100 великих чудес инженерной мысли - Андрей Низовский

Таким образом, к V в. н. э. железное производство в Индии было достаточно развито и хорошо организовано, и индийским мастерам вполне было по плечу решение многих сложных задач – таких, например, как создание Железной колонны. Кстати сказать, этот памятник – вовсе не единственный в своем роде. В разных районах Индии сохранилось еще несколько массивных изделий из нержавеющего железа.

Один из таких памятников находится в Дхаре, древней столице королевства Малава (штат Мадхья-Прадеш). Здесь возле мечети Джами лежит разбитый на три части железный столб, весьма похожий на делийский. Разница лишь в том, что столб из Дхары… почти в два раза выше Железной колонны! Другой железный столб установлен в Маунт-Абу (штат Раджахстан). Его высота – около 4 м.

Сухой климат Дели и Раджастхана помогает металлу сопротивляться коррозии, но вот пример совершенно другого рода. Возвышенность Кодачадри (штат Карнатака) лежит на высоте приблизительно 1450 метров над уровнем моря. Горы покрыты густыми, влажными тропическими лесами. В год здесь выпадает от 500 до 750 см осадков, дождь непрерывно идет шесть-восемь месяцев подряд. Но в здешнем храме богини Мукамбики в Коллуре тоже высится нержавеющий железный столб! Установленный на холме перед входом в храм, он достигает высоты 9,76 м при основании 10×13 см.

Другой классический пример – железные балки, использованные строителями храма Джаганнтах в Пури и храма Солнца в Конараке (оба датируются IX–X вв.). Правда, в отличие от железных колонн из Дели, Дхара и Коллура, они довольно сильно подверглись разрушительному воздействию ржавчины. Здесь впечатляет другое: огромные размеры этих конструкций. Так, балки храма в Конараке имеют длину приблизительно 7,2 м и толщину от 22 до 26 см. Самая большая балка достигает 12 м в длину при толщине 27 см. Помимо высокого качества железа, эти изделия наглядно свидетельствуют о весьма значительных масштабах железоделательного производства в средневековой Индии. Сегодня почти с уверенностью можно сказать, что делийский железный столб был не отлит, а кропотливо «построен» методом кузнечной сварки, а железо для него получено по традиционной кричной технологии, в горнах с применением древесного угля.

Особенностью Железной колонны является необычайная чистота металла, он на 99,7 % состоит из чистого железа с незначительными примесями углерода, серы и фосфора. В этом и кроется одна из причин высокой коррозионной устойчивости делийского столба.

Впрочем, феномен коррозионной устойчивости Железной колонны – вещь довольно спорная. Дело в том, что еще в 1871 г. ученые, проводившие раскопки у основания колонны, обратили внимание на то, что та часть колонны, что находится под землей… ржавая, подобно обычному железу! Позже этот факт был забыт, и на него обратили внимание лишь сто лет спустя, когда шведские материаловеды, изучавшие колонну, вновь добрались до ее подземной части и убедились, что она проржавела на глубину до 16 мм по всему диаметру.

Но почему не ржавеет верхняя часть колонны? Может быть потому, что этому способствует сравнительно сухой климат Дели? Известно, что серьезный процесс коррозии железа начинается лишь после того, как уровень относительной влажности превысит отметку в 80 %. В Дели такой уровень влажности отмечается лишь приблизительно 20 дней в году. Еще 65 дней в году уровень влажности колеблется на отметке 70–80 %, все остальное время он существенно ниже критического.

Помимо сухой окружающей среды, определенную роль в сохранении памятника могла сыграть защитная пленка окислов, покрывающих колонну и образовавшаяся в результате отжига. Другой важный фактор – большая масса железного столба. Она действует как стабилизатор температуры, предотвращая конденсацию влаги на колонне. Из-за высокой теплоемкости столб остается теплым на протяжении почти всей ночи. Только под утро атмосферная влага способна конденсироваться на остывший металл, но капли воды мигом испаряются в лучах взошедшего солнца…

Вот уже много столетий делийская Железная колонна, это великолепное творение мастеров далекого прошлого, продолжает стоять во дворе мечети Кувват-уль-Ислам назло всем капризам природы. В народе Железную колонну называют «столбом счастья». По поверью, каждый, кто, прислонившись к нему спиной, обхватит его руками, будет счастлив. Но слишком толст знаменитый столб…

«Модель круглого неба» и первая обсерватория

Китайцы начали вести астрономические наблюдения в незапамятные времена. В I тысячелетии до н. э. они дали названия 28 созвездиям, изучали движение Солнца, Луны и пяти планет по отношению к неподвижным звездам. Во II в. до н. э. в Китае были написаны две самые ранние известные нам книги по астрономии, впоследствии сведенные в одно сочинение. В нем было довольно точно описано расположение 120 неподвижных звезд. Первая таблица неподвижных звезд в Древней Греции была составлена лишь много позже. А первая научная обсерватория появилась в Пекине еще во времена династии Цинь, в III в. до н. э.

Подобно всем земледельческим народам, у китайцев очень рано возникла потребность в календаре: им нужно было знать, когда и к каким сельскохозяйственным работам следует приступать. Существуют календари лунные, солнечные и лунно-солнечные. Лунный календарь берет за основу счисления времени тот срок, за который Луна обращается вокруг Земли (примерно 29,5 суток). Лунный год состоит из 12 лунных месяцев: «полных» – по 30 дней и «пустых» – по 29 дней. Он продолжается 354 или 355 дней. Солнечный календарь берет за основу срок, за который Земля обращается вокруг Солнца (примерно 365,25 суток). Лунно-солнечный календарь – это сочетание двух предыдущих. Задача его – согласовать лунные и солнечные годы между собой. С этой целью в нем применяются вставочные месяцы,

Со II тысячелетия до н. э. и до XX в. китайцы пользовались лунно-солнечным календарем. Сначала, чтобы согласовать лунный и солнечный годы, они через каждые три года добавляли по одному месяцу, или каждые пять лет добавляли по два месяца. Но между лунным и солнечным годами все равно оставалась разница в несколько дней.

В VII–VI вв. до н. э. китайцы научились производить это согласование более точно. К каждым девятнадцати лунным годам теперь начали прибавлять семь дополнительных месяцев, получая таким образом период времени, приблизительно равный девятнадцати солнечным годам.

Сначала китайцы определяли четыре времени года по появлению или исчезновению некоторых звезд на ночном небе. Позднее был изобретен гномон – вертикально установленный бамбуковый шест высотой около 13 м, отбрасывавший тень на землю. Пользуясь им, в VII в. до н. э. китайские ученые определили дни зимнего и летнего солнцестояний, весеннего и осеннего равноденствия. А в IV–III вв. до н. э. они уже довольно точно высчитали длительность солнечного года.

Позже китайские ученые усовершенствовали этот метод, построив в 1276 г. башню-обсерваторию для наблюдений за движением Солнца. Эту башню, где производились измерения тени в период зимнего и летнего солнцестояния, китайские астрономы стали считать центром мира. Гномон вертикально помещался в нише по центру башни, а тень от него измерялась по 40-метровой горизонтальной каменной линейке. Дошедшая до наших дней башня-обсерватория была реконструирована во времена династии Мин (1368–1644).

Еще в III–II вв. до н. э. в Китае было твердо установлено деление года на 24 сезона. Оно было связано с солнечным годом. Вот названия 24 времен года: «начало весны» (5—18 февраля), «дождевая вода» (19 февраля – 4 марта), «пробуждение насекомых» (5—19 марта), «весеннее равноденствие» (20 марта – 4 апреля), «чистота и ясность» (5—19 апреля), «хлебные дожди» (20 апреля – 4 мая), «начало лета» (5—20 мая), «наливающееся зерно» (21 мая – 5 июня), «зерно в колосе» (6—20 июня) и т. д. Такое деление года было принято только в Китае.

Непрерывного летосчисления, начинавшегося с какой-нибудь знаменательной даты, китайцы не применяли. Они считали годы по «кругам» (циклам) или по царствованиям императоров. Китайский цикл – это период времени в 60 лет, в котором каждый год имеет свое определенное название. После окончания одного 60-летнего цикла начинается новый цикл. Согласно преданию, эту систему изобрел легендарный император Хуанди в 2637 г. до н. э. Современные ученые выяснили, что в действительности до I–II в. н. э. в Китае летосчисление велось по годам правления императоров. Понятия «неделя» китайцы прежде не знали, месяц они делили на три декады, а сутки – на 12 часов (по 120 минут в каждом).

Китайский астроном Чжан Хэн, живший в I–II вв. н. э., составил первую в Китае карту звездного неба. В те времена в ходу были три астрономические теории. Одна рассматривала небо как пустоту, в которой плавают Солнце, Луна и созвездия. Другая уподобляла Землю перевернутому блюду, а небо – крышке, к которой «прикреплены» Солнце, Луна и звезды. «Крышка» эта все время вращается, а вместе с ней – и небесные светила.