Краткая история технологий. Идеи, процессы и устройства, при помощи которых человек изменяет окружающую среду с древности до наших дней
Шрифт:
Одним из нововведений в английском сельском хозяйстве XVIII века стали трех- и четырехтонные глубокие крытые удлиненные повозки (рис. 20), которые также использовались в Европе, и широкие изогнутые повозки – с запада Англии (рис. 21). Они применялись на крупных фермах; под эти повозки разработали типовые модели конской сбруи. К концу XVIII века конская упряжь была почти такой же, как сейчас, с тщательно сконструированным хомутом (наиболее значимая деталь); более легкие и облегающие хомуты применялись в холмистых районах с частым перепадом высот. Садовые ножи и кустарниковые ножи меньшего размера, изготовленные кузнецами с учетом особенностей местности, в основном применялись в Англии, после того как выгоны, необрабатываемые земли и узкие полосы земли сменились полями с заборами (важным умением стала кладка кирпичей и штукатурение).
Рис. 22. Рядовая сеялка Джетро Талла. По оригинальным чертежам, 1701 г.
Однако значимее всего была научная система выращивания растений, предложенная Джетро Таллом, который пытался побороть нерентабельные привычки сельскохозяйственных работников. В 1701 году он предложил делать борозды и высевать семена рядами (рис. 22). Такой прием повышал урожайность в сравнении не только с методом неравномерного распределения семян (хотя данный метод применялся до конца XIX века), но и с существовавшей практикой посева в лунки, сделанные в ряд железным сажальным колом. Лошадь, тянувшая нарезчик борозд, также тащила сзади борону, чтобы засыпать семена землей. Посев семян рядами позволил использовать конный пропашник, который Талл привез из Франции в 1714 году. Его стремление сохранять почву рыхлой и без сорняков особенно повысило урожайность репы; ему удавалось увеличивать среднюю урожайность пшеницы от одной трети среднего количества семян, высеваемых на неудобренной почве, 13 лет подряд. Прямые ряды посевов на полях и обильные урожаи (урожайность пшеницы со времен Средневековья увеличилась втрое) – заслуга последователей Талла, которых хватало как среди английской знати и дворянства, так и среди трезвомыслящих шотландских реформаторов.
Мелиорация
В XVI–XVII веках бурно развивалась мелиорация, сильно изменившая облик Нидерландов и расширившая посевные площади в Италии, Франции и Англии. В Нидерландах мелиорация была серьезной проблемой на протяжении всего Средневековья – периода, когда римские методы обработки земли оказались бесполезными, увеличилось количество осадков, а подтопление земель составляло примерно 10 сантиметров в столетие. Залив Зейдер-Зе достиг наибольшей площади к 1287 году, в этом же году 50 тысяч человек утонули в нем во время шторма. Голландцы волей-неволей становятся экспертами в строительстве дамб и отведении воды по каналам; уже в 1106 году голландских специалистов приглашают работать в Германию. Тем не менее вплоть до конца Средневековья голландцы потеряли больше территорий своей страны, чем восстановили.
В пособии по строительству дамб, написанном в Голландии в 1578 году, представлены методы возведения дамб и защитных сооружений, сопоставимые с методами сегодняшнего дня. Валунная глина укладывалась в основание дамбы; часть дамбы, обращенная к морю, укреплялась сначала глиной и ивняком, морскими водорослями, соломой или камышом, а затем частоколом из коротких свай, промежутки между которыми заполнялись пучками хвороста. В XVI веке голландцы разработали новую методику сухой кладки, благодаря которой затопляемый участок на удаленной от моря территории систематически занимался под пашни. Местность, с которой предстояло отвести воду, окаймлялась прочным земляным валом, а вокруг него делалась глубокая канава. На валу устанавливались дренажные мельницы, перекачивающие воду с территории внутри вала во внешнюю канаву; из канавы вода уходила в реку или канал. Применяемое для этих целей черпачное колесо, приводимое в движение ветряной мельницей, изобрели в XIV веке.
Один из нескольких неудачных проектов осушения Понтийских болот (источника размножения малярийных комаров) площадью примерно 800 квадратных километров предложил Леонардо да Винчи: во многих других регионах Италии были подобные проблемы регулирования водоемов ради здоровья населения, навигации и добывания пищи. Итальянские ученые издавна изучали поведение рек. Галилей в свое время отвечал за воды Тосканы, позже итальянские ученые продолжили его исследования, и к концу XVIII века итальянский математик написал, что «искусство строительства гидрологических сооружений в Италии достигло совершенства».
В этом отношении Франция и Англия обязаны своему прогрессу скорее Голландии, а не Италии. Французский король Генрих IV отправил в Генеральные штаты Нидерландов запрос прислать «четырех квалифицированных специалистов в строительстве дамб», чтобы помочь ему в военных операциях, но позже решил, что мелиорация земель также восстановит благосостояние его несчастной страны. Рядом указов была создана Ассоциация (подобие Контрольного совета в Нидерландах), работавшая до отмены Нантского эдикта в 1685 году.
Английские болота занимали около 700 тысяч акров территории; они в значительной степени защищались древними набережными на побережье Линкольншира и осушались четырьмя тихоходными реками; в 1540 году ими заинтересовались крупные аббатства, расположенные в болотистой местности. Надежда получить долгосрочную большую прибыль от капитальных вложений заставила осушать обширные болота между возвышенностями Нен и Норфолк. Результаты исследования 1589 года показали, что почти вся земля находится над уровнем моря, поэтому для мелиорирования нужно вручную прорыть каналы определенного размера по кратчайшему пути к морю. Но эту работу только в 1630 году начала группа во главе с графом Бедфордом и совместно с известным голландцем Корнелиусом Вермуйденом (главным инженером группы), который уже осушил 70 тысяч акров в Йоркшире (Хэтфилд-Чейз). Схема, разработанная в 1653 году, подразумевала дренаж за счет гравитации; очень быстрый успех схемы вскоре доказал ее негодность – уходящая вода уносила с собой торфяной и даже иловый слой, в результате чего поверхность земли опустилась и вода перестала течь.
К этому времени в Великобритании появились дренажные мельницы голландского типа. В книге «Английские методы мелиорации» (англ. The English Improver Improved) 1652 года дается ссылка на конные, а также ветряные мельницы и описывается процесс подъема воды черпачным колесом, цепным водоподъемником или ковшом. До конца XVII века англичане полностью переделали ветряную мельницу для откачки воды, но даже это важное и весьма актуальное технологическое нововведение принесло мало пользы для осушения болот, ибо в ту эпоху политики противились централизованной организации работ, в отличие от Нидерландов и Франции.
Глава 3
Производство для бытовых нужд
Истоки гончарного дела
Гончарное дело, скорее всего, возникло из мастерства плетения корзин, однако приобрело важное значение только после того, как человек эпохи неолита стал вести оседлый образ жизни: дичь жарилась над костром, но зерновые и бобовые, которые сейчас составляют большую часть рациона человека, требовали медленного приготовления в жаропрочной емкости. Тогда, и только тогда появился повод для широкомасштабного использования емкостей, которые легко делались и также легко разбивались. Глина была в изобилии, а эффект ее затвердевания от огня первобытный человек заметил, сделав глиняный очаг. Керамика хрупка, но нетленна, поэтому керамические изделия чаще всего находят во время археологических раскопок. Но хотя керамика впервые появилась в неолитических поселениях, до возникновения городской культуры, развитие гончарного дела связано прежде всего с городами; горожане распространяли керамику в отдаленные районы, но, когда городское влияние снизилось, гончарное дело пошло на спад. Например, в Великобритании во 2-м тысячелетии до н. э. было много хорошей керамики средиземноморского происхождения, а почти все следующее тысячелетие – очень мало.
Тем не менее гончарное дело заслуживает почетного места среди бытовых ремесел, ибо за века производство керамики и ее вид изменились сравнительно мало. Гончарный круг появился примерно в 3000 году до н. э., но был значительно усовершенствован только в XIX веке. Перед гончаром всегда стояли три задачи: выбор, перемешивание и увлажнение глины; формование изделия; сушка и обжиг изделия, в результате чего оно становилось твердым и прочным. О ранних методах отбора, промывки и замешивания глины с водой известно очень мало. Вторая стадия процесса – формование – изменилась с изобретением гончарного круга. Подготовленный кусок глины помещался в центр быстро вращающегося колеса (по крайней мере 100 оборотов в минуту) и под легчайшим давлением рук гончара поднимался, принимая округлую форму. Изделие, которое неспециалист лепил бы руками несколько часов, гончар делал на гончарном круге за несколько минут, одновременно добиваясь идеальной симметрии изделия. Таким образом, гончарный круг, снизивший мышечное усилие со стороны гончара практически до нуля, стал одним из первых многочисленных трудосберегающих устройств, на основе которых развилась современная промышленность. Не сохранилось ни одного древнего гончарного круга, поэтому невозможно определить, как такое устройство возникло; вероятно, однажды кто-то решил сформовать изделие на вращающемся столе (рис. 23). Простейший круг вращался на оси, вставленной в паз в камне. Раскручиваемый вручную круг позволял сформовать один горшок, потом круг увеличили, чтобы повысить скорость вращения, а по центру сверху расположили круг меньшего диаметра, на котором формовали изделия. Так появился гончарный круг с двумя «колесами», при этом нижнее вращалось ногой гончара, палкой или помощником за счет троса. К VI веку до н. э. гончарный круг использовался как токарный станок для нарезания пазов и молдинга.
Рис. 23. Гончары с гончарным кругом и печью. Египетская лепная композиция, 1900 г. до н. э.
Дабы уменьшить пористость изделия, его высушивали и до обжига покрывали тонким слоем глины, а потом полировали галькой или специальным инструментом, чтобы закрыть поры и сделать изделие водонепроницаемым. На заре развития гончарного дела большие горшки обычно делались двухсекционными, чтобы секции не прогнулись под собственным весом перед сушкой; после предварительной сушки секции горшка соединяли. По тому же методу делали горшки с узким горлышком.