Железо

ЖЕЛЕЗО

                            

                                       I

Итак, первыми железо научились делать хатти. А после крушения царства хеттов оно постепенно стало распространяться на Кавказ, и, видимо, по Степи. Сырьё и технология, которые использовали хетты, доподлинно не известны. Есть  только сообщения греков, что они применяли для выплавки «чёрный песок». Возможно, это был магнитный песок, который получается при выветривании магнитного железняка – важнейшей из железных руд. Кроме магнитного железняка с древности используется красный железняк (он же гематит, кровавик, железный блеск). Эта руда имеет несколько различных по виду форм. Окатанные зёрна  могут быть похожими на чёрный жемчуг. Из кровавика делают красную краску «мумия». И ещё одна железная руда, широко распространённая по всей земле – бурый железняк (охра). Он образуется, когда соединения железа «натекают» к корням растений, образуя плотные комки. Особенно быстро такие образования растут в болотах (болотная руда). Также образуется озёрная и луговая руда. Последнюю добывали вспашкой. Комки иногда затвердевают, образуя с одной стороны твёрдую блестящую сферическую корку (бурая стеклянная голова). Такие головы чаще находятся в горных залежах, которые вскрывали рудокопы.

Хатти и хетты выплавляли железо в домашних очагах, или в горнах для обжига керамики. Для этого в глиняный горшок помещали шихту и ставили на огонь. Шихта состояла из измельчённых руды и древесного угля, а также флюсов (доломитовый песок, костная зола). При нагревании уголь соединялся с рудой, вытесняя из неё шлак, а флюсы  этому способствовали. Постепенно в массе шихты начинали выделяться капельки железа, которые просачивались вниз и собирались в слиток. Часов через шесть горшок снимали с огня и остужали. Потом доставали из него слиток стали – углеродистого железа. Такая технология плавки широко распространилась по всей Азии в последующие столетия. Около 4300 года арии принесли её в Индию и на Алтай. В Китае железо широко распространилось около 4700 года и сначала на Янцзы, а не на Хуанхэ. Приблизительно к 5000  году китайские металлурги догадались составлять шихту из угля и кричного железа. В результате они получили сплав, содержание углерода в котором было очень высоким,  – чугун. К 5100 году была создана специальная печь для выплавки чугуна – китайская вагранка. Она представляла собой вертикальную камеру высотой около метра с отверстием для нагнетания воздуха. С этого времени в Китае распространилось чугунное литьё. Выплавка железа за столетия стала ремеслом. В домашних очагах его уже не выплавляли. Вместо горшков использовали специальные тигли – узкие  керамические цилиндры высотой около метра с отверстием вверху для выхода газов. Несколько таких тиглей устанавливалось в специальный горн и засыпалось гравием так, что из него торчали только верхушки. Верх обкладывался древесным углем и хворостом. По окончании плавки и остывании тигли разбивали и слитки извлекали. Из одного тигля получали около 2 кг стали.

Был и другой способ, более распространённый в Европе. По этому способу  железо плавили  в «волчьих ямах», диаметр которых был около 1,5 м, а глубина – 0,6 м. В таких же ямах плавили и медь. Ямы устраивались так, чтобы был наибольший доступ воздуха –  большей частью на вершинах гор. Применялась обычно луговая или болотная руда, которые при нагреве выделяют много газов. Поэтому их надо было предварительно прокаливать в кострах в течение суток. Ямы тоже предварительно просушивали и прогревали, разводя в них костры. Потом в яму укладывали древесный уголь, а сверху – шихту и поджигали. В течение суток в яме шёл процесс плавления железа, которое просачивалось вниз и образовывало крицу – ноздреватое тело, состоящее из железа и шлака. По окончании плавки крицу вынимали и выколачивали деревянными молотками, чтобы выбить шлак и несгоревший уголь. Позже над ямой стали сооружать конус из прутьев, который обмазывали глиной. Так был создан горн. Около 5000 года горны делали из глины и в землю заглубляли не всегда. В нижней части горна устраивали сопла (для вдувания воздуха мехами) и отверстие для выпуска шлака. Для извлечения крицы горн разбивали.

Готовые изделия из железа получали в кузнице. Там слитки разогревали и придавали им нужную форму ударами молота. Очень важно при этом выбрать правильную температуру, иначе качество изделия не будет соответствовать требованиям. Для этой цели кузнецы научились различать цвет металла. Цвета каления железа позволяют определять температуру с точностью до 50˚С. При 500˚ свечение слабое светло-вишнёвое. 650˚ − «вечерняя заря», 750 – «сырое мясо», 800 – «утренняя заря». Свыше 1250˚ — «белое каление». При менее высоких температурах ориентируются по изменению цвета побежалости – цвета окисленной плёнки на поверхности металла. Эти цвета различают через 5˚, от бледно-жёлтого при 215 до фиолетового с зелёным оттенком при 330. Чтобы лучше различать цвета каления или цвета побежалости в кузне всегда полумрак, и от этого кузнецы кажутся колдунами. Да так оно и есть!

Свойства железа зависят от температуры, до которой его нагревали и от того, как быстро и до какой температуры его потом охлаждали. Поэтому были разработаны разные способы закалки  железа с охлаждением на воздухе, в воде, в масле. Для получения более прочного материала некоторые металлурги закапывали заготовки в землю, и когда ржавчина выедала слабые участки, ковали оружие из тех кусков, что остались невредимыми. Для придания лучших свойств оружию часто на мягкий железный сердечник наваривали стальные лезвия. Это трудно сделать потому, что при нагреве на металле образуется окалина, которая препятствует соединению пластин. Удаляли окалину, посыпая места сварки флюсами, состав которых и был главным секретом каждого кузнеца. Для упрочнения поверхности изделие выдерживали в древесном угле при температуре около 1000˚. Иногда вместо угля использовали обмазывание свиным салом. При этом закручивали в ремешки из козлиной кожи и обвязывали льняными нитками. Потом также помещали в горн и держали, пока не сгорит кожа. Так производилась цементация изделий. После изделия обтачивали, затачивали и, если надо, полировали.

К 5000 году наиболее развитой была металлургия железа в государстве Магадха в Индии. Там умели делать и тигельную сталь, и чугун, и кричное железо. Хорошие стали умели делать персы, но и у них была поговорка «везти железо в Индию», которая имела смысл «в лес дрова возить». Магадха экспортировала сталь в слитках, которые назывались «вуц». Это была «лепёшка» диаметром 12 см и толщиной 1 см. На вуце был виден узор, который образовывала структура самой стали. Это был лучший материал для изготовления булатных клинков. «Булат» по-персидски сталь. Внутренний (структурный) узор был и на булатных клинках. Клинки эти можно было сгибать вокруг головы, от уха до уха. Они издавали при ударе мелодичный звон, ими в воздухе можно было разрезать газовый платок. Вуц выплавляли в тиглях, смешивая чугун с кричным железом. Этот процесс был очень сложным, так как железо должно быть расплавлено не полностью, а остаться внутри расплава небольшими твёрдыми включениями. Так и обеспечивалась особенная структура булатной стали. Персидские мастера, видимо, были не такими умельцами, как индийские. А далее на запад умение изготавливать булат не распространилось – квалификация металлургов была низкой. В Сирии делали «дамасскую сталь». Это был «поддельный» булат. Его получали из обычной стали многократно сложенной и  скрученной, а потом раскованной. В результате тоже получался узор, похожий на булатный. Вследствие кузнечной сварки пакетов мягкого и твёрдого железа прочность дамасской стали была выше, и оружие из неё было лучше, чем обычное. Но качеству булата она изрядно уступала.  В Европе умели только рисовать узоры на клинках. Качество европейского железа оставляло желать лучшего.

***

В этот период по всей Азии от Европы до Китая строили однотипные храмы: на прямоугольном основании из утрамбованной земли возводили стены из кирпича. Крыша храма опиралась на колонны, окружавшие здание по периметру. В Греции, где камня было в избытке, основание и колонны стали делать из гранита и мрамора. При этом на Балканах, где до этого деревянные колонны делали из цельных стволов, каменные колонны стали делать гладкими (дорический ордер). На островах и в Анатолии, где больше было тонкоствольных деревьев, колонны делали из сплоченных тонких стволов. Когда их стали делать из мрамора, то в память о деревянной конструкции нарезали канавки вдоль ствола колонны – каннелюры. Так развился ионический ордер. В Ассирии царь Саргон к 4800 году  построил новую столицу Дур-Шаррукин. Город был окружён стеной семикилометровой длины, высотой 20 м. По дороге, проходившей по стене, могли скакать в 7 рядов колесницы, не задевая друг друга. Через каждые 27 м над стеной возвышалась четырёхугольная башня высотой 24 м. Синаххериб перенёс столицу в Ниневию. В ней были проложены новые прямые улицы (Синаххериб распорядился, чтобы всякий, кто осмелится выстроить дом, нарушив прямую линию улицы, был посажен на кол на крыше своего дома).  На искусственной платформе были сооружены храмы, дворец, посажен  парк. Для снабжения города и садов питьевой водой, были прорыты 18 каналов. Арки использовались  в Вавилоне (в Садах Семирамиды) ещё в 4900 годы.  В дальнейшем появились разные  арки: стрельчатые, коробовые, циркульные. В Европе арки строили этруски, прибывшие с востока, и научившие этому  римлян. Римляне  строили мосты и акведуки, мостили дороги. Но мореходство на западе было на уровне бронзового века. В Индийском и Тихом океанах уже широко применялись косые паруса, позволявшие использовать боковой ветер и увеличивавшие скорость судна.  Китайцы изобрели компас и карданов подвес для его установки, и использовали их в морских путешествиях. Но в Европе о Китае ничего не знали. Косые паруса византийцы переняли у арабов. В  Европе посчитали это византийским изобретением и назвали эти паруса «латинскими».

Около 4700 ассирийцы изобрели метательную машину, которая постепенно распространилась на востоке и на западе.  К 5200 году как в Средиземье (вокруг моря), так и в Серединном государстве (Чжун го) войска имели большое количество катапульт, баллист и арбалетов. На западе применяли устройства разных типов: натяжные, торсионные и гравитационные. В Китае – преимущественно натяжные. Европейские катапульты имели низкую точность и делали 4 выстрела в час. Наиболее распространённый калибр метал 30 килограммовое каменное ядро, которое можно было, обмотав паклей, поджигать. Китайские машины представляли собой сложные мощные арбалеты, часто из нескольких соединённых луков. Они были многозарядны и позволяли вести залповую стрельбу. Точность их была гораздо выше, что достигалось возможностью наводки, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Они позволяли метать стрелы и копья, но некоторые машины могли также метать камни и горшки с нефтью. Дальность стрельбы, как на западе, так и на востоке была в пределах 1 км, но наиболее эффективна стрельба была на расстоянии от 100 до 500 м.

Механические устройства применялись в храмах. Существовали статуи богов, которые поворачивали головы, открывали глаза, рот, поднимали руки благословляя. Их, конечно, создавали жрецы. Понятно, что секреты этой механики строго охранялись. Поэтому описаний их найти не удастся. Есть только описания «чудес». И не ясно, как эти чудеса возникли – посредством механики, или внушения, или, может быть, химического воздействия на прихожан. Известно, что целый ряд автоматов разработал Герон Александрийский. Известно о механических игрушках в Греции, Риме, в Китае. Со дна моря поднят бронзовый механизм из множества шестерён, который перевозило греческое судно. А известный механик Архимед, живший в 5221-5296 годах, закладывал уже начала теоретической механики.

Около 5300 года в Иране для размола зерна стали использовать силу ветра. Ручные мельницы к тому времени были распространены по всему Старому свету. Во многих местах для вращения жерновов впрягали ослов. Персы догадались закрепить на верхнем жёрнове вертикальную ось, к которой присоединили мачты, расположенные вокруг на равном расстоянии от оси. На мачтах поставили прямоугольные паруса. Под действием ветра конструкция поворачивалась, вращая верхний жёрнов.  Водяные мельницы тоже появились где-то между Месопотамией и Мавераннахром. Здесь догадались продлить вал чигиря (водоподъёмного колеса) и насадить на него деревянную шестерню. Другая шестерня, насаженная на ось верхнего жёрнова мельницы, зацеплялась с первой. А сам чигирь, на котором ковши заменяли на лопатки, превращался в водяное колесо.  Потом додумались и ветряные мельницы делать с горизонтальным валом и деревянными крыльями. Водяные мельницы, постепенно распространяясь, стали известны в Европе, ветряные там до крестовых походов известны не были.

Практическая химия была развита в Египте. Там, в сухом жарком климате были доступны многие природные химикаты: квасцы, сода и другие «земли». При бальзамировании мумий использовались смолы и соли. Больших успехов египтяне достигли в получении различных красителей, имели опыт плавки золота и изготовления стекла. Когда Египет был завоёван греками, в Александрии была открыта Академия, где собралось много учёных греков. В числе других наук там изучалось и «тайное искусство» − химия. Жрецы храма Сераписа собрали множество рецептов, описывающих химические процессы. Часть их касалась изготовления поддельного золота, «драгоценных» камней. «Тайное искусство» в Александрии проникало из Академии в город, и многие ремесленники делали сплавы, похожие на золото. В результате появилось много фальшивых монет, и впоследствии римские императоры вынуждены были запрещать эту деятельность и исследования.

Александрия была культурным центром греческого мира. Там появились культы, объединявшие греческие и египетские божества. Главным из них был Серапис (Осирис-Апис) – бог плодородия, богатства и «западной пустыни» – обители умерших, где по результатам взвешивания бог Тот выносил приговор. Тот был египетским аналогом  Гермеса – бога воров, торговцев и бродяг. «Трижды величайший» Тот был богом мудрости. А Гермес Трисмегист («трижды величайший») считался создателем алхимии. Греческие учёные разрабатывали учение о стихиях, составляющих первооснову мира: земле, воде, воздухе и огне. Аристотель добавил пятый элемент – «квинтэссенцию» эфир. Однако точно такая же система из пяти элементов была известна и индийцам. У китайцев тоже было представление о пяти основных началах. Они также причисляли к ним землю, воду и огонь. Но в отличие от западных мыслителей китайцы не сложили вместе духовные сущности и телесные. Место «тонких материй» — воздуха и эфира – в их системе пяти сущностей  заняли дерево и металл.

Алхимия существовала и в Китае. Там тоже искали способы превращения металлов в  золото. Но на Востоке большее внимание уделялось здоровью и поискам бессмертия. Одним из средств укрепления здоровья считалась киноварь. Для борьбы со всяким злом и насекомыми (нечистью) применяли смесь порошков серы, селитры и дерева. Потом выяснилось, что эта смесь хорошо горит, и её стали использовать даже в военных целях. К 6000 годам (около 500 от рождества Христова) опилки заменили толчёным древесным углем. Так был получен порох, который стали применять в фейерверках и бомбах. К 6500 годам догадались заряжать порохом бамбуковую трубку и стрелять из неё в противника. Так было изобретено огнестрельное оружие. В те же столетия в Китае научились делать фарфор. Бумага была изобретена около 5300 года. До того писали на бамбуковых дощечках или на шёлке. Первая бумага делалась из очёсов шёлка, потом придумали делать её из коры шелковицы с добавлением  тряпья. В Китае, как и в Шумере, и Мелуххе  издавна использовали личные каменные печати. Когда была изобретена дешёвая бумага, придумали вырезать на досках целые фразы и отпечатывать их на бумаге. К 6500 годам китайцы уже печатали книги, которые сшивали в виде тетрадей.

С упадком греческой цивилизации центр «тайной науки» переместился в Персию, а после арабских завоеваний – в Багдад. Расцвета арабская наука достигла к 6300 году (800 от рождества Христова). Приблизительно в это время существовало несколько научных центров, как на востоке, так и на западе Халифата. Самым выдающимся арабским алхимиком был ар-Рази, написавший «Книгу тайны тайн». У него была хорошо оснащённая лаборатория. В ней имелась различная стеклянная посуда, включая колбы, а также сита, фильтры, ступки, щипцы, шпатели. Были плавильные печи, горелки, жаровни, песчаные и водяные бани. Ар-Рази классифицировал вещества, разделяя их на землистые, растительные и животные. Ему были известны нашатырь, цинк, 7 видов купоросов, 11 видов солей. С крушением Халифата научные центры пришли в упадок, развитие науки прекратилось, и алхимики скатились к поискам путей превращения металлов в золото.

В развитии медицины впереди всех были индийцы. Уже в 4500 годы была создана Яджурведа,  содержащая медицинские сведения. Позднее в Индии была развита хирургия. Причём индийские врачи умели останавливать кровотечения. На западе этого делать не умели, и развитие хирургии это замедляло. Существовали гигиенические и  психологические требования к врачам. Вообще гигиена в Индии признавалась важным фактором здоровья. Даже практиковалась чистка зубов. Лечение последствий укусов ядовитыми змеями вообще было развито древними индийцами, после них практически не было добавлено ничего. Китайская медицина, которая имеет письменные памятники с 4800 годов, также не обходила вниманием вопросы гигиены. Для избегания заражения паразитами  предписывалось мыть руки перед едой. Ещё в 4500 годы в Китае производили оспопрививание. С 5000 годов производились хирургические операции с применением наркоза, помещение заразных больных в карантин. На западе медицина развивалась в Александрии после походов Александра Македонского. Там учёным было разрешено вскрывать трупы. Поэтому анатомия там поднялась на уровень недостижимый в других обществах. Возможно, здесь сказалась древнеегипетская традиция бальзамирования мёртвых. Позднее греческие и римские врачи достигли больших успехов, и уровень медицины на западе приблизился к тому, что имелось в Индии и Китае. Лечение психических заболеваний в Европе началось с Гиппократа. Он различал виды психических расстройств и предлагал методы их лечения. Эпилепсию признавал наследственной болезнью, указывал на происхождение психических расстройств от злоупотребления вином, употребления наркотических средств. Греки и римляне лечили психические болезни музыкой, холодными ваннами. Вообще, в те времена уже использовалось огромное количество различных лекарств растительного, животного и минерального происхождения. Китайские врачи в  качестве лекарств  применяли жень-шень, лимонник, ревень, чай, лук, чеснок. Они же использовали для этого кожу слона, кровь, печень и когти тигра, панцирь черепахи. Из минералов применяли серу, ртуть, сурьму, соединения меди и серебра. Гиппократ использовал белену, бузину, зверобой, клещевину, чемерицу, чилибуху, чеснок и шалфей. Применял жир быка, барана, утки, гусиный и рыбий жир. Металлы и драгоценные камни применял наружно.

Астрономия сначала развивалась в Китае. Уже к 5000 годам китайцы определили, что каждые 19 лет совпадают лунные и солнечные циклы и разработали лунно-солнечный календарь. Они правильно определили причины затмений. Западные страны отстали от них на 200 лет. Но когда греки освоили вавилонские науки, у них стала развиваться и астрономия. Ещё Платон высказал идеи о том, что земля шарообразна, а космос не вечен. В дальнейшем греки развивали астрономию вместе с математикой. Ими были введены географические координаты, изобретена астролябия и другие инструменты. Завершил эти труды Птолемей, создавший геоцентрическую систему мира. Он также усовершенствовал сферическую тригонометрию, составил таблицу синусов. Как и другие научные достижения греков, астрономия была подхвачена арабами, которые продолжили вычисления и наблюдения.   Они составили обширные звёздные каталоги и уточнили некоторые важные расчёты видимого движения Солнца. Арабы определили, что Солнце движется относительно звёзд.

Греки первыми стали составлять географические карты. Почти одновременно к этому пришли и китайцы. Но поначалу китайские документы не отличались точностью. Со временем, однако, китайцы сумели достичь очень хороших результатов. На западе же географическая наука пришла в упадок, и только арабы поддерживали её в чисто практических целях, составляя путеводители. Самыми лучшими мореходами в те времена были малайцы и  полинезийцы,  заселившие все острова Тихого океана. Малайцы на своих прао и джонках свободно ходили по Индийскому океану. Они добрались до Мадагаскара и заселили его. Мальгаши, живущие там сейчас, говорят на языке, близком к малайскому.

Позднее началось продвижение индийцев на восток: в Индокитай и Индонезию. Весте с ними распространился буддизм, и началось строительство ступ. В самой Индии было построено множество больших храмов. Но в отличие от других народов крупные сооружения строились не на открытой местности, а вырезались в скалах. Ещё в 5300 годы буддийские монахи начали строить первые пещерные храмы и монастыри. Они в соответствии с их верой были очень просты и не содержали ничего, кроме главных символов. Позднее аскетизм первых монахов был отставлен, и подземные храмы стали всё более и более украшаться скульптурой и росписями. Наиболее известен храмовый комплекс в Аджанте, где в обращённой на юг подковообразной скале   высечено 29 пещерных храмов. Храмы украшают скульптуры слонов и львов в натуральную величину, использовано движение солнца по небу для наиболее эффектного освещения святынь внутри храмов в определённые часы. Жемчужиной комплекса является храм Кайлаш высотой 30 метров, высеченный из цельной базальтовой скалы.

Знания о земных недрах ограничивались в то время пещерами и копями. Причиной землетрясений Аристотель считал избыток «пневмы», которая образуется от нагрева земли. Бо Янфу считал, что землетрясения происходят из-за нарушения баланса между ян и инь. Китайцы тщательно фиксировали все землетрясения, за всё время ведения анналов записано 8100 случаев. Первое упоминание о землетрясении относится ко времени легендарного Шуня (около 3360 года). Впоследствии в Китае научились определять признаки близкого землетрясения: гром, высыхание рек, погодные аномалии, серии слабых толчков, необычное поведение животных. После того «как крысы стали бегать по улицам и переулкам, затряслась земля» в 6237 году (729 от рождества Христова). В 5640 году (132) Чжан Хэн создал сейсмоскоп. Это был бронзовый сосуд диаметром около 2 м. По окружности размещались головы драконов, расположенные по сторонам света и в промежутках (голов было восемь). Нижние челюсти драконов двигались, и в пасти у каждого был тяжёлый шар. Вокруг сосуда под драконами были расставлены восемь жаб с широко открытыми ртами. При землетрясении механическое устройство внутри сосуда опускало челюсть дракона, и шар с грохотом падал в пасть жабе, указывая направление эпицентра землетрясения. В 5646 году сейсмоскоп зарегистрировал землетрясение в 500 км к северо-западу от столицы. В Лояне его никто не ощутил, но через несколько дней из Ганьсу прибыл гонец, доложивший о землетрясении.

Одна идея о “Железо

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *