Денис Гутлебен
Все началось с колеса. Эволюция изобретений: от топора до лазера
1500 лет до нашей эры
Солнечные часы
Солнечные часы были изобретены за 1500 лет до н. э. и в течение более 3000 лет определяли крайне неравномерные ритмы человеческой жизни…
Принято думать, что озабоченность нехваткой времени, утекающего как песок сквозь пальцы – особенность нашей эпохи, изобилующей всевозможными гаджетами, якобы созданными для экономии времени… и активно крадущими его у нас! Но на самом деле эта проблема очень древняя: первое использование гномона, палки, установленной вертикально для измерения длины отбрасываемой ею тени, относится еще к III тысячелетию до н. э. Гномон использовали в Китае, в Месопотамии. Постепенно эта практика пришла и в другие страны, в частности в Грецию. Если верить Геродоту, «греки научились у вавилонян использовать гномон, играть в поло и делить день на двенадцать часов». Конечно, подобный метод оценки приблизителен, но нуждались ли древние в современной пунктуальности?
Очевидно, нуждались. Вероятно, именно поэтому египтяне в середине II тысячелетия до н. э. усовершенствовали устройство, создав солнечный циферблат. Первые варианты были довольно примитивными, но быстро совершенствовались, превращаясь постепенно в шедевры художественного вкуса или гигантомании. Только в Средиземноморском регионе археологи и специалисты по эпиграфике нашли множественные следы существования и общественных, и частных солнечных часов.
Великолепная Башня Ветров в Афинах заслуживает особенного внимания. Это восьмиугольное здание было построено на Римской Агоре между II и I веками до н. э. и отлично сохранилось до наших дней. Оно было оснащено восемью циферблатами, по одному на каждой стороне, так, чтобы движение солнца можно было видеть откуда угодно и горожане могли сверяться с часами в любой час! Аналогичное сооружение было создано и в Риме: в 10 году до н. э. Октавиан Август использовал обелиск из древнеегипетского Гелиополиса в качестве основы для монументальных солнечных часов, Horologium Augusti на Марсовом поле. Этот обелиск до сих пор возвышается в Вечном городе на площади Пьяцца-ди-Монте-Читорио, перед зданием парламента Италии.
С красотой и величием все более-менее ясно, а как обстояли дела с точностью? Она прямо зависела от геометрии часов, изменявшейся в соответствии с временем года: чем длиннее был день, тем дольше длилась каждая из двенадцати его частей, и наоборот! В результате в античные времена встреча, назначенная через час, могла состояться через восемьдесят наших минут летом и через сорок – зимой! Эти «временные часы» использовались в течение практически всего года. Только те отрезки времени, что были замерены в дни солнечного равноденствия и использовались для астрономических исследований, приближались к точной продолжительности двенадцатой части двенадцатичасового дня, т. е. к нашим шестидесяти минутам. Но таким «равноденственным часам» предстояло войти в обиход только с появлением первых механических часов, в позднем Средневековье.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Клепсидра (1500 лет до нашей эры)
Механические часы (1300 год)
1500 лет до нашей эры
Клепсидра
В клепсидре, изобретенной в Египте более 3500 лет назад, вода и время текут вместе, смешиваясь в единую субстанцию…
Течение времени не всегда было просто художественным образом, рождавшимся в головах гениев разных поколений – художников, писателей, поэтов, пытавшихся, как, к примеру, Ронсар, завоевать внимание прелестницы, пока не увяла ее красота. Время на самом деле текло в прямом смысле этого слова – в таком устройстве, как клепсидра.
Клепсидра из храма Амона в Карнаке, самая древняя из всех найденных археологами на сегодняшний день, – современница фараона Аменхотепа III, правившего Египтом в первой половине XIV века до н. э.; она хранится сейчас в Каирском музее. Благодаря этой находке изобретение водяных часов датировано весьма точно: письменные источники относят его к 1600 году до н. э.
Первые такие устройства были относительно простыми: градуированные сосуды с отверстием в основании, выпускавшим воду по капле. Это позволяло измерять истекшее время и отмечать интервалы. Название «клепсидра» происходит от греческого klepsydra, составленного из слов klepsein, т. е. воровать (можно вспомнить клептомана) и húdôr, или hydôr, что значит вода. Клепсидра похищала воду и платила за нее временем: она была далеким предком наших таймеров и показывала, сколько минут утекло. Но было ли это измерение надежным?
Наши предки быстро обнаружили, что величина дебита в клепсидре не была постоянной из-за разного давления воды: чем меньше ее оставалось в сосуде, тем медленнее становилось течение. Первые усовершенствования, такие как шкала с уменьшающимися делениями, позволили частично устранить этот недостаток, но показания все равно остались весьма приблизительными. Только в III веке до н. э. Ктесибий Александрийский смог решить задачу, придумав устройство из трех сосудов: вода из источника наполняла первый сосуд и переливалась во второй, поменьше, в котором уровень воды сохранялся неизменным благодаря системе из поплавка и регулирующего дебит воды клапана. Получилось, что из промежуточного сосуда вода текла с постоянным дебитом в последний, служивший измерителем. Изобретение было воистину блестящим: водяные часы Ктесибия позволили людям контролировать время, хотя, конечно, не победить его. «О, вспомни: с временем тягаться бесполезно; оно играющий без промаха игрок, – писал Бодлер в “Цветах зла”. – В клепсидре нет воды, и вечно алчет бездна».
☛ СМ. ТАКЖЕ
Солнечные часы (1500 лет до нашей эры)
Механические часы (1300 год)
1000 лет до нашей эры
Счеты
Нам всегда казалось, что китайские счеты, к которым мы привыкли с детства, и есть древнейший калькулятор. Однако существовали и более древние приспособления.
Можно считать в уме или на пальцах: несомненно, самым древним инструментом счета был сам человек. Но однажды возможностей человеческого тела не хватило, и для расчетов потребовались другие инструменты. Древнейшим способом вычислений, следы которого найдены повсюду в мире, стали камешки, что отражено и во многих языках: слова «калькуляция», «калькулятор» восходят к латинскому calculus – «камешек». Предположительно, сначала числовое значение камня зависело от его размера, а позднее родилась идея расположить камни на плоской поверхности, чтобы облегчить вычисления: так появились абаки, счетные доски, название которых произошло от греческого слова abax, означавшего и счетную доску, и доску для игр.
Основная трудность датировки этого изобретения состоит в том, что о нем остались лишь очень редкие упоминания в вавилонских, египетских, индийских, китайских и греческих письменных источниках. Несомненно, практика вычислений была столь обыденной, что никто и не подумал ее увековечить. Первые материальные следы этих действий относятся к более поздним временам. В литературе их описания можно найти у Аристофана, который в 422 году до н. э. в комедии «Осы» заставил героев дискутировать о дани, которую Афины ожидали от своих союзников: «Подсчитай сначала просто, не на камнях, а на пальцах…». Археология тоже столкнулась с хрупкостью следов этой деятельности: абаки чаще всего изготавливались из дерева, а уж рассчитывать на сохранность надписей мелом на доске или стене вообще бессмысленно. Самый древний счетный инструмент относится все к тому же V веку до н. э. и был найден на острове Саламин в Греции. Он представляет собой прямоугольную плиту из белого мрамора с параллельными линиями, начертанными на основе системы десяток и пятерок, вдохновленной, скорее всего, счетом на пальцах.
В китайских счетах использовались палочки для еды, а не камешки: счеты назывались suanpan (упрощенный китайский – 算 盤, традиционный китайский – 算盘), что буквально означает «поднос для счетных бирок». Это же слово обозначает и современные счеты. В том виде, в каком мы их знаем, они появились намного позднее, примерно в Х веке н. э., а первый трактат о вычислениях был написан только пять веков спустя! Однако при этом счеты Срединной империи были более продуманы, чем те, что использовались в греко-романском мире: помимо четырех основных действий, они позволяли извлекать квадратные и кубические корни и оперировать десятичными долями.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Вычислительная машина (1642 год)
Компьютер (1936 год)
900 лет до нашей эры
Шкив
Первый известный в истории шкив был идентифицирован на ассирийском барельефе, датируемом первой половиной IX века до н. э.
Плутарх в «Сравнительных жизнеописаниях» рассказывал об изобретении, которое Архимед продемонстрировал перед царем Сиракуз Гиероном II: «Архимед выбрал одну из царских галер. С превеликим трудом многих рук ее вытащили из воды на землю, нагрузили как обычно и посадили на нее много народу. Сам же Архимед сел на некотором удалении и потом без особого усилия стал двигать рукоятку своей машины, состоявшей из блоков и веревок, и тянуть галеру, которая пошла, не качаясь, как будто бы плыла по ровной поверхности моря». И далее – о самомнении ученого: «Уверенный в силе своего изобретения, он хвастался, что, если бы у него была другая Земля, он бы подвинул эту по своему желанию и перешел бы на другую». Со временем эта история стала сюжетом многочисленных басен и легенд, превратив Архимеда в родоначальника подъемных механизмов: кто не слышал апокрифическую фразу «Дайте мне точку опоры и рычаг, и я переверну Землю»?
Но люди вряд ли терпеливо ждали, пока великий сицилийский ученый придумает и внедрит различные устройства как для строительства все более массивных зданий, так и для погрузки и разгрузки все более тяжелых и объемных грузов. На строительных площадках и в портах шкивы и рычаги очевидно, использовались и раньше. Датировка изобретения рычага, весьма затруднительна, и имени изобретателя (а может, изобретательницы) мы, скорее всего, никогда не узнаем. А вот некоторые следы истории шкива до нас дошли: его самое древнее изображение было обнаружено на ассирийском барельефе, показывающем осаду крепости царем Ашшурнацирапалом II (883–859 годы до н. э.) и солдат, которые обрезают канат подъемной системы на стене. Конечно, датировать эту конкретную битву тоже непросто, поскольку все правление кровожадного царя было отмечено весьма свирепыми войнами, но можно с уверенностью сказать: шкивы использовались людьми как минимум 3000 лет назад.
У шкива, несомненно, была долгая история; его бы не придумали, не появись колесо. Однако у этого изобретения были и блестящие прежде, о чем свидетельствует текст Плутарха. Идея искусного соединения двух, трех, четырех шкивов в единую систему первых подъемников оказалась воистину гениальной: усилия, необходимые для преодоления силы тяжести, действующей на объект, умножались на соответствующий коэффициент, и человек или животное могли таким образом выполнить работу, которая в одиночку была бы неосуществимой.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Колесо (3500 лет до нашей эры)
700 лет до нашей эры
Акведук
Акведук придумали не римляне. Впервые он был построен за 400 лет до того, как появился в Вечном городе. Однако римские достижения не становятся от этого менее значимыми.
Одно только упоминание акведука вызывает в воображении длинный ряд арок, сохранившихся в Европе с античных времен, во главе со знаменитым Пон-дю-Гаром [7] во Франции. На самом деле во времена Республики и Римской империи в концепцию строительства этих потрясающих сооружений были внесены ключевые изменения (хотя, вопреки распространенному мнению, придумали их вовсе не римляне). Но прежде чем двигаться дальше, необходимо внести важное уточнение: опять же вопреки стереотипу, акведук – вовсе не мост, а элемент сети водоснабжения, которая, как правило, проходит под землей. Тот же Пон-дю-Гар, несмотря на все свое великолепие, представляет собой лишь часть гораздо более сложной водопроводной сети. Где же ее истоки?
Могущественный ассирийский царь Синаххериб железной рукой правил Ниневией с 705 по 681 годы до н. э. Он не только был блестящим стратегом, но и уделял много внимания украшению своей столицы. Благодаря ему в городе были разбиты многочисленные сады и парки, которые в засушливых землях служили признаком могущества и роскоши. Ради этого пришлось построить каналы, бассейны, плотины и мост длиной в несколько сотен метров. Эти сооружения оставили как археологические, так и эпиграфические следы. Монарх позаботился о том, чтобы увековечить свои деяния на барельефах и стелах. Некоторые исследователи полагают даже, что миф о висячих садах Семирамиды, одном из семи чудес света, родился в Ниневии, а не в Вавилоне.
Таким образом, скорее всего, первый акведук был ассирийским, но второй появился уже в Греции, на острове Самос, в VI веке до н. э.: сооружение стало известно как «Эвпалинов туннель», по имени строителя. Оно представляет собой настоящий архитектурный шедевр. Акведук тянется под землей на расстояние в 1036 метров; проложенный на глубине 200 метров под горой Кастрос, когда-то он снабжал водой столицу острова.
Тем не менее, наибольшую известность получили римские акведуки, хотя Аква Аппия, первая конструкция такого рода в Вечном городе, появилась только в конце IV века до н. э. Конечно, слава акведуков не была украдена Римом: его великие строители дошли до высочайшего мастерства в области архитектурных технологий, достигли контролируемого дебита воды, развили топографическую науку… Их изобретения использовались потомками на протяжении веков. К примеру, в Париже акведук, построенный при Наполеоне III Эженом Бельграном, находится на том же месте, что и акведук, снабжавший водой Лютецию за 16 веков до того. Вода текла над самым прекрасным городом мира из одной империи в другую!
☛ СМ. ТАКЖЕ
Канализация (3000 лет до нашей эры)
600 лет до нашей эры
Монеты
Металлические монеты появились в VII веке до н. э. в Анатолии с возникновением системы торговли и затем легли в ее основу.
Сегодня, когда все большее распространение приобретает криптографическая валюта – биткоин, все больше транзакций происходит через Интернет, а покупки можно совершать с помощью карточек, наличные деньги кажутся слегка устаревшими. Однако в VII веке до н. э. их появление совершило настоящую революцию.
Первые монеты возникли в Лидийском царстве в Малой Азии и вошли в обиход по инициативе основателя династии Мермнадов Гига, сохранились при его правнуке Алиатте III и праправнучке, знаменитом Крезе, правившем Лидией с 561 по 546 год до н. э. Монеты, чеканившиеся при Алиатте III, несли эмблему с изображением льва; их во множестве обнаружили при раскопках в Сардах. Эти монеты изготавливались из природного сплава золота и серебра, электрума, добывавшегося из золотоносных жил на реке Пактол. На одной стороне монеты был изображен символ династии, а на другой стояло клеймо, подтверждавшее вес монеты или гарантировавшее чистоту сплава. Эта практика быстро распространилась по всей территории Ближнего Востока и Древней Греции.
Это был огромный шаг вперед по сравнению с натуральным обменом или использованием мелких предметов, игравших ту же роль, таких как бронзовые кольца в Египте и Месопотамии или ракушки в Китае. Монеты оказались намного удобнее и практичнее! Их было проще перевозить, они облегчали расчеты при все более возраставшем объеме торговли: возможности бартера были ограничены как при обмене дорогостоящими предметами, так и в ситуации, когда у второго участника сделки попросту не было ничего подходящего. Деньги уже тогда можно было делить на более мелкие, и они позволяли торговать как дорогими, так и дешевыми вещами, в отличие от предметов прямого обмена: как разделить животное или инструмент, как сравнить стоимость двух объектов совершенно разной природы?..
Чтобы наладить равноценный обмен, потребовалось разработать и гарантии стоимости выпускаемых монет. Таким образом, транзакции и торговля отныне были основаны на доверии царству или городу, выпускавшему монеты. Позднее таким же образом стали использовать деньги из недрагоценных материалов (а еще позже – из бумаги), потом электронные деньги, чья стоимость подтверждается всей системой товарооборота: чтобы быть богатым, больше не нужно превращать все в золото, как царь Мидас!
☛ СМ. ТАКЖЕ
Металл (4000 лет до нашей эры)
399 год до нашей эры
Катапульта
Знаменитый текст Диодора Сицилийского утверждает, что катапульта была изобретена в 399 году до н. э., однако ряд археологических открытий ставит эту дату под сомнение.
«Катапульта была изобретена в Сиракузах, где собрались самые великие ученые. Увеличение награды и многочисленные призы, обещанные за самые выдающиеся результаты, взволновали всех». Диодор Сицилийский в четырнадцатом томе «Исторической библиотеки» поместил изобретение катапульты во времена правления тирана Дионисия Старшего, в период войны с Карфагеном на рубеже V и VI веков до н. э. Устройство немедленно доказало свою эффективность: «обитатели Сиракуз, используя на суше катапульты, предназначенные для метания острых наконечников, убили многих врагов. Это новое оружие повергло всех в изумление. Гамилькар не преуспел в своем предприятии и возвратился в Ливию».
Благодаря этому ценнейшему свидетельству, пусть и записанному много позднее самих событий – Диодор создавал свою книгу триста лет спустя, – историки датировали изобретение катапульты 399 веком до н. э. Они также предположили, что это оружие поначалу использовалось для метания стрел. Гипотезу подтвердил современник Диодора, Герон Александрийский, который в своем трактате «Беллопоэтика» писал, что «конструкции, созданные на основе ручных луков, положили начало баллистическим орудиям». Название «катапульта», таким образом, применялось ко всем баллистическим устройствам. Древние греки выделяли среди них «оксибел», который заряжали стрелами, и «литобол», метавший камни – его использование подтверждено лишь в эпоху позднего эллинизма, к примеру, во время осады Родоса Деметрием Полиоркетом в 305 году до н. э.
Но некоторые поразительные археологические открытия противоречат этой стройной концепции. В 1967 году в районе кипрского города Пафос нашли ядра из известняка, датирующиеся V веком до н. э., когда город был осажден персами. В 1994 году ядро из туфа весом 22 килограмма обнаружили на территории древней Фокеи – одного из ионических городов. Возможно, оно тоже было выпущено для разрушения укреплений персами, только пятьюдесятью годами ранее, в 546 году до н. э. Так, может быть, это персы изобрели катапульту в VI веке до н. э.? Споры между учеными на эту тему пока не закончились, однако большинство экспертов склоняется к мнению Диодора: ядра из Пафоса и Фокеи были оружием не осаждавших, а защитников, которые кидали их вручную со стен, заранее придав камням форму, удобную для перетаскивания и перекатывания по парапету.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Копьеметалка (18 000 лет до нашей эры)
312 год до нашей эры
Мостовая
Следует отдать должное Цезарю: пусть мостовая и не родилась на берегах Тибра, но именно там она обрела свой самый благородный облик.
Дороги возникли, когда человек начал вести оседлый образ жизни. Парадокс? Отнюдь, если подумать как следует: организация первых поселений сразу же потребовала установления связей между ними, чтобы обмениваться товарами. Конечно, это не была развитая транспортная сеть, требовавшая серьезных вложений труда: неолитические дороги были скорее направлениями или тропами, которые моментально зарастали, как только ими переставали пользоваться. Первые более-менее оборудованные дороги появились позднее. Вначале они вели к публичным зданиям, затем вышли за границы поселений, ухоля на все более далекие расстояния на Ближнем Востоке. В Великобритании недавно была раскопана неолитическая дорога, мощеная бревнами, возрастом около 6000 лет. В Греции мощенные камнем дороги появились в Минойский период, между 2700 и 1200 годами до н. э.
Мостовые появились еще позже. Исидор Севильский в своем труде «Этимологии», написанном в VII веке н. э., приписывает авторство карфагенянам, но не уточняет ни дату изобретения, ни источники, из которых он это узнал. Тит Ливий в «Анналах» указывает на Рим времен Республики. Несомненно, он ближе к истине: хотя жители Месопотамии, египтяне, персы и греки и строили дороги, их техника не достигала столь высокой степени сложности, а дорожная сеть не была такой развитой. Римляне создали целые трактаты об искусстве проектирования и строительства дорог: Сикулус Флаккус, например, в I веке н. э. разделял дороги на «публичные, построенные на средства государства», «проселочные, ведущие к главной дороге» и «тракты, пересекающие частные владения», позволяющие «тем, кто в этом нуждается, добраться до своих полей».
Не все эти дороги, как выяснил эксперт Раймон Шевалье, мостили камнем (via silice stratae): второстепенная дорога могла быть гравийной (via glarea strata) или вообще грунтовой (via terrenae). Первой образцово вымощенной дорогой стала Аппиева дорога, построенная в 312 году до н. э. и соединившая Рим с югом Италии – можно сказать, что она вела прямиком в Историю, причем через парадные ворота. По мере римских завоеваний сеть дорог протянулась во все уголки империи. Но после падения Рима она начала постепенно разрушаться без должного обслуживания.
Многие века ждал булыжник, чтобы вновь стать нужным (например, в Париже его стали использовать по инициативе Филиппа Августа в 1184 году) и снова вдохновлять путешественников и поэтов. Популярный французский автор-исполнитель Лео Ферре воспел его в одном из своих произведений:
Как девушка,
Улица раздевается,
Булыжники собираются,
И менты, что проходят мимо,
Берут их за горло.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Канализация (3000 лет до нашей эры)