Текст книги "Взламывая прогресс"

Животноводство

У сельскохозяйственной революции, начавшейся около 12 000 лет назад на Ближнем Востоке, было два аспекта: люди стали выращивать растительные культуры, перейдя к оседлому образу жизни, и начали одомашнивать животных.

Когда люди начали заниматься растениеводством и создали оседлые общины, у них стало меньше времени для охоты. Охота была занятием наудачу: иногда было сложно убить жертву, тогда как в других случаях мясо с успешной охоты тратилось впустую, поскольку для его съедения было недостаточно ртов. Для оседлых общин имело смысл выращивать пойманных животных, чтобы их можно было забить при необходимости.

Дикие кабаны содержались в неволе как минимум с 8500 г. до н. э. на Ближнем Востоке и немного позже – в Древнем Китае. Диких овец и коз выбрали в качестве скотных животных кочевые скотоводческие общины – люди, которые пока не осели, но уходили от образа жизни охотников и собирателей.

ВЬЮЧНЫЕ ЖИВОТНЫЕ

Наиболее значительным прорывом было одомашнивание дикого скота на Ближнем Востоке, в Южной и Юго-Восточной Азии с 6 тысячелетия до н. э. Вдобавок к тому, что они давали мясо, молоко, кожу и навоз для удобрения зерновых культур, быки и коровы были сильными тягловыми животными, способными перевозить груз и нести плуг, что сильно расширило области, которые могли быть обработаны. Когда дикие лошади впервые были выращены и разведены в степях Средней Азии около 3000 г. до н. э., возможно, они обеспечивали источник мяса, но вскоре, должно быть, стало ясно, что это прекрасный вид транспорта. Они могли перевозить людей и провизию на большие расстояния и на больших скоростях при коротких дистанциях. Позднее лошади стали важным фактором в военном деле, поскольку они способны перевозить людей и тащить колесницы. К концу 1 тысячелетия до н. э. ослы, верблюды, птицы, слоны, кролики и морские свинки были одомашнены в разных частях мира.

Дикие животные, как, например, эта вавилонская коза, не были одомашнены в одночасье. Понадобились поколения животных, размножаемых селективно, чтобы получились покорные свиньи, овцы и козы, с которыми мы сегодня знакомы. Но как только они оказались в неволе, они стали бесценным источником мяса, шерсти и молока.

АЛЬПАКИ

Примерно с 5000 г. до н. э. люди в Андских горах начали переходить от охоты на гуанако и викуний к скотоводству. Они ловили животных и разводили их. Со временем селективное размножение дало лам из гуанако и альпак из викуний. Свидетельства из Телармачая (Перу) показывают, что к 1800 г. до н. э. эти животные составляли три четверти рациона питания человека. Более крупные ламы разводились как вьючные животные – сегодня они по-прежнему играют эту роль, – а также ради их мяса. Тонкорунные альпаки ценились за свою шерсть.

Пивоварение

Хотя сварить пиво – это непростая задача, у нее давняя история – возможно, начавшаяся даже до сельскохозяйственной революции и первых оседлых общин.

Барельефы на гробницах, датированные 2400 г. до н. э., дают хорошее представление о том, как пивовары Древнего Египта занимались своим делом. Они раздавливали частично пророщенный ячмень, смешивали его с водой и затем высушивали, чтобы получились «пирожки». Затем их разбивали и смешивали с водой, чтобы получить экстракт, который потом бродил за счет диких дрожжей, изначально присутствовавших в глиняных сосудах. Тем не менее есть свидетельства, что люди, вероятно, варили пиво задолго до египтян. Химический анализ каменных ступок, найденных в пещере Ракефет в Израиле, показал следы алкоголя из злаков, приготовленного около 11 000 г. до н. э. натуфийцами, племенем охотников и собирателей, которые вели оседлый образ жизни.

Пиво, известное как куи, варилось на северо-востоке Китая в 3000 г. до н. э. Анализ глиняных емкостей, найденных там, выявил различные ингредиенты, включая ячмень (который мог быть привезен из Восточной Азии исключительно для пивоварения), просо, ямс и корни лилии, использовавшиеся в процессе пивоварения. А следы вина и ячменного пива были найдены в керамике, датированной от 3100 до 2900 г. до н. э., из шумерского поселения Годин Тепе. Пиво было важной частью повседневной жизни в Египте, его пили в больших количествах на религиозных праздниках и давали строителям пирамид. Позже древние греки и римляне предпочли вино пиву, рассматривая последнее как варварский напиток.

Опытный пивовар следит за варкой в Вавилоне.

Свинцовая монета из средневековой Индии. Свинец был одним из первых металлов, выплавленных из руды. Чистый свинец слишком мягкий, чтобы приносить много пользы, хотя до недавних десятилетий из него делали трубы и гидроизоляцию.

Металлы

Люди тысячелетиями знали о некоторых металлах, поскольку их можно встретить в чистом виде в скалах. Будучи мягкими, золото и серебро были полезными для декоративных целей, но с медью была совсем другая история.

Медные ножи и серпы появились в Анатолии с 7000 г. до н. э. после того, как люди поняли, что чистая медь, найденная в скалах, становится жестче при ковке и ей можно придавать разную форму. Неизвестно, как люди впервые обнаружили, что металлы могут быть получены нагревом определенных горных пород. Знание, возможно, пришло от счастливого случая – может быть, от огня, зажженного на куске руды. Но как только сделали это открытие, выплавка стала ключевым технологическим прорывом. Археологи Сербии нашли свидетельства того, что медную руду плавили при высоких температурах для получения металлической меди еще в 5000 г. до н. э. Несомненно, другим счастливым случаем было обнаружение того, что расплавленные медь и олово в совокупности образуют бронзу – сплав, который крепче (а изделия из него – острее), чем оба компонента. Это открытие положило начало бронзовому веку около 3300 г. до н. э.

Выплавлять железо стали ближе к концу 3 тысячелетия до н. э., поскольку для этого требовались более горячие печи. Может быть, обнаружение стали было еще одним счастливым случаем – фрагменты из хеттского поселения, датирующиеся 2000 г. до н. э., выявили следы углерода – возможно, от древесного угля в плавильной печи. Добавление угля сделало получившийся металл крепче и жестче, чем бронза. Около 1200 г. до н. э. производство железа сильно возросло, возможно, из-за того, что производство бронзы усложнилось из-за дефицита олова. Так обозначилось начало железного века. Железо было идеальным для изготовления острых предметов, особенно оружий.

Чаталхеюк в южной Турции был одним из первых городов в истории. Он был построен около 9000 лет назад цивилизацией, переходившей от каменных орудий к медным.

Жители Древнего Египта использовали шадуфы для подъема воды и пользовались ежегодным разливом Нила, происходившим между июнем и сентябрем.

Ирригация

Первыми большими центрами сельского хозяйства были долины рек на Ближнем Востоке, где иногда было слишком много воды, а иногда – очень мало. Решением всех проблем было управление водой, то есть ирригация.

В 6 тысячелетии до н. э. бригады из жителей Самарры выкопали канавы длиной до 3 миль в засушливых землях, располагавшихся вокруг поселения Чога-Мами, на территории современного Ирака, чтобы доставить воду по каналу из ближайшей реки для выращивания пшеницы и ячменя. Восточнее, в долине реки Инд, люди сконструировали резервуары для хранения воды от наводнений, чтобы использовать ее в засушливый сезон. Около 3000 г. до н. э. земледельцы в Месопотамии изобрели шадуф, ведро на канате, висящее на вращающемся деревянном столбе. Они использовали это приспособление для переноса воды из канала на сухую почву. Технология позже использовалась в Древнем Египте, где было разработано бассейновое орошение. Поля были разделены крест-накрест сетью глиняных насыпей, или дамб. Когда река выходила из берегов, вода могла заполнить бассейны, чтобы насытить почву под ней и отдать отложения, богатые питательными веществами. Затем вода могла перетечь в другую группу бассейнов.

Колесо

Катящееся колесо появилось только спустя долгое время после многих других технологий. Сложность была не в том, чтобы придумать цилиндр, катящийся на боку, а в том, чтобы разработать способ присоединения этого цилиндра к неподвижной платформе.

Решением была комбинация колеса и оси, но ее нельзя было воплотить в жизнь до изобретения металлических резцов – сперва медных, – чтобы изготавливать точные конструкции. До изобретения катящегося колеса гончары использовали нехитрые колеса, чтобы вращать свои куски глины, пока они над ними работали, тем самым делая более круглые и гладкие горшки.

Первые деревянные колеса для повозок, вероятно, были сделаны из одного куска дерева – части ствола. Более продвинутые колеса изготавливались из нескольких прикрепленных друг к другу планок с закругленными концами, как, например, найденное рядом с Любляной, Словения, датированное как минимум 3150 г. до н. э. Оно было сделано из двух деревянных досок, прикрепленных друг к другу четырьмя крестообразными скобами, и прикреплено к деревянной оси, вращавшейся вместе с колесами.

Важной инновацией, позволившей создать быстрые военные колесницы, приводимые в движение лошадьми, было изобретение колеса со спицами, прочного, но легкого.

КОЛЕСА ВОЙНЫ

Если скорость и маневренность были не так важны для деревянных повозок, которые тащили быки или толкали люди, то эти качества были необходимы для средств передвижения на войне. К 2000 г. до н. э. воины культуры Синташта боролись на легких колесницах, которые тянули пары лошадей, в степях нынешней России. Через 700 лет эта боевая техника стала известна в Древнем Египте, Месопотамии и других частях Ближнего Востока. Позже колеса колесниц были оборудованы шинами из крепкой бронзы или железа.

КАТКИ

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, как строители Древнего Египта двигали гигантские каменные блоки для возведения пирамид? Или как громадные камни Стоунхенджа ставились на свои места в 3000 г. до н. э.? Есть версия, согласно которой камни, вероятно, тянулись на деревянных катках. Располагая рядом стволы деревьев примерно одинакового диаметра, возлагая блоки на них и используя набор канатов и рычагов, чтобы тянуть и толкать, их можно было перемещать на дальние расстояния. Не все археологи, однако, считают эту идею убедительной.

Мореплавание

Люди тысячелетиями пользовались простыми лодками, приводимыми в движение потоками воды или веслами. Изобретение паруса позволило использовать огромную мощь ветра.

Первое свидетельство использования паруса – картина из Месопотамии, которой 7000 лет. На ней изображен парус на лодке из пучков тростника, плывущей по Персидскому заливу. Другая картина, на этот раз из Египта, датированная примерно 3500 г. до н. э., изображает похожую лодку на Ниле. Между 3000 и 1500 г. до н. э. австронезийцы построили первые настоящие океанские парусные суда для колонизации больших частей Индо-Тихоокеанского региона. С V в. до н. э. финикийские, древнегреческие и древнеримские флоты сражались за превосходство над восточной частью Средиземного моря с триремами, военными кораблями со шлюпочными банками, на которых сидели гребцы, и двумя большими квадратными парусами. Квадратные паруса не могли использовать боковые ветры, так что людям нужно было это контролировать. В XV в. португальцы построили быстрые каравеллы, деревянные корабли с несколькими косыми парусами, чтобы путешествовать для совершения открытий.

Остатки древней речной лодки, на которой плавали по Нилу, в музее Каира. Лодка легко идет вниз по течению, но для движения вверх по течению был нужен парус, и северные ветры на Ниле стимулировали торговлю и строительство в Египте.

«Век парусников» достиг апогея в XIX в., когда быстрые корабли имели до 32 парусов с площадью 2976 кв. м, развивая максимальную скорость в 32 км/ч.

КОСОЙ ПАРУС

Изобретение треугольного косого паруса было одним из самых больших скачков в парусных технологиях. Оно позволяло кораблям лавировать, пользуясь боковыми ветрами. Считается, что первые корабли с косыми парусами были выведены в Средиземное море мореплавателями из Персидского залива во II в. до н. э. Косой парус был установлен по длине судна, и его можно было качнуть влево или вправо, чтобы воспользоваться преобладающим ветром. Это сообщало кораблю движение вперед, тогда как другие парусники были в штиле. К VI в. н. э. косой парус вытеснил квадратный по всему Средиземноморью.

Письмо

Начала письменной коммуникации могут быть видны в наскальной живописи, которой сотни тысяч лет. Это были изображавшие предметы пиктограммы для передачи сообщений, но они могли доносить лишь простые мысли. Считается, что письмо развивалось независимо в Месопотамии, Китае и Мезоамерике.

Письменная речь, изобретенная шумерами в южной Месопотамии, дала возможность коммуникации на большие расстояния и сквозь время. Их письменность развилась из системы счета глиняных жетонов особой формы, которые символизировали разные товары. Первые товарные сделки отмечались жетонами без пометок, но к 3350 г. до н. э. люди наносили простые символы (пиктограммы) на сырую глину стилусами, сделанными из нарезанного тростника, – это была клинопись. Символы обозначали вещи, и могли быть записаны числа, например, количество зерна, пива или скота. Таблички, высушенные на солнце, потом можно было вымочить в воде для повторного использования. А если информация была важной, таблички обжигались в печах.

Пиктограммы прекрасно подходили для описания финансовых операций, но реже они использовались и для передачи более сложных мыслей. Например, изображение козы с четырьмя чертами вдоль нее и храма означало, что в храме было четыре козы, но не объясняло, жили ли там эти животные или продавались туда; живы ли они были или мертвы, или кто ими владел.

На глиняных печатях из Месопотамии использовался набор уникальных символов, отображавших личность человека.

ИДЕОГРАММЫ

Идеограммы изображают мысли через символы и независимы от всех языков. Они результат развития пиктограмм, изображающих объекты, чье происхождение уходит корнями на сотни тысяч лет назад, к изображениям животных, сделанным неандертальцами. К 15 000 г. до н. э. пещерные художники из Ляско (Франция) пошли дальше и использовали идеограммы. Их настенные картины пронзенных животных передавали сообщение, что охота прошла успешно. Сегодня идеограммы повсюду вокруг нас. Например, в США силуэт животного с ветвистыми рогами на желтом дорожном знаке в форме ромба понимается всеми как предупреждение, что впереди олень может переходить дорогу. Символ сигареты с красной диагональной линией, пересекающей ее, повсюду понимается как означающий: «Не курить!»

Тексты, датированные 3200 г. до н. э., обнаруженные в шумерском городе Уруке, имеют смесь пиктограмм и фонограмм – элементов, отображающих звуки. Шумерские писцы давали фонетические значения символам, исходя из того, как звучало слово. Если символ, обозначающий рот, звучал как «ка», то он будет использоваться в любом слове со слогом «ка» – даже если оно не имеет никакого отношения ко рту. В 3-м тысячелетии до н. э. шумерский язык обладал элементами полифонии – некоторые знаки имели несколько фонетических значений, и гомофонии – несколько знаков имело одинаковое фонетическое значение. На самом деле некоторые слоги состояли более чем из десяти символов.

ПЕРВЫЕ АЛФАВИТЫ

Протосинайские письмена Египта Среднего Царства (1800–1500 гг. до н. э.), которые были высечены на камнях Синайского полуострова, являются первыми примерами письма с алфавитом. Произошедшие от древнеегипетских иероглифов, они были предвестниками финикийского алфавита, использовавшегося в восточном Средиземноморье в конце 2-го тысячелетия до н. э. В нем было 22 согласных буквы, но ни одной гласной. Купцы распространили финикийский язык по всему Средиземноморью, он был принят и модифицирован, и создалось множество алфавитов. В их число входили арамейский алфавит, из которого появились еврейский и арабский, и греческий алфавит, из которого развился латинский.

СРЕДСТВА НАПИСАНИЯ

Глиняные таблички и каменные надписи не были единственными средствами письма. Папирус использовался в Древнем Египте как минимум с 3000 г. до н. э., а китайские писцы наносили символы на панцири черепах и кости животных. С 1-го тысячелетия до н. э. мезоамериканские майя рисовали письмена на керамике и стенах, высекали их на дереве и камне, тогда как римляне использовали восковые таблички, ставшие распространенными, по крайней мере среди состоятельных людей, с бронзовыми стилусами, заменившими тростниковые. Китайцы изобрели бумагу, и первая известная напечатанная бумажная книга, датированная 638 г. н. э., была китайским изданием буддийской Алмазной сутры.

Римский кодекс был написан на складной восковой табличке стилусом. Этот замысел привел к появлению бумажной книги.

БУМАГА

Жители Древнего Египта изготавливали предвестник бумаги, папирус, придавливая друг к другу слои мякоти растений, и получались неровные листы. Во II в. до н. э. китайский изобретатель (обычно его называют Цай Лунем) разработал метод изготовления более легкого, более гладкого материала, больше похожего на современную бумагу. Взвесь из растертой древесной коры и конопляных отходов пропускалась через грубую ткань, и собранные остатки высушивались, чтобы потом из них сделать листы бумаги.

Механизмы

Механизмы – это устройства, делающие выполнение задачи легче. Простейшие из них использовались задолго до зари цивилизаций, чтобы двигать, поднимать и резать предметы и материалы.

Машины работают, изменяя величину или направление силы. Так, сила, приложенная к одной части (усилие), передвигает другую для преодоления силы сопротивления (нагрузки). Наклонные плоскости, клинья, рычаги, винты, блоки, колеса и оси являются примерами простых механизмов. Даже современные сложные механизмы – попросту наборы многих таких простых, работающих вместе.

КЛИН И ГОРКА

Старейший механизм – это клин. Тонкий край клина давит на предмет с бóльшей силой, чем требуется для приведения клина в движение, поэтому он прорезает другие предметы. Каменный топор, когда им ударяют по дереву, наконечник стрелы охотника, поражающий оленя, и бронзовый нож, режущий шкуру животного, – все это простые клиновые механизмы. Переориентированный клин становится наклонной плоскостью, или горкой. Наклонная плоскость – это механизм, поскольку она делает подъем груза легче. Горизонтальное расстояние, на которое предмет должен сместиться, больше, чем если бы его поднимали вертикально, но необходимая для движения сила меньше. Простейший пример – пологая горка. Первые люди обнаружили, что тащить строительные материалы или туши животных вверх по горке легче, чем поднимать их вертикально. А древние египтяне строили трапы с низким уклоном, когда тащили тяжелые каменные блоки при строительстве пирамид.

Архимедов винт поднимает жидкости или сыпучие материалы с использованием горки, закрученной вокруг оси.

РЫЧАГИ И ВИНТЫ

Рычаги увеличивают силу. При приложении маленькой силы к краю рычага, вращающегося вокруг неподвижной точки опоры, на большом расстоянии от нее, на другом конце создается сила больше, но на малом расстоянии. Первые известные ножницы – простые рычаги, сделанные из бронзы в Месопотамии во 2-м тысячелетии до н. э. Позже в требюшете использовались более сложные рычаги для запуска каменных глыб или горящих снарядов на врагов, начиная с IV в. до н. э.

ГУЖЕВАЯ ДОРОГА ДИОЛК

Первый в мире рельсовый путь был построен от берега до берега через Коринфский перешеек (Греция) в VI в. до н. э. Это Диолк, путь, покрытый известняком, его длина – 6–8,5 км, на нем есть углубления, отстоящие на расстояние 1,6 м друг от друга, по которым можно было тянуть повозки и даже корабли. Его построили, чтобы избежать необходимости перевозить грузы на лодках весь путь вокруг Пелопоннесского полуострова, он использовался до I в. н. э. Гужевая дорога повторяет очертания холмов, чтобы уклон оставался пологим, так что она является набором наклонных плоскостей.

Винт, другой простой механизм, известен с V в. до н. э. в Греции. Винтовая нарезка фактически является разновидностью наклонной плоскости, намотанной на центральный стержень. Поворот винта двигает нарезку, и для этого требуется меньше усилий, чтобы ее ввернуть вместе с предметом, чем понадобилось бы при толкании предмета в прямом направлении.

КОЛЕСА И БЛОКИ

В древности гончары вращали свои куски глины на «медленных колесах», чтобы улучшить форму своих изделий. К концу VI в. до н. э. или, вероятно, даже раньше в Карфагене мельники использовали жерновые камни, вращаемые вручную для измельчения зерна и приготовления муки. Известно, что в следующем тысячелетии на повозках использовались деревянные колеса, вращавшиеся на осях. В блоках тоже использовались колеса. Простейший блок – это канат, обернутый вокруг колеса для изменения направления силы – например, чтобы поднять или опустить предмет вместо того, чтобы его тянуть в горизонтальном направлении. В составном блоке нагрузка распределена между двумя или более колесами, так что маленькая сила может поднять большой груз. Древние греки изобрели в VI в. до н. э. крановый блок, давший намного более эффективный способ подъема груза, чем с помощью длинной наклонной плоскости. Римляне строили машины еще сложнее, например, триспаст – кран с тремя блоками, позволяющий одному человеку поднять груз массой 150 кг.

В римском кране используются беговое колесо, чтобы наматывать канат, рычаг для подъема груза и блок для изменения направления подъемной силы.

ТАЧКИ

В тачке объединяется два вида простых механизмов – колесо, вращающееся вокруг оси, и рычаг. Поскольку груз расположен немного за колесом (точкой опоры), а ручки очень длинные, тачку поднимать относительно легко. Необходима только часть энергии, которая потребовалось бы для вертикального подъема груза. Вероятно, тачки встречались в Греции 1-го тысячелетия до н. э., хотя свидетельства этого скудны. Они, несомненно, использовались во II в. н. э. в Китае династии Хань, где колеса были достаточно большие, чтобы упростить быструю перевозку грузов по неровной земле.