Текст книги "Все началось с колеса. Эволюция изобретений: от топора до лазера"

Около 900 года
Подковы

Было ли это изобретение античным или средневековым? Многие свидетельства вызывают сомнения у специалистов, и в научной среде продолжаются споры о происхождении подков…

Прежде чем начать подковывать лошадей, следовало их приручить. До недавнего времени ученые считали, что этот процесс завершился примерно за 2500 лет до н. э. Однако в результате тщательного исследования, проведенного на севере Казахстана британскими специалистами в сотрудничестве с учеными из французского Национального центра научных исследований и Музея исследований естественной истории Франции в 2009 году, эта дата была отодвинута еще на пару тысяч лет назад. Анализ костных останков и керамики, содержавшей остатки жиров кобыльего молока, доказал, что одомашнивание лошади закончилось как минимум 5500 лет назад!

Первые всадники, по идее, должны были довольно быстро ощутить уязвимость скакунов: на вольном выпасе копыта лошади изнашиваются естественным образом, однако использование животного для работы в поле или для перевозки людей и грузов приводит к их ускоренному износу. Эта проблема волновала многих античных авторов: например, Апулей писал об этом в «Метаморфозах», Вегеций – в трактате о ветеринарии Digesta Artis Mulomedicinae. Беспокойство по этому поводу можно встретить и в классических текстах. Так, в «Одиссее» Телемах обращается к Писистрату, сыну Нестора: «Встань и запряги в повозку лошадей с массивными копытами, чтобы мы могли отправиться в путь». Или в Библии, в пятой главе книги Исайи, когда Господь готовится – в который раз! – наказать свой народ, он «даст знак живущему на краю земли», и тот приведет устрашающую армию: «стрелы его заострены, и все луки его натянуты; копыта коней его подобны кремню…»

Тем не менее, ни в одном античном тексте не упоминается использование подков: самое хитрое, что можно было встретить в те времена – это «гиппосандалии» для защиты копыт от сырости в конюшнях или для украшения во время торжественных мероприятий и праздников. Плиний Старший описывал в «Естественной истории», как Поппея, жена Нерона, захотела обуть своих любимых мулов в золотые сандалии… Но как можно пустить лошадь в такой странной обуви в галоп или заставить выполнять кавалерийские трюки? Сандалии немедленно бы развалились!

Первая достоверная ссылка на гвозди в подкове относится к гораздо более позднему времени: она содержится в пятой главе «Тактики», труда по военному искусству, написанного ближе к 900 году византийским императором Львом VI Мудрым. Первые изображения подковы с гвоздями относятся примерно к тому же времени. Следы этого средневекового изобретения становятся заслуживающими внимания. Но эта гипотеза по-прежнему вызывает сомнения у некоторых ученых, все-таки склоняющихся к античной версии. Возможно, открытие новых источников, археологических или литературных, поможет ответить на вопрос? В этой области многие открытия совершаются в результате простого везения…

☛ СМ. ТАКЖЕ

Металл (4000 лет до нашей эры)

965–1040 годы
Ибн аль-Хайсам

Абу Али аль-Хасан ибн аль-Хасан ибн аль-Хайсам аль-Басри (965–1040) прославился изобретением камеры-обскуры и был одним из величайших ученых Средневековья.

Хасан ибн аль-Хайсам родился в 965 году в Басре, городе, управляемом мусульманами-шиитами, и до того, как начать первые научные исследования, посвятил себя изучению религиозных канонов и текстов. Знания, приобретенные им при изучении древних авторов, и математические работы сделали его известным на весь арабский мир, вплоть до Египта. Там с 996 года правил халиф Аль-Хаким Биамриллах из династии Фатимидов, который и пригласил ученого в 1010 году в Каир, чтобы тот помог решить сложную задачу управления разливами Нила, одновременно и необходимыми, и разрушительными для земель Халифата.

Ибн аль-Хайсам был уверен в себе и с группой инженеров и рабочих, выбранных им лично, совершил длительное путешествие в Асуан, где планировал заложить основы крупного водяного коллектора. Однако на месте он быстро пришел к очевидному выводу: средств и технологий, имевшихся в его распоряжении, недостаточно, чтобы приручить реку! Оставалось только сообщить эту новость халифу, который славился не только любовью к медицине и наукам, но и крайней жестокостью. Чтобы не потерять голову в буквальном смысле, ибн аль-Хайсаму пришлось потерять ее в переносном: по возвращении в Каир он симулировал безумие прямо на глазах халифа, и тот решил сохранить ему жизнь, поместив под домашний арест.

Это оказалось не такой уж большой жертвой: за десять лет, прошедшие до убийства Аль-Хакима в 1021 году, ибн аль-Хайсам написал, находясь в относительном покое, несколько выдающихся научных трудов, в частности, знаменитую «Книгу оптики» (Kitab fil Manazir). Семи томам этого труда предстояло служить основным справочником в этой области следующие пять веков, причем и в Европе тоже: он был переведен в 1270 году под названием Opticae thesaurus Alhazeni. Латинизированным именем Альхазен европейцы называли ибн аль-Хайсама. Некоторые историки считают, что эта книга – одно из основных произведений в истории физики и не менее важна для развития науки, чем «Принципы» Ньютона, опубликованные в Лондоне четыре века спустя. Они даже утверждают, что ибн аль-Хайсам, строивший свои выводы только на экспериментальной базе, может считаться предшественником научной методологии, создателем методов современной науки.

Камера-обскура, названная ученым «аль-Байт аль-Муслим» и описанная в «Книге оптики», стала одним из самых известных его изобретений. Спустя долгое время после первых наблюдений Аристотеля, чьи труды ибн аль-Хайсам изучил досконально, он первым смог спроецировать внешнюю картинку на внутренний экран устройства. Еще чуть-чуть, и великий арабский ученый, ушедший в мир иной в Каире в 1040 году, мог бы стать первым фотографом!

☛ СМ. ТАКЖЕ

Леонардо да Винчи (1452–1519 годы)

Фотография (1826 год)

1044 год
Порох

Китай стал родиной многочисленных изобретений, в том числе и черного пороха. Скорее всего, он появился около 1000 года.

То, что черный порох – китайское изобретение, установлено с достаточной достоверностью, однако датировка пока вызывает сомнения. Некоторые историки относят его ко временам династии Хань, к периоду между II веком до н. э. и II веком н. э. Однако источники, на которые они опираются, не вызывают большого доверия. Эпоха династии Тан, правившей с 618 по 907 годы, выглядит более надежным кандидатом. Но доказательства недостаточно убедительны, чтобы уверенно отнести открытие к этому периоду. На настоящий момент временем рождения пороха считается 1044 год: в этом году три высокопоставленных чиновника династии Северная Сун написали огромный труд о военных технологиях «Уцзин цзунъяо» (буквально – «Трактат об основных принципах ведения войны»). Он представлял собой сборник военных сюжетов, в котором среди прочего впервые описывалось изготовление пороха из селитры, серы и древесного угля.

Этот древний текст, в котором порох назывался 火药, huŏyào («огненное снадобье»), показывает, насколько опасен состав. Все более поздние письменные источники полны наставлений по мерам безопасности как в военной сфере, так и в праздники (прежде всего – при изготовлении и запуске фейерверков). Если при изготовлении порох получался достаточно однородным, т. е. все три компонента были достаточно тщательно измельчены и смешаны, от малейшей искры начинался взрывной процесс.

Порох продемонстрировал свою чудовищную эффективность как во время междоусобных войн, которые терзали Поднебесную, так и в конфликтах с внешним миром: воины монгольской династии Юань весьма успешно использовали его в XIII веке во время битв с персами и арабами в Центральной Азии.

Одна из легенд гласит, что, будучи гостем при дворе основателя этой династии, великого Хубилай-хана – внука Чингиз-хана, Марко Поло якобы вызнал рецепт пороха и увез его в Европу… К сожалению, это один из многочисленных мифово венецианском торговце.

Надо отметить, что и без его вмешательства секрет не очень долго сохранялся в Китае: он был подхвачен арабами и распространился буквально пороховым следом, достигнув Запада уже в XIII веке. Первым о нем написал английский философ и ученый Роджер Бэкон. Вольтер в «Философском словаре» не преминул уколоть «нашего Роджера», поставив под сомнение его роль в распространении изобретения. Однако француз ограничился пролистыванием Opus Majus: если бы он прочитал повнимательнее Epistola de secretis operibus artis et natura et de nullitate magiae («Послание монаха Роджера Бэкона о тайных действиях искусства и природы и ничтожестве магии»), он бы заметил, что Удивительный доктор (Doctor Mirabilis) вполне четко упоминал salis petrae, sulphuris и carbonum [10]10
  Селитра, сера и уголь.


[Закрыть] как ингредиенты для изготовления пороха!

☛ СМ. ТАКЖЕ

Танк (1917 год)

1300 год
Очки

Очки появились в конце XIII века во Флоренции и вскоре распространились по всей грамотной Европе.

Установить изобретателя очков совсем не просто. Существует множество разных свидетельств, и некоторые из них, заслуживающие доверия в наибольшей степени, ведут к флорентинцу Сальвино д’Армати. До сих пор в храме Санта-Мария-Маджоре в столице Тосканы можно увидеть эпитафию: «Здесь упокоен Сальвино д‘Армати, из флорентийских Армати, изобретатель очков. Господь прощает ему грехи. Год 1317». Эту гипотезу подтверждает проповедь, произнесенная во Флоренции 23 февраля 1306 года монахом фра Джордано: «Еще двадцати лет не прошло с тех пор, как были изобретены очки для улучшения зрения. Это одно из самых добродетельных и полезных искусств среди всех, что существуют. Это искусство было изобретено совсем недавно, оно новейшее и вовсе не существовало ранее. И я знал его создателя: я говорил с ним».

Но не следует забывать, что ни эпитафия, ни проповедь не могут быть неопровержимыми доказательствами! Тем более что в двери ломятся толпы других кандидатов, и не из последних: некоторые исследователи полагают, что очки создал францисканский монах Роджер Бэкон. Они цитируют его Opus Majus, в котором он еще в 1267 году упоминал о линзовидных стеклах, помогающих читать… Но, возможно, в этом случае речь шла о простой лупе, принцип которой был известен к тому времени уже более двух сотен лет, а идея использовать лупу для бинокулярного зрения английскому ученому в голову не приходила?

Точно известно, что описания очков и их изображения начали массово появляться в 1300-х годах по всей Европе, вплоть до того, что очки надели на некоторых святых, апостолов и даже на саму Деву Марию! Стекольные мастера Венеции стремительно организовали производство очков по заказу монастырей уже в 1301 году, а вскоре начали делать их и для светской клиентуры, причем порой – весьма щегольские, в оправе из дерева или рога. Дело быстро стало прибыльным. Потом оправу и футляры начали делать из драгоценных металлов и украшать драгоценными камнями, и бывало, что очки стоили существенно дороже глаз и головы, которые украшали. Со временем собственные мастерские возникли во Фландрии, Франции, Англии и Германии.

Поначалу очками могли наслаждаться лишь люди, страдавшие дальнозоркостью: мастера умели делать только выпуклые стекла, позволявшие видеть вблизи, но что еще было нужно копиисту, который часами просиживал над манускриптом! То же относилось и к читателям, которых становилось все больше, особенно после изобретения печатного станка в середине следующего века. Но наконец в XVI веке началось изготовление вогнутых линз, и близорукие тоже смогли ощутить прелести хорошего зрения.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Порох (1044 год)

Печатный станок (1454 год)

1300 год
Механические часы

Ближе к 1300 году, после изобретения спускового корончатого механизма, появление первых механических часов произвело переворот в счете времени в Европе.

Точную дату появления механических башенных часов вычислить довольно сложно, однако можно довольно точно определить, когда их еще не было. Сделанная в 1721 году астрономом Робертусом Англикусом запись свидетельствует, что событие ожидалось вот-вот, но еще не случилось: «Производители часов стараются создать диск, чье движение бы точно следовало циклу равноденствия, но не могут усовершенствовать свое творение». Имеем ли мы дело с единичным эпизодом – или использование термина предваряет изобретение?

Ни то, ни другое: употребляемое астрономом латинское слово horologium – часы – в те времена обозначало все возможные виды часов: солнечные, клепсидру, астролябию… Это разнообразие вводило в заблуждение многих историков, читавших на латыни! Разные специалисты предлагали 1284, 1292 или 1314 годы в качестве референтной даты – тогда соборы Эксетера и Кентербери, а вслед за ними мост в городе Кан обзавелись часами, – хотя не сомневались, что этим словом могли называться и колокольни, на которых время отбивали вручную. «Город меня поместил / на этом мосту, чтобы я служил, / чтобы следил я за бегом часов / и люд простой был утешить готов», – гласит симпатичный девиз колокола в Кане.

Надеясь когда-нибудь обнаружить гипотетические данные в архивах, ученые для удобства назначили датой изобретения механических часов 1300 год. Механизм тогда состоял из гири, которая приводила в действие систему зубчатых колес и шестеренок, и регулирующего и спускового механизмов. Это была настоящая инновация того времени: т. н. корончатый механизм служил препятствием для ускорения вращения оси и обеспечивал равномерное движение – условие, необходимое для правильной работы часов. По мнению Жака Ле Гоффа, помимо собственно создания механизма, изобретение перевернуло все общество: во «времена тотальной власти Церкви, торговцы и мастеровые получают в свое распоряжение точно измеренное время, которое можно использовать по своему усмотрению и на светские нужды, и это время подарили механические часы. Это великая революция отношения общества к временному распорядку благодаря часам, установленным повсюду напротив церковных шпилей».

Государственные деятели, в частности, во Франции, незамедлительно оценили важность изобретения: властелином над временем полагалось стать королю, и Карл V приказал в 1370 году, чтобы все колокольни Парижа ориентировались на часы, которые он повелел сконструировать в Королевском дворце на острове Сите. «Так новое время стало государственным», – подчеркивает Жак Ле Гофф. Однако это не помешало правителю сохранить некоторые из своих прежних привычек: в «Книге о деяниях и добрых нравах мудрого короля Карла V» Кристины Пизанской упоминается, что для собственного расписания монарх продолжал использовать размеченные восковые свечи! Делайте, как я велю…

☛ СМ. ТАКЖЕ

Солнечные часы (1500 лет до нашей эры)

Хронометр (1735 год)

1338 год
Песочные часы

Они были созданы около 1338 года в Италии и стали весьма популярны среди моряков, священнослужителей и… художников.

Даже мимолетный взгляд на песочные часы порождает вопрос: они явно основаны на том же принципе действия, что и клепсидра, так как же получилось, что между этими изобретениями прошло 3000 лет? Конечно, причиной стало не вещество, на котором основано измерение времени. В Египте, к примеру, недостатка в песке уж точно не было! Древние архитекторы достигли высокого уровня в области знания законов его движения – они были важны для перемещения каменных блоков при строительстве дворцов, храмов и, конечно, пирамид.

Причина, скорее всего, была в самом сосуде: песочные часы говорят больше об искусстве изготовления и обработки стекла, которым не владели мастера в древности, но которое развилось сразу в нескольких центрах производства в Средние века, прежде всего в Италии, в Венеции и Мурано – в XIII веке в этой области можно было наблюдать самый расцвет стекольного мастерства. Кроме того, герметичность, градус уклона и симметрия двух пузырей, какими бы совершенными они ни были, – условия необходимые, но недостаточные: концепция часов с узким горлышком требовала высочайшего мастерства при регулировании влажности, чтобы песок не прилипал к стенкам. Песочные часы были сконструированы в соответствии с особенностями среды и потребностями людей: в противоположность клепсидре, они не реагировали на изменения температуры, поскольку песок не замерзает при температуре ниже 0 °C.

Кроме того, песочные часы меньше реагировали на угловые отклонения, в частности, когда их использовали в качестве навигационного инструмента на кораблях. Именно эти их свойства определили столь позднее их изобретение – несколько лет спустя после создания механических часов.

По взаимному согласию ученые решили установить датой изобретения песочных часов 1338 год, когда Амброджо Лоренцетти создал фреску «Аллегория доброго правления» в Зале Девяти сиенской ратуши (Палаццо Публико). Одна из женщин, одетая в синее платье, держит в правой руке песочные часы, а левой показывает на высыпавшийся наполовину песок. Этот образ господства над временем служил, вероятнее всего, аллегорией воздержания, но мог и подчеркивать не последнее место Сиены в техническом прогрессе! Конечно, чтобы устройство попало на фреску, оно должно было появиться до ее создания. Но факт остается фактом: песочные часы быстро обрели популярность у моряков… и монахов, которым помогали соблюдать строгое расписание дня в тишине: падение песчинок не нарушало молитвенный покой…

☛ СМ. ТАКЖЕ

Клепсидра (1500 лет до нашей эры)

Механические часы (1300 год)

1452–1519 годы
Леонардо да Винчи

Мифы и реальность в жизнеописаниях Леонардо да Винчи давно перемешались. И тем не менее его можно считать величайшим изобретателем человечества.

Можно ли перечислить достижения Леонардо да Винчи в нескольких предложениях? Конечно, нет! Его жизнь и труды вдохновили множество последователей, каждый год выходят новые книги и статьи о великом ученом, и всякий раз мы открываем флорентийского гения заново. Его наследие настолько разнообразно и настолько изобильно, что любая эпоха, профессия и даже, вероятно, каждый человек может обрести своего Леонардо: ученые до сих пор используют результаты его искусства наблюдения природы, например, в области бионики или создания конструкций, вдохновленных живыми организмами. Столетие назад первые авиаторы признавались, что были его последователями. И архитекторы в поиске идеального города, и инженеры с машинами, и военные с наступательными или оборонительными устройствами, и художники, скульпторы, ювелиры – все они без колебаний применяют открытия знаменитого ученого.

Леонардо да Винчи действительно был выдающимся изобретателем, чье имя сразу приходит на ум, когда размышляешь о творческих возможностях человечества: он стал символом эпохи перемен, которую ознаменовало Возрождение в Европе, хотя сам принадлежит скорее позднему Средневековью и по духу своих творений, и по источникам вдохновения, и (не в обиду некоторым специалистам) по обилию значительных заимствований из шедевров Античности. В ту эпоху понятие плагиата не имело решительно никакого смысла! Отличается Леонардо да Винчи и от своих не менее блестящих современников, начиная с Галилея и Коперника, которые меняли наше видение мира, в то время как сам ученый стремился тщательнее его наблюдать.

Именно умение видеть отличает Леонардо. Он родился в 1452 году в городке Винчи, относившемся к Флорентийской республике. Формировать и оттачивать свой взгляд он начал в возрасте 13 лет в мастерской Андреа Верроккьо, затем утверждаясь в профессии художника, став членом известной гильдии Святого Луки. Леонардо был увлечен анатомией, делал вскрытия, и его рука всегда верно следовала за глазом, о чем свидетельствуют рисунки художника. Уникальность его работ отмечена многими, в том числе Патриком Бушероном и Клаудио Джорджоне в их недавней книге «Леонардо да Винчи, природа и изобретения»: «Леонардо рисует не то, что видит, но то, что думает, что он видит». Этот неподражаемый талант быстро принес ему покровительство могущественных людей того времени, Людовико Сфорца в Милане и Цезаря Борджиа в Риме, а в конце жизни, в 1516–1519 годы, – Франциска I в Амбуазе. Именно там король Франции купил у него знаменитую «Джоконду», чьи загадочная улыбка и таинственный взгляд, которые она дарит толпам поклонников, заворожили и его…

☛ СМ. ТАКЖЕ

Бионика (завтра)

1454 год
Книгопечатание

Библия Гутенберга, напечатанная в XV веке, стала одной из основных вех всемирной истории.

Вопреки распространенному мнению, Иоганн Гутенберг (годы жизни – примерно 1400–1468) не изобретал сам принцип книгопечатания. Еще за тысячу лет до него в Китае была известна ксилография: сперва рисунки, а затем и тексты печатались с оригинала, вырезанного на деревянной доске (от др. – греч. ξύλον – дерево) и смазанного чернилами. Результат этого трудоемкого процесса был зачастую непредсказуем вне зависимости от мастерства художника, и тем не менее на Дальнем Востоке ксилография была распространена вплоть до XVIII века.

Великое изобретение, внедренное Гутенбергом после 1450 года, состояло в использовании передвижных букв. Их делали из металла, и их можно было укладывать таким образом, чтобы формировать страницу любого текста. Конечно, такие буквы оказались более удобными, чем более ранние методы: в случае ошибки не надо было заново вырезать всю доску, достаточно заменить нужные буквы! Изобретатель смог напечатать этим способом свои первые книги, в том числе «Библию Гутенберга» (42-строчную Библию на латыни, «В42»), которая стала результатом трехлетнего труда. Таким образом, 1454 или 1455 год, согласно целому ряду источников, стал переломным в истории Европы и всего человечества.

Как же немецкому изобретателю удалось совершить столь важный поворот в истории? Увы, здесь подробности теряются в тумане: о жизни самого Гутенберга известно крайне мало, источников практически нет: приходится признать, что ради разгадки тайны возникновения типографии прольется еще много чернил.

Гутенберг родился в самом конце XIV века в Майнце и обучался ювелирному делу в Страсбурге, славившемся высокоточной металлургией, и на родине. Около 1430 года политические столкновения вынудили его семью в очередной раз бежать в Страсбург, где он создал мастерскую по изготовлению зеркал на металлической основе. Похоже, что именно в этот период он начал работать над механическим книгопечатанием, осознав его огромный потенциал: все многочисленные манускрипты, переписанные от руки в монастырях, а начиная с XII века – и в светских мастерских, не могли удовлетворить потребности растущего, все более богатого и образованного общества. Не колеблясь, Гутенберг влез в огромные долги, чтобы собрать необходимые средства: историки доказали это доподлинно благодаря документам судебного процесса, в ходе которого книгопечатник судился со своим главным кредитором, торговцем и банкиром из Майнца Иоганном Фустом. Типография с передвижными буквами не сразу достигла ожидаемого успеха, и последние годы своей жизни ее изобретатель провел в ужасных материальных трудностях. Вот как можно изменить мир, но при этом разориться!

☛ СМ. ТАКЖЕ

Зеркало (6000 лет до нашей эры)

Металл (4000 лет до нашей эры)

Чернила (3200 лет до нашей эры)

Бумага (105 год)