Текст книги "Краткая история технологий. Идеи, процессы и устройства, при помощи которых человек изменяет окружающую среду с древности до наших дней"

С повышением точности измерения пространства и времени началось развитие картографии. Можно сказать, что современные карты отчасти содержат изображения далекой древности, ибо первобытные народы, вроде полукочевых эскимосов, индейцев и островитян южных морей, встретившихся с капитаном Куком, охотно рисовали приблизительные карты, помогая исследователям. Географические карты Месопотамии, начертанные на обожженной глине, датируются примерно 2500 годом до н. э. У египтян, как уже отмечалось, была древняя система измерения земель, она легла в основу карты, по которой Эратосфен рассчитывал длину градуса долготы. Благодаря книгам великой александрийской библиотеки, хранителем которой он был около полувека (247–195 до н. э.), Эратосфен оставил последующим картографам не только научную и, возможно, очень точную оценку размеров Земли, но и карту мира, известную лишь в средневековой версии, с интерполяцией значений на равномерную сетку (рис. 104). Земля представлена в виде вытянутого прямоугольника, окруженного океаном, но зона охвата – от Уэссана к Гангу и с острова Туле в северных морях к предполагаемым истокам Нила – объединяет знакомые средиземноморские земли с завоеваниями и открытиями Александра Великого. Карту раскритиковал астроном Гиппарх (ок. 161–126 до н. э.) за отсутствие астрономического подтверждения местоположения земель и неравномерность сетки, однако о его предложении взять проекцию для отображения кривизны поверхности Земли не вспоминали до II века.

Римский вклад в картографию был исключительно практическим – карты требовались для политических и военных целей, вроде карты всей империи, которую завершили в правление Августа и запечатлели в мраморе; сохранилась только часть плана имперской столицы и дорожная карта мира на листке 745 × 34 миллиметров. Великую александрийскую традицию продолжил Птолемей, который примерно в 150 году решил «реформировать карту мира» на основе трудов прошлого века, принадлежащих неизвестному географу Марину из Тира. Карта Птолемея имела много недостатков. По его мнению, длина градуса долготы была гораздо меньше той, что предложил Эратосфен, из-за чего площадь Средиземного моря отчасти увеличена на одну треть. 8 тысяч позиций, на которые он опирался, вычерчивая обитаемые земли (180 градусов долготы и 80 градусов широты), основывались на путевых заметках или навигационных счислениях, но не астрономических наблюдениях. Хотя существовало руководство по прибрежной навигации Красного моря, он не знал, что Индия – полуостров, а Индийский океан – не «закрытое море». Его работы важны тем, что он научно обосновал два метода картографической проекции. Они принесли плоды в XV веке, когда «Географию» Птолемея с картами, составленными гораздо позже, перевели на латынь, а потом отпечатали; оригинальную греческую версию впервые опубликовал Эразм в 1533 году. Тем временем география перешла к арабам, а картографы-монахи составляли карты на основе верных и неверных толкований Священного Писания. Технически правильными были только карты, составленные мореплавателями для средиземноморских походов, или морские справочники; после выхода так называемого Каталонского атласа 1375 года (рис. 9), в котором представлены истинные очертания Индии, эти морские карты включали более качественную версию карты мира (лат. mappa mundi).

Рис. 104. Карта мира, реконструированная по идеям Эратосфена

Эпоха географических открытий – результат и причина нового интереса к картографии и глобусам (их брали с собой в плавание Колумб и Магеллан), для которых требовались новые точные приборы. Герхард Кремер (лат. Меркатор) исследовал родную Фландрию, создавал приборы для кампаний императора Карла V, а в 1568 году представил первую из множества картографических проекций; его карты впервые собрали в атлас. Бельгия, Нидерланды и Люксембург превосходили других в картографии в течение века, но французы преуспели в другом – точном измерении дуги меридиана. Ее впервые измерил Жан Пикар в 1669–1670 годах между Парижем и Амьеном, а в 1736–1745 годах ее перемеряла французская экспедиция, отправленная в Финляндию и Перу; экспедиция определила, что Земля сплющена на полюсах. На французской карте 1700 года впервые указали правильные очертания Средиземного моря, а в Генеральном атласе Жана Батиста Анвиля, начатого в 1737 году, удалили воображаемые озера неизведанной Африки, очертили границы Китая в соответствии с китайскими публикациями тех лет и убрали мифический континент из южных морей. Наконец, в 1744 году Кассини де Тури начал составлять карту Франции методом триангуляции в масштабе 1:86 400, потратив на это 39 лет.

Точные наземные и морские карты стали широко распространяться с появлением гравюр. Картография, по сути, одно из искусств, которое больше остальных выиграло от изобретения бумаги и печатного дела.

Арабское производство бумаги подготовило почву для книгопечатания. Греки и римляне уделяли больше внимания тому, что они пишут, чем технике записи. На самом деле единственный значительный шаг вперед – масштабная замена египетского папируса пергаментом. В древности египтяне писали на коже; пергамент не слишком отличался от кожи, на которой периодически писали до XIII века. Пергамент делался из недубленой кожи; лучший пергамент (тонкий) получался из кожи очень молодого теленка или козленка. Кожу промывали и замачивали в извести, чтобы избавиться от грязи и естественного жира; ее сушили в растянутом виде; ее брили ножом и выравнивали, создавая гладкую поверхность для письма. Считается, что слово «пергамент» произошло от Пергама в Малой Азии, где производили этот материал в конце III века до н. э. как жесткую, но более дорогую альтернативу египетскому папирусу, экспорт которого запретил Птолемей Эпифан, желая проверить, как скоро пополнится библиотека Пергама – конкурента египетской библиотеки.

Пергамент распространялся довольно медленно, активнее всего этот процесс шел при Константине Великом. В Северо-Западной Европе пергамент сначала применялся для церковных документов и намного позже для общественно-правовых, ибо его использование запрещалось римским правом. Первоначально для объемных документов прямоугольные листы пергамента сшивались в длинные полосы, которые сворачивались в рулон (похоже на склеенные листы папируса); в начале II века стали складывать большой прямоугольный лист так, чтобы получить страницы различного размера, а затем соединить сложенные листы, дабы сделать рукопись или книгу в современном понимании (рис. 105). Английское слово volume (свиток, том, книга) происходит от латинского volumen – свиток, как и правовой статус Хозяин свитков, и напоминает о том, что первоначально книгу приходилось разворачивать. Книгу в новом формате особенно оценили ранние христиане Египта, которые, как говорят, ее изобрели, чтобы собрать в одном томе несколько священных писаний. Для книги очень средних размеров с 200 кварто-страницами пергамента требовались шкуры не менее двенадцати овец, поэтому написание текста долгое время было гораздо дешевле материала. Для издания книг большими тиражами требовался дешевый и широко распространенный материал.

Рис. 105. Святой Лука копирует свое Евангелие в рукопись со свитка. Из византийской рукописи XII в.

Поэтому западный мир так нуждался в контактах с арабами, которые общались с китайцами. В середине VIII века были взяты в плен китайские изготовители бумаги во время битвы за Самарканд; в Китае бумагу использовали с 105 года или раньше. Сохранились арабские бумажные рукописи IX века; производство бумаги в XII веке начали испанские мавры и, вероятно, мавританцы норманнского Сицилийского королевства. Оттуда производство распространилось среди христиан в Испании и Италии, а в XIV веке – в Германии и других странах, хотя до конца Средневековья важнейший центр производства бумаги находился в Северной Италии.

Первую бумагу называли тканевым пергаментом, ее сырьем служили солома, древесина, лен и хлопок. Сначала требовалось измельчить сырье и смешать его с водой, чтобы рассредоточить волокна. В 1 150 году процесс ускорился благодаря толчее, которая, как полагают, появилась в Ксативе, Испания; в толчее были колесо и толкатели, поднимающие и опускающие пестики в ступе. Толчея первоначально управлялась вручную, потом за счет энергии ветра и воды. Для большей эффективности добавляли шипы, чтобы разрывать на куски тряпье, служившее сырьем. В XVII веке процесс значительно улучшился после внедрения голландера, в котором тряпье измельчалось ножами, установленными на вращающемся цилиндре.

Рис. 106. Водяной знак Тихо Браге

Мягкая бесформенная масса перекладывалась в чан и перемешивалась до однородности. Производитель бумаги погружал в чан прямоугольную форму, дно которой состояло из ряда туго натянутых проводов: в XV веке было примерно 28 проводов на дюйм, но их количество постепенно увеличивали, чтобы получить более тонкую бумагу. Вода сливалась из формы – волокна слипались, формируя лист бумаги. К 1285 году в Италии в форму помещали проволочные изображения, создавая водяной знак (рис. 106). Листы вынимались из формы и раскладывались между слоями войлока. Затем их клали под пресс (рис. 107), вешали сушиться и, возможно, полировали гладким камнем. В XVI веке начали делать бумагу различной толщины, используя отходы дубильного производства, а вскоре после 1700 года, на завершающей стадии производства, бумагу разравнивали деревянными вальцами. В XV веке лист бумаги (8 октаво-страниц) стоил всего около 1 пенса даже в Англии, где производство бумаги развилось очень поздно; примерно с 1650 года значительно вырос спрос на бумагу для оклеивания комнатных стен.

Рис. 107. Французские производители бумаги. Середина XVIII в.

Выход книг в первые 50 лет после начала книгопечатания почти наверняка значил больше, чем в предыдущую тысячу лет. Играя огромную роль для религии, политики и искусства, печатное дело стало технологическим прорывом, который способствовал техническому прогрессу. Поэтому обидно и странно, что до сих пор неизвестно точное происхождение такого эпохального изобретения. Нельзя даже определить, насколько повлияли на западный мир открытия, несомненно сделанные в странах Дальневосточного региона.

Печатное дело появилось раньше типографского. Римляне вырезали узоры на деревянных блоках, которыми штамповали гипсовые конструкции и делали рисунчатый текстиль. В конце XIII века Марко Поло описал бумажную валюту Монгольской империи и познакомил с ней купцов Северной Италии, которые часто торговали с Востоком. В странах Дальневосточного региона с помощью штампов печатали игральные карты и религиозные амулеты. Хотя о существовании печати на Востоке европейцы знали задолго до XV века, неясно, была ли им известна технология. Непонятно, то ли идея и метод пришли с Востока, то ли европейцы самостоятельно изобрели печатное дело. В любом случае примерно в 1400 году игральные карты и портреты святых печатались в Венеции и южных немецких городах. Так как портреты святых помещали в книгах, то естественно предположить, что религиозные блочные книги (отпечатанные с деревянных форм) появились до изобретения книгопечатания. Самая ранняя сохранившаяся блочная книга датируется 1470 годом.

Для обычной печати необходимы четыре вещи. Две из них – штамп с вырезанным рельефом и бумага, на которую переносится рисунок, – мы уже кратко рассмотрели. К двум другим относятся подходящие чернила и пресс для переноса чернил со штампа на бумагу.

Сначала печатали чернилами на водной основе, аналогичными тем, что были у писцов, однако их физические свойства не подходили для нового процесса. Очень трудно равномерно распределить чернила на деревянной печатной форме (этот недостаток стал особенно заметен с появлением металлических форм), ибо на таких поверхностях чернила на водной основе скатываются в капли. Кроме того, приходилось использовать фильтровальную бумагу, из-за которой изображение размазывалось и виднелось на обратной стороне листа. Так как у воды относительно низкая вязкость, бумага скользила по поверхности формы, пока изображение передавалось с помощью пресса. Большинства из этих трудностей удалось избежать с чернилами на масляной основе, которые получали перемешиванием кипяченого льняного масла с сажей или толченым древесным углем. Считается, будто на льняное масло обратили внимание оттого, что его в начале XV века использовали как лак фламандские живописцы; вероятно, чернила на масляной основе наносили на деревянные печатные формы до времен Гутенберга, которому это приписывают с 1499 года; в любом случае такие чернила применяли более четырех столетий. Поначалу, чтобы перенести чернила с формы на бумагу, ее обратную сторону проглаживали кожаной подушечкой, но вскоре появился винтовой пресс, который оказывал более равномерное давление. На таком прессе работали только с чернилами на водной основе, дабы в процессе печатания не сдвигалась бумага.

О прессе уже хорошо знали и использовали его для распрямления тканого полотна и изготовления бумаги, поэтому на первом этапе его не следовало сильно изменять. Процесс печатания значительно упростил тимпан – обтянутая пергаментом рама, к которой крепился печатный лист. Тимпан помогал переводить изображение и текст на печатный лист без искажений и смещений (рис. 108).

Сказанное выше относится к истокам рельефной печати. Технологию глубокой печати, когда печатный оттиск получают с форм, на которых краска находится в углубленных печатающих элементах, знали еще в древности. С древних времен золотых и серебряных дел мастера украшали свои изделия линиями, выгравированными острым инструментом под названием грабштихель; гравированная таким образом металлическая пластина использовалась для печати. Кроме того, в XV веке оружейники делали гравирование травлением. Поверхность под гравировку сначала покрывали кислотоупорной пленкой. Рисунок прорезали через пленку, чтобы обнажить металл, который разъедался кислотой; при необходимости рисунок дорабатывался грабштихелем или еще одной гравировкой травлением. Считается, что самые ранние гравировки делали примерно в 1346 году; гравировку травлением – приблизительно с 1500 года. Таким образом, печатное дело развилось в XV веке на основе метода весьма отличного от рельефной печати, хотя последняя оказалась экономичнее для иллюстраций и печати с подвижных литер.

Хотя книгопечатники вскоре научились украшать книги иллюстрациями, планами, схемами и картами, изображение которых вырезалось на деревянной форме в виде блока или металлическом (как правило, медном, но иногда латунном или свинцовом) блоке, лишь изобретение печати подвижными литерами в середине XV века послужило началом создания современной книги. Рельефная печатная форма позволяла воспроизводить сложный узор из линий, но каждая такая кропотливо созданная форма выполняла только одну операцию. Вместе с тем у подвижных литер было три преимущества. Во-первых, их использовали повторно, срок их годности ограничивался только износом. Во-вторых, набор литер легко и дешево обновлялся, отливаясь в формах (рис. 109). В-третьих, взаимозаменяемость требовала строгой стандартизации размеров и форм написания: такое непривлекательное единообразие, характерное для серийных изданий, повышало читабельность текста.

Рис. 108. Печатники за работой, с печатными регистрами и тимпаном. Франкфурт-на-Майне. 1568 г.

Рис. 109. Шрифтолитейщик льет расплавленный металл в форму. 1568 г.

Изготовление отдельных букв или символов стало давно устоявшейся практикой. Если надпись под деревянной печатной формой с изображением святого повреждалась, буквы вырезались, а на их место приклеивались новые, дабы не переделывать всю форму. Было бы удивительно, если бы ранние производители игральных карт не решили создать отдельную рельефную деревянную форму для каждой масти и не сделали бы глиняную форму, чтобы после отлить в ней свинцовую или оловянную печатную форму. Однако результат все равно был бы грубым, а для печати с подвижных литер требовались литеры, все шесть поверхностей которых регулярно сочетались бы друг с другом.

Вполне вероятно, что решающие изменения произошли после более чем одного эксперимента. Иоганн Гутенберг – страсбургский ювелир, вернувшийся в родной Майнц в 1446 году, – считается деятельным, но спорным персонажем; возможно, Иоганн Фуст – его товарищ-ювелир и когда-то деловой партнер, который, по предположениям некоторых, украл технологию Гутенберга, на самом деле проводил эксперименты самостоятельно и раньше Гутенберга. Книги, напечатанные в Голландии до книг Гутенберга и Фуста в Майнце, могут принадлежать третьему независимому экспериментатору – Костеру из Харлема или другим мастерам, не обязательно голландцам: известно, что книги печатали и на юге Франции. Первая масштабная по современным меркам типография открылась в Майнце и связана с именами Гутенберга и Фуста. Не позднее 1448 года, используя калиброванные литеры, они выпустили приличный тираж Библии Вульгаты.

Вполне вероятно, что книгопечатники Майнца создавали литеры на основе стальных штемпелей, которые были известны им, ювелирам, чеканящим монеты; хотя ранее для печати применяли и медные штемпеля. Штемпель вгонялся ударом молотка в более мягкий металл, вроде свинца, и полученная матрица вставлялась в форму для отливки литеры. Неизвестно, из какого металла таким способом отливали литеры, но, скорее всего, это был сплав на основе олова с примесью висмута, который применяли изготовители певтера в XV веке. Литеры вынимались из формы и обрабатывались напильником внизу (с конца, который в форме находился сверху), чтобы придать им необходимую высоту – примерно 1 дюйм; размерные стандарты ввели гораздо позже. С учетом составленных букв и сокращений следовало изготовить более 150 символов для каждого типа литер; на создание одного штемпеля уходило несколько дней. На набор одной страницы Майнцской Библии вручную из не вполне регулярных литер у одного человека уходили сутки. Наборщик брал пинцетом каждую букву и устанавливал ее в строку в наборную верстатку. Строки из литер, составляющие страницу, фиксировались рамой; проводилась сверка, вносились исправления; далее начиналась печать, от двух до шестнадцати страниц в зависимости от размера, на отдельных листах бумаги.

Так печатали книги в эпоху Возрождения, создавая новый мир, в котором латынь еще не была мертвым языком. Интересно, что в XV (как и в XX) веке корректор использовал определенную аббревиатуру для указаний наборщику. Римский шрифт ввели до 1500 года как гуманистический жест против так называемого готического шрифта, который Гутенберг и другие книгопечатники разработали на основе жирных, черных рукописных букв своего времени. Гуманисты эпохи Возрождения предпочитали шрифт близкий к древнеримскому, а именно каролингский книжный почерк IX века, которым переписаны многие сохранившиеся античные манускрипты. Некоторые самые ранние римские шрифты выполнены с удивительным мастерством и артистизмом; шрифт француза Николаса Дженсона, созданный в 1470 году, считается непревзойденным. Во всяком случае, после внедрения курсива (дополнительного подражания римскому почерку) венецианской типографией «Алдин» в 1495 году начинается очень медленное вытеснение готического шрифта в Центральной и Северной Европе. Пример проработки шрифтовых деталей – шрифт, созданный при Людовике XIV Французской академией наук, когда буквы тщательно вписывались в ровные квадраты.

В 1450 году книгопечатание по-прежнему формировалось, однако к 1500 году опубликовали 40 тысяч книг, причем более двух третей выпустили типографии Германии и Италии и двенадцати других европейских стран, где уже развилось искусство печати. В ближайшие два с половиной столетия прогресс замедлился: подсчитано, что все незначительные изменения, вместе взятые, не позволяли выполнить заданный стандарт работы более чем в три-четыре раза быстрее, чем в XV веке. Среднее качество печати в начале XVIII века было намного ниже, чем в начале книгопечатания в Майнце.

Рис. 110. Типография. Страданус «Новые разработки», 1590 г.

Бросающееся в глаза изменение XVI века – сокращение числа примыкающих букв; с уменьшением количества требуемых единиц начали набирать текст из двух наборных касс, причем «нижний регистр» (касса строчных литер) включал все строчные буквы, рассортированные по отсекам; самый большой состоял из букв, которые требовались чаще всего. Матрицу отпечатывали на меди стальным штемпелем, поэтому форма стала аккуратнее, а после отливки требовалось меньше дорабатывать буквы. Появился сплав из свинца и сурьмы, напоминающий современный металл для литер; когда оливка шрифта стала отдельной индустрией, после 1600 года шрифты немного стандартизировали.

Деревянный печатный пресс (рис. 110) совершенствовали по-разному. Сначала сделали так, чтобы основание, держащее литеры, двигалось взад и вперед по рельсам. Далее внедрили рукав – полый деревянный блок, через который проходил винт пресса и к которому присоединялась верхняя половина пресса во избежание скручивания при создании оттиска. В то же время основание литеры делали из плоского камня. Появился так называемый голландский пресс, созданный амстердамским издателем, географом и астрономом Виллемом Янсзоном Блау. Это был улучшенный поворотный механизм с рукавом совершенно иной формы, он широко использовался в Бельгии, Нидерландах и Люксембурге и был первым прессом в Северной Америке. Однако в английских прессах рукава долгое время оставались квадратными и большими.

Интересно развивалось искусство иллюстрации. Два величайших художника Дюрер и Рембрандт использовали технологию гравирования, на основе которой получалось небольшое количество отпечатков. Технология представляла собой так называемый метод гравирования «сухой иглой», выполняемый стальным острием; как правило, вырезанный материал оставляли на одной стороне борозды, чтобы удержать больше чернил и смягчить линию. Рембрандт и его земляки имели непосредственное отношение к распространению технологии гравирования травлением – аккуратному рисованию иглой на поверхности металла, покрытого тонкой пленкой, когда кислота разъедает металл по линиям. Потом появилось меццо-тинто, которое его изобретатель, Людвиг ван Зиген, представил находящемуся в изгнании принцу Руперту в 1654 году, однако это изобретение зарегистрировали как «новый метод гравирования принца Руперта» в списке «экзотических и редких секретов» в каталоге ремесел, продемонстрированном Джоном Эвелином в Королевском обществе в январе 1661 года. Как и гравирование «сухой иглой» и травлением, данная технология выполняется остроконечными стальными инструментами, оставляющими на пластине бороздчатые отпечатки, пересекающие друг друга в разных направлениях.

Создать большое количество отпечатков удавалось только при помощи гравирования травлением, однако обычная гравировка все чаще применялась для книжных иллюстраций, когда требовалось передать тонкие линии. Их, как правило, печатали на отдельных листах (отсюда название «пластины»), но с XVI века иллюстрации такого рода начали вставлять в текст. Технология глубокой печати требовала приложения сильного давления, и, чтобы получить на бумаге контрастный оттиск, следовало применять мелкодисперсные чернила, способные заполнить самые тонкие бороздки. Для этих целей служил роликовый пресс, похожий на гладильный каток для белья: намазанная чернилами гравированная пластина и влажная бумага помещались на деревянную доску, и все это проходило между роликами за счет вращения верхнего ролика. В отдельных случаях гравировка фактически заменяла текст. Обычному наборщику было слишком трудно набирать музыкальные ноты; для этих целей их гравировали на пластинах из меди или певтера; сначала нотный стан размечался инструментом для штриховки, а в XVII веке музыкальные ноты стали печатать. В то же время, желая украсить книгу, начали делать гравированные титульные листы.