, читатель, подведем некоторые итоги.

Мы прошли по нескольким, может быть самым длительным и мучительным в истории человечества, этапам технического прогресса. Вот самые приметные события в истории отношений природы, человека и техники от появления Человека разумного до преддверия первой промышленной революции XVIII–XIX веков:

— появление первых людей, способных к труду, созданию и применению техники;

— выделение экономики нового типа — производящей экономики, резко повысившей шансы человечества в борьбе за жизнь, многократно усилившей его природопреобразующую деятельность;

— возникновение древнейших земледельческих цивилизаций и государств, объединивших людей, вооруженных пока что примитивной техникой, но уже способных кооперироваться в решении крупных задач по освоению природных ресурсов в собственных целях;

— переход от каменного века к медному, бронзовому, а затем и к железному. Резкое повышение на этой основе производительности общественного труда, культурный и экономический переворот, порожденный широким применением железа;

— создание комплекса технических средств труда, соответствующего рабовладельческой экономике и характеризующего ее. Применение военных машин;

— формирование математики, эмпирических естественных знаний, научных оснований количественных методов решения технических задач, то есть раннего научно-технического знания;

— возникновение и развитие ремесла, формирование мануфактурного производства, распространение водяного двигателя, изобретение книгопечатания и огнестрельного оружия.

Каждая веха, каждое событие — рубеж нового экономического и социального подъема, нового более высокого уровня развития общества, его благосостояния и культуры. На этой же временной шкале можно разметить и периоды истории природопреобразующей деятельности людей. Новый этап технического прогресса — новая ступень в развитии отношений человека и природы. С каждым из таких переходов человек оказывается в состоянии вовлечь в переработку и использовать все больший объем разнообразных ресурсов природы. Это создает условия для стремительного роста численности людей. Мигрируя все дальше от очагов разумной жизни, осваивая новые регионы и все решительнее изменяя их облик, уничтожая или окультуривая флору и фауну, сводя леса, распахивая степи, регулируя стоки рек, разрабатывая новые месторождения минералов, человечество отчаянно борется с природой, мечтает о решительной победе над враждебными ему силами.

И все это не могло бы совершаться без специально задуманных и созданных человеком искусственных материальных средств деятельности — без техники. Только вооружившись ею, человечество выделилось из животного мира, обеспечив успех в борьбе за существование. Все это время природа, дающая средства жизнедеятельности, противостояла людям как враждебная сила, готовая уничтожить свое собственное дитя — разумную жизнь. Но в природе же люди находили средства для борьбы с нею. В целом вплоть до появления крупного машинного производства взаимоотношения человека, природы и техники не выходили за пределы более или менее гармонического сочетания интересов человеческого общества и законов развития окружающего мира.

Правда, обратившись к далекому прошлому, мы обнаруживаем и робкие сигналы, которые, будучи вовремя и правильно понятыми, могли бы насторожить людей. Но первые сырьевые, продовольственные, экологические кризисы имели локальный, местный характер и столь незначительные масштабы, что угадать в них предвестия будущих грозных глобальных явлений было чрезвычайно трудно, почти невозможно.

И вот наступил финал средневековья — преддверие великого технического переворота, победного шествия машин и машинного производства. В еще феодальной, но уже разбуженной Возрождением и крестьянскими восстаниями Европе все громче заявляет о себе капитализм, несущий экономику нового типа, а с ней — новую идеологию, новые отношения людей друг к другу, к миру и природе.

К этому времени рост потребления уже привел в движение механизм ускорения производства и обращения товаров. Развитие мануфактур, расширение рынка, усиление банковского капитала, мировой системы торговли размывают основы феодального хозяйства. И происходит это в условиях безумной жажды золота, наживы, обогащения, в стремлении использовать все доступные и возможные средства, охватившем носителей «духа капитализма» — добропорядочных буржуа.

Все яснее осознается необходимость освоения новых территорий, познания новых законов природы, чтобы использовать их для развития производства, а в конечном счете — для извлечения прибылей. Но в сфере духовной культуры поиск нового знания и новых земель, постижение объективной истины и географические открытия окружены романтическим ореолом и влекут к себе не нашедших призвания в церковной иерархии, на поле боя или за конторкой.

В свете пробуждающегося Разума блекнут и рушатся легенды и иллюзии средневековья, религиозное мировоззрение общества средних веков. Поиск, инициатива, даже авантюра, стремление к личной духовной свободе— вот та благодатная почва, на которой возродился характерный для эпохи Возрождения огромный интерес к античности, к жизнеутверждающему мироощущению эллинистической эпохи. Выходящий на историческую арену класс нуждается в самоутверждении.

Наступает время расцвета архитектуры и живописи, литературы, философских систем, отталкивающихся от достижений античных мыслителей и обосновывающих ценность человеческой личности. Мыслители приходят к выводу о неизбежности перестройки мира на новых, разумных началах.

Трезвость буржуазного мышления, практицизм, предприимчивость не могут мириться с христианскими догмами, с предписанными церковью представлениями о мире как об идеально гармонически сооруженном храме. Земля в центре Вселенной и восемь сфер вокруг нее — безупречная и вечная конструкция, созданная божественным зодчим природы. Но она же — тюрьма, вырваться из которой можно только разрушив ее до основания. И для того чтобы выйти на этот путь, чтобы расчистить дорогу Новому времени, продолжившему начатое колонистами Древней Греции и античными механиками, людям предстояло сначала заново открыть для себя мир. Открыть — в прямом и переносном смысле этого слова.