Техника: от древности до наших дней - Александр Ханников

В Индии часто применялся метод сооружения цельнокаменных храмов. Искусство сооружения таких храмов, вероятно, восходит к опыту выдалбливания пещер. Одним из ранних пещерных храмов является храм в Карли. Он изваян как скульптура. В длину, идущую в глубь скалы он имеет 38 метров, в ширину — более 30 метров. Храм разделен по кругу двумя рядами колонн, замыкающихся в торце здания. Потолок над главным пролетом (более 7 м) высечен в виде подковообразной арки. Сложные капители и абаки колонн, скульптурные группы людей на слонах над каждой колонной зрительно создают впечатление, будто все собрано из отдельных элементов.

Сформировалась конструкция деревянной стропильной фермы, которая с тех пор стала активно применяться в строительстве.

Столяры начинают применять рубанок.

В Риме один из египетских обелисков, вывезенных в качестве военного трофея, был размещен императором Августом (63 г. до н. э. — 14 г. до н. э) на Марсовом поле и служил в качестве солнечных часов указателем времени.

Герон Александрийский был выдающимся техником и строителем. Он оставил своеобразное руководство по производству строительных работ с помощью элементарных устройств: лебедок, рычагов, блоков, а также более сложных механизмов. В своей работе Герон Александрийский освещал многие области механики, описывал различные насосы, метательные военные машины, подъемные краны с педальным приводом, пневматические автоматы-игрушки, измеритель расстояния с зубчатой передачей, разновидность теодолита и др. Известно его описание устройства типа примитивной паровой турбины и ветряной мельницы. Эти механизмы он применил в игрушках. Только в следующем тысячелетии ветряные мельницы становятся действенным механизмом, а паровые турбины только через две тысячи лет превратились в главный источник движущей силы.

Для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное некоторые греческие механики использовали кулачки. В широком масштабе в различных конструкциях использование кулачков началось только в Средние века.

В Риме для строительства применяют бетон. Изобретение бетона является значительным вкладом в развитие техники. Однако в последующий период бетон потерял свою значимость и был забыт. Через две тысячи лет о нем вспомнили вновь.

Технические усовершенствования римляне заимствовали у греков и других народов. Однако в некоторых отраслях они сумели повысить уровень производства за счет внедрения новой организации труда. Например, на римских шахтах в Испании золото добывали почти 60 тысяч рабов, ежегодно добывая около 7 т золота. Протяженность сети шоссейных дорог, построенной римлянами, составила 150 тыс. км, а длина некоторых водопроводов — 130 км. Имелись фильтрационные установки, сооружались подвесные акведуки. Некоторые жилые помещения отапливались горячим воздухом. В Риме появляются застекленные окна.

Высокий уровень техники и производства наблюдается у кельтов в металлургии и некоторых других ремеслах. Ими освоен метод получения стали. Возникают металлургические цехи. На территории чешских земель впервые пахали колесным плугом с небольшим симметричным железным лемехом. Кельты изобрели также первую жнейку, приводимую в движение с помощью быков.

В Сирии выдувают стекло.

Герон Александрийский известный, как изобретатель различных автоматов, написал труд «Механика», состоящий из трех книг и представляющий собой развитие кинематографического направления статики. Герон изобрел так называемый геронов шар, из которого водная струя выбрасывается посредством сжатого воздуха, и паровой шар, который приводился в движение паром, выходившем через вставленные в него две трубки.

25 лет до н. э.

В Риме представитель Александрийской научной школы архитектор и инженер Марк Витрувий написал «10 книг об архитектуре», в которых обобщил не только опыт античного строительства, но и развитие отдельных областей науки и техники, описаны различные механизмы для поднятия тяжестей и дано определение машины. Машиной в то время называли двигатель. Это понятие также сформулировал Марк Витрувий, писавший, что машина представляет собой связное соединение деревянных частей, обеспечивающее большие преимущества для поднятия грузов. Такое понятие о машине просуществовало много веков. В современном понимании машина — это механическое устройство с согласованно работающими частями, осуществляющее целесообразные движения для преобразования энергии, материалов или информации.

Наша эра

Техника ремесленного производства эпохи феодализма (V–XV вв)

Техника производства, основанная на дешевом рабском труде, была на низком уровне, хотя и более совершенная, чем при первобытнообщинном строе. На смену рабовладельческому способу производства пришел феодальный с применением железа во всех областях техники и быта. Из железа ремесленник мог изготовить орудия высокой твердости и остроты, которым не мог противостоять ни один камень или известный тогда металл. При феодальном способе производства происходит дальнейшее развитие техники, но совершается оно медленно, с использованием ручных орудий труда и механизмов.

Процесс перехода от рабовладения к феодальному в разных странах проходил не единовременно, однако суть его везде заключалась в том, что возникшие противоречия между производительными силами рабовладельческого строя и его устаревшими производственными отношениями вели к установлению нового строя — феодального.

Феодальный строй повсеместно характеризовался крупными дворянскими землевладениями в сочетании с надельным крестьянским землепользованием. В основе производственных отношений лежит собственность феодала на землю и неполная собственность на крепостного крестьянина, то есть личная зависимость непосредственного производителя материальных благ. Без личной зависимости крестьянина от феодала было бы невозможно заставить его работать на феодала. Одним из важнейших рычагов этого принуждения была собственность феодала на землю, инвентарь, скот.

Орудия, при помощи которых ремесленники и крестьяне в это время обрабатывали почву, собирали урожай и изготовляли орудия производства, были очень просты, как очень прост был и сам труд. Примитивная агротехника, которая состояла в переложной системе земледелия, с подсекой в лесной полосе, основывалась на использовании сохи с железным лемехом, серпа, косы и лопаты. До появления мельниц зерно мололи вручную на каменных жерновах. Крестьянское хозяйство делало и предметы труда.

Техника изготовления кос, серпов, ножей, посуды, одежды и многого другого была рутинной. В то же время многие орудия труда крестьянина и ремесленника начинали получать ту наиболее рациональную форму, которая затем просуществовала без изменения в течение веков. В этом сказалась многовековая предыдущая практика, которая вынуждала придавать рациональную форму немногочисленному набору инструментов. Большинство орудий этого периода времени было деревянными, что не задерживало производительность труда.

Несмотря на медленное развитие техники, феодальная эпоха оставила замечательные памятники народного творчества, величественные строительные сооружения готической архитектуры. К X–XV векам относится строительство подъемных мостов, крупных кораблей, мельниц, плотин, создание всевозможных машин, метательных орудий. Новый строй вызвал к жизни более сложную и совершенную технику, расширялись естественнонаучные и технические знания.

В Европе появлялись трактаты по медицине, географии, переведенные с греческого, проводились наблюдения за звездами, планетами, не прекращались занятия математикой и механикой. Но переводные трактаты почти ничего не давали практике, наука была подчинена церкви, ею в основном владели монахи и иные служители культа.

I в. н. э.

В Южной Америке, в Андах, в империи инков находились постройки храмовых комплексов, среди которых находился храмовый комплекс Тиауанако. В раскопках развалин возле озера Титикака археологи обнаружили три храма и четыре административных здания, установленных на возвышающихся платформах. Каменная кладка этих сооружений была монолитной. Техника строительства вызывала изумление. Некоторые блоки весили до 100 тонн. Их разрезали и подгоняли с удивительной точностью. Массивные ворота — Ворота Солнца были сделаны из одного каменного блока. На их перемычке вырезана фигура божества с круглыми выпученными глазами, а над ней шел нимб из змеи и голов животных семейства кошачьих. В каждой руке статуи было по жезлу, один из которых увенчан головой кондора. Такое изображение божества обнаружено во многих районах Анд. К северу от Тиауанако лежали империя Уари, где были отлично спланированные города и сети хороших дорог. Когда инки завоевали королевство Чимуор, то обнаружили, что столица Чан-Чан, один из самых крупных городов в Южной Америке, насчитывала 36 тыс. жителей. Поля Чиму орошались с помощью такой системы ирригации, которой не было равных по масштабам и эффективности. Ремесленники Чиму считались одними из лучших в Америке. Большая часть золотых изделий инков, позже так поразивших конкистадоров, была выкована руками местных мастеров. Инки были изумлены таким богатством и таким разнообразием талантов покоренного народа. Они поглотили эту культуру, заставив работать на себя и сами стали учениками. Градостроительство покоренных народов было использовано при реконструкции столицы империи инков Куско. Были построены дворцы и храмы, включая храм-крепость Саксауаман. За образец повелитель империи инков взял гражданские памятники из более ранних культур. Строители Уари стали первыми городскими планировщиками в Южной Америке. Инки переняли их искусство. Каменная кладка инков была удивительно прочной. Они готовили камни одинакова размера и укладывали их в ряд, но чтобы добиться абсолютной точности кладки и ее прочности, они делали верхнюю поверхность каждого блока слегка вогнутой, образуя похожую на губку впадину, в которую должен был входить верхний камень с выпуклой нижней поверхностью. Их стены свободно выдерживали любые землетрясения, сохранившись до наших дней. Инструментами строителям служили бронзовые ломики и булыжники. Никаких других инструментов у инкских каменщиков не было. Города инков отличались исключительной чистотой, а поля поражали испанцев сложностью систем орошения. У инков существовали высокие стандарты чистоты, хотя у многих из них не хватало воды для мытья.