Том Джексон
Взламывая прогресс
Приготовление пищи
Открытие факта, что еду можно готовить, привело к революционным изменениям в рационе питания наших ранних предков-гомининов. Приготовленная пища высвобождала питательные вещества, была легче для переваривания и избавляла растения от любых опасных токсинов.
Конечно, важной предпосылкой к готовке был огонь. Возможно, уже 1,5 миллиона лет назад гоминины пользовались естественными кострами, «хватая» горящую траву, вспыхнувшую от удара молнии, чтобы создать тепло и свет. Однако самое первое убедительное доказательство использования огня для приготовления пищи – обугленные фрагменты кости, найденные в пещере Вандерверк в Южной Африке, которые датируются 1 миллионом лет назад.
В Гешер-Бнот-Иаков (Израиль) археологи обнаружили очаги с опаленными кремнями и сгоревшими семенами и дровами, которым 790 000 лет. Места очагов показывают, что их строили специально и что огонь в них контролировался. Было найдено более 50 видов растений, включая оливки, ячмень, виноград и орехи, это подтверждает, что у местной популяции гомининов было разнообразное меню.
Костры использовались не только как средство приготовления пищи, но и место сбора древних общин.
Есть множество доказательств того, что человек прямоходящий (Homo erectus) готовил еду 500 000 лет назад. Очаги для приготовления пищи и земляные печи широко использовались в Европе и на Ближнем Востоке 300 000 лет назад. К тому времени гоминины, вероятно, были способны сами создавать огонь трением – натирая жесткие поверхности, пока легковоспламеняющийся материал не станет достаточно горячим, чтобы вспыхнуть, или ударом, когда вылетают искры при столкновении двух камней. Некоторые сделанные неандертальцами ручные топоры – из Франции – возрастом 50 000 лет, ударяли кусками пирита, предположительно для высекания искр.
После перехода от охоты и собирательства к сельскому хозяйству 10 000 лет назад приготовление пищи стало более сложным занятием. Росписи гробниц из Древнего Египта показывают, что готовка была доступна не всем: на них изображены разделка мяса, выпекание, пивоварение и виноделие как отдельные ремесла.
СПИЧКИ
В 577 г. н. э. китайские воины использовали деревянные палки, покрытые серой, чтобы устраивать пожары при осаде. Однако палки не были самовоспламеняющимися. В Китае в X в. писатель Тао Гу описал, как люди зажигали светильники с помощью более совершенных средств для розжига, сделанных из маленьких сосновых палочек, пропитанных серой. Прошло много веков, прежде чем в 1826 г. английский химик Джон Уолкер изобрел спичку – надежный самовоспламеняющийся источник огня – смесь серы и фосфора на палке, которая зажигалась только трением.
Оружие
Восемь тщательно обработанных деревянных копий, найденных в Германии, были сделаны 337 000–300 000 лет назад – до появления современного человека (Homo sapiens). С этих копий началась история создания оружия.
В руках опытного охотника Шенингенские копья могли убить жертву на расстоянии. Последующие изобретения – атлатль (метатель копья, 40 000 лет назад) и бумеранг – повысили эффективность охотничьих оружий. Хотя сейчас бумеранги ассоциируются с Австралией, самый первый известный бумеранг нашли в пещере в Польше, он был сделан 23 000 лет назад из бивня мамонта. Наконечники для стрел стали широко распространены 20 000 лет назад.
К 3000 г. до н. э. люди, жившие в Средней Азии, одомашнили лошадей, тем самым совершив революцию в охоте и военном деле. Лошади могли везти наездников с большими скоростями и на огромные расстояния, тянув за собой повозки на колесах. Конные колесницы впервые появились около 2000 г. до н. э. В 1274 г. до н. э. проходила битва между Египтом и хеттами при Кадеше, она стала самым крупным сражением на колесницах: в ней приняли участие 5000 колесниц. К тому времени также произошла революция в обработке металлов, сделавшая возможным изготовление бронзовых кинжалов и мечей.
Затем центр инноваций переместился в Китай. Сначала изобретение требюшета, а потом пороха нарастили возможности для разрушений. В 1260 г., в битве при Айн-Джалуте, египетские воины-мамлюки, возможно, были первыми, кто использовал ручные пушки, первое настоящее огнестрельное оружие. За Средние века технологии огнестрельного оружия стали более изощренными, вместе с аркебузой с фитильным замкóм, использовавшейся османской армией около 1440 г., и мушкетами в Италии следующего века.
Со времен индустриализации XIX в. оружие становилось все разрушительнее, и это приводило к войнам, где участвовали миллионы хорошо вооруженных солдат. Развитие технологий вооружения продолжается и сегодня: растет количество беспилотников, убивающих людей на поле боя.
ТРЕБЮШЕТ
В течение почти 2000 лет требюшет был одним из самых грозных оружий на войне. Эта, по сути, обычная катапульта работала по принципу рычага и бросала камни или горящие снаряды на вражеских солдат или на оборонительные укрепления при осаде. Мускульные требюшеты впервые использовались в Китае в IV в. до н. э. Они зависели примерно от дюжины человек, которым нужно было тянуть канаты, чтобы высвободить вращающееся плечо рычага, которое могло метнуть снаряд на 125 м. Требюшеты с противовесом, которые запускались падающим грузом, были изобретены в Европе в XII в. К XV в. они могли поражать цели на расстоянии 420 м, но к тому времени их дни были сочтены. Наступала эра пушек.
Клей
Когда первые люди научились прикреплять кремневые наконечники стрел к деревянным древкам берестовым дегтем, они сделали нечто большее, чем просто упростили охоту – клеи открыли целый мир возможностей.
Берестовый деготь назвали «чудодейственным соком», потому что он и невероятно полезен, и прост в изготовлении. Береста сдирается с дерева, и, когда ее сжигают, из нее вытекает масло, которое можно собрать на плоских камнях. После повторного нагрева масло сгущается до тягучей субстанции, идеально подходящей для склейки материалов и гидроизоляции дерева. Первые люди (Homo sapiens) экспериментировали с приготовлением дегтя, разрабатывая более качественные склеивающие вещества. Первые известные сложные клейкие материалы, которым как минимум 70 000 лет, нашли в Сибуду (Южная Африка). Их изготовители использовали растительную смолу и красную охру (оксид железа, встречающийся в природе) для приклеивания каменных лезвий к древкам топоров. Добавление охры в смолу делает клей менее хрупким при высыхании и не дает смоле разделяться при намокании. Тщательный анализ сотен каменных лезвий, изготовленных неандертальцами в Италии 55 000 – 45 000 лет назад, показал, что они были покрыты клеем из сосновой смолы.
Некоторые деревья выделяют вязкую клейкую смолу, чтобы заполнить трещины в коре и защитить внутренности от насекомых и появления грибов.
ЛЕДЯНОЙ ЧЕЛОВЕК ЭТЦИ
В 1991 г. хорошо сохранившаяся мумия человека, позже названная ледяным человеком Этци, была найдена в леднике рядом с итало-австрийской границей в Альпах. Тщательный анализ останков показал, что он умер между 3400 и 3100 г. до н. э. Его личные вещи многое сказали об одежде, питании и инструментах времени, в котором он жил. Среди них был медный топор с рукояткой, сделанной из древесины тиса. Клей из березовой смолы использовался для прикрепления медного лезвия к деревянной рукояти. Два наконечника стрел, найденных вместе с Этци, были прикреплены к их древкам подобным образом.
КЛЕИ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Следующим большим технологическим прорывом было создание клея животного происхождения. Кипячение кожи, сухожилий и костей дает коллаген, из которого получается сильный клей. Около 6000 лет назад жители Вавилона использовали замазку из битума, чтобы прикрепить глаза, сделанные из слоновой кости, к статуям в своих храмах. Давайте перенесемся на два тысячелетия позже – древние египтяне использовали клеи животного происхождения для скрепления деревянной мебели и шкатулок фараонов. Есть даже фигуры, высеченные из камня, изображающие процесс приготовления клея. Древние римляне и греки делали клей из рыбьей кожи, костей и плавательного пузыря, а в X в. китайские мастера кипятили рыбу и ветвистые кораллы. На Западе после падения Римской империи клей стали использовать реже, его популярность вновь возросла в XVI с развитием производства и торговли. Промышленная революция совпала с пиком прогресса в технологии изготовления клея: началась разработка синтетических продуктов для увеличения крепости, долговечности и водонепроницаемости.
Одежда
Ученые, изучающие молекулы ДНК вшей из одежды, обнаружили, что они начали генетически отличаться от вшей с головы человека, вероятно, 170 000 лет назад. Это совпадает со временем, когда люди начали носить одежду. Но из-за недолговечной природы одежды большинство ранних образцов (если не все) были уничтожены.
Покрашенные льняные волокна, которым от 34 000 до 36 000 лет, найденные в пещере в Грузии, возможно, готовились для использования в производстве одежды. Хотя практически ничего не сохранилось из старинной одежды, этого нельзя сказать про инструменты, которые создавались для шитья. Швейная игла из длинной птичьей кости, созданная 50 000 лет назад, найдена в Денисовой пещере (Сибирь); есть более недавние экземпляры из Китая, Франции, Словении и из других частей России. Обнаружение во французской пещере фигурки полуобнаженной женщины из слоновой кости (Леспюгской Венеры) было особенно значимым: она одета в то, что представляется юбкой из скрученных нитей. Датированная 24 000 – 26 000 лет назад, она – самое первое изображение кого-то, носящего одежду.
ТКАЧЕСТВО
Простой ткацкий станок с утяжелением основы был найден в местах поселения людей Старчевской культуры в Юго-Восточной Европе между 6200 и 4500 г. до н. э. В таких станках нити свешивались с деревянной перекладины и поддерживались в натянутом состоянии каменными грузиками. Их использование показывает, что уже в те времена текстильное производство стало важной частью жизни общин. Подобные станки позже применялись в Древней Греции и затем по всей Европе. Подъем ближневосточных и средиземноморских цивилизаций был связан с разработкой более сложных способов изготовления одежды. Прядение и плетение полотен из льна имеет длинную историю в Древнем Египте. В первом тысячелетии до н. э. и это, и сбор шерсти от овец и коз были характерной чертой обществ Месопотамии, Египта, Греции и Рима.
Леспюгская Венера, фигурка из слоновой кости, которой как минимум 24 000 лет, облачена в одежду.
ОБУВЬ
Поскольку она делалась из очень скоропортящихся материалов, самые ранние образцы, вероятно, давно исчезли. Старейшая известная обувь: множество качественно сделанных сандалий из сплетенной полыни были найдены под слоем вулканического пепла в Форт Рок Кейв (штат Орегон). Большинство из них датируется 8500–7200 гг. до н. э. Их носки закрыты, а подошва жесткая и оплетенная, с уточными волокнами, обматывающими основу. Древнейший кожаный ботинок – создается легко: один кусок коровьей шкуры, зашнурованный кожаной веревкой по передней и задней частям. Обнаруженный в пещерах Арени (Армения), он датируется 3500 г. до н. э. Ледяной человек Этци, чьи хорошо сохранившиеся личные вещи, датирующиеся 3400–3100 гг. до н. э., были найдены в Альпах, имел хорошо продуманную обувь с подошвой из медвежьей кожи, боковыми пластинами из оленьей кожи и веревкой из стебля, которая сетью туго оплела ступню. Вьетнамки из плетеного папируса или пальмы носили в Древнем Египте до 3000 г. до н. э.
Одежда создала новую среду обитания для кровососущих вшей, а потом они нашли новый дом на человеческом теле.
Числа
Человеческая цивилизация не могла бы развиваться без чисел. Когда ранние гоминины впервые использовали свои пальцы, чтобы посчитать число убитых ими животных или количество своих детей, они делали первые шаги на пути к способности описать мир числами.
Первыми простыми приспособлениями, помогающими считать, были найденные в Африке счетные палочки, которым тысячи лет. Кость Ишанго, обнаруженная в Демократической Республике Конго, которой 20 000 – 22 000 лет, – это кость ноги бабуина с тремя колонками коротких линий, нацарапанных на ней. Хотя их точное значение неизвестно, каждый надрез предположительно означает единицу. Еще старше – ей около 44 000 лет – кость Лебомбо из Южной Африки. Она имеет 29 зарубок, высеченных на ней. Некоторые антропологи считают, что надрезы означают число дней в лунном месяце, но это довольно спорное предположение.
ИСПОЛЬЗУЯ СИМВОЛЫ
Появление письменности повлияло на следующую революцию в истории чисел. Древние египтяне изобрели десятичную систему счисления за некоторое время до 2700 г. до н. э. Она имела семь иероглифических символов для чисел 1 (одна черта), 10 (пятка), 100 (петля веревки), 1000 (кувшинка) и т. д., и могла также выражать дроби. Однако в ней отсутствовало понятие разряда, так что если один иероглифический символ изображал число 1 000 000, то для числа 999 999 требовалось 54 символа!
Кость Ишанго, вероятно, – нечто большее, чем просто запись простых чисел. Она может быть инструментом, помогающим в вычислениях.
Альтернативным вариантом счета, разработанным в Вавилоне, была шестидесятеричная система счисления, ее наследие можно увидеть в делении минуты на 60 секунд, а круга – на 360° (6·× 60). Другим великим изобретением вавилонян была алгебра. Глиняная табличка Plimpton 322, заполненная в 1800 г. до н. э., имеет «пифагоровы тройки» – целые числа, решающие уравнение a2 + b2 = c2. С I в. до н. э. римляне использовали комбинации из семи букв своего алфавита (I, обозначающую 1, V – 5, X – 10, L – 50, C – 100, D – 500, M – 1000) для своей системы счисления. Как и первая египетская система, она была крайне громоздкой, но оставалась главной в Европе до XII в.
АБАК
Первые абаки, или счетные доски, использовались в Месопотамии между 3200 и 2700 г. до н. э. и были обнаружены в Древнем Египте, Персии, Греции, Китае, Риме в следующих веках. Первый «карманный калькулятор», изобретенный в Риме в I в. н. э., был достаточно мал и мог уместиться в кармане. Абак позволял вычислять до миллионов включительно. Он состоял из желобков, вырезанных на деревянной или латунной пластине. Семь длинных желобков вмещали четыре камешка (обозначая 1, 2, 3, 4; 10, 20, 30, 40; 100, 200, 300, 400 и т. д.), а семь коротких вмещали один (обозначая 5, 50, 500 и т. д.). Дополнительный желобок мог отсчитывать половины, трети и четверти.
«Краткая книга восполнения и противопоставления», написанная Мухаммедом ибн Мусой аль-Хорезми около 820 г., внесла огромный вклад в развитие математики, включая алгебру.
Знакомые индо-арабские цифры, давно использующиеся во многих частях мира в настоящее время, были изобретены в Индии в VI или VII в. Эту десятичную систему счисления легче использовать, чем ее ранние эквиваленты, поскольку она включает в себя разряды – имеются отдельные позиции для единиц, десяток, сотен и т. д., что делает сложные вычисления сравнительно легкими. Эта система постепенно распространялась на запад, достигнув Европы к XII в. через сочинения математиков, например, персидского аль-Хорезми[2] и итальянского купца Леонардо Пизанского, больше известного как Фибоначчи.
НОЛЬ
Символ, похожий на ноль, использовался вавилонянами в III в. до н. э. как заполнитель пустого места, а римлянами – для обозначения отсутствия количества. Однако первым, кто объяснил, что 0 – на самом деле число, был великий индийский математик Брахмагупта, живший в VII в. Сейчас это может казаться очевидным, но он первым показал, что вычитание числа из самого себя дает 0 и что произведение любого числа на 0 равно 0. Использование ноля как цифры в своем собственном праве распространилось в Китай, затем – в Персию и Ближний Восток, наконец достигнув Европы в XII в.
Веревка и струны
Закрутив отрезки растительных волокон друг вокруг друга, люди обнаружили, что можно сделать прочную веревку, чтобы тянуть, поднимать и привязывать тяжелые вещи. Тот же принцип позволил им сделать различные тетивы для охоты и лучковые веретена для разведения огня.
У веревки очень длинная история, как показал один обнаруженный в юго-восточной Германии 40 000-летний инструмент из слоновой кости, с помощью которого изготавливали веревку. Этот 20-сантиметровый инструмент высечен из кости мамонта и в нем проделано четыре отверстия диаметром примерно 8 мм, каждое из которых украшено аккуратно вырезанными спиральными бороздками. Исследователи считают, что люди продевали растительные волокна через эти дыры, чтобы закрутить и скрепить их в веревку. Отпечатки веревки были также найдены на обожженной глине возрастом 28 000 лет, а окаменевшую сдвоенную веревку, которой 17 000 лет, нашли в одной из пещер Ляско во Франции.
Струна использовалась в лучковом веретене, важном в разведении огня, по крайней мере в 5 и 4 тысячелетиях до н. э. людьми Хараппской цивилизации и Ирана. Возможно, струны использовались и как лески, тетивы лука, а также в сетях и ловушках. В Древнем Египте между 4000 и 3500 г. до н. э. тростниковые и пальмовые волокна, лен и папирус использовались для изготовления веревки, без которой возведение пирамид не представилось бы возможным. Конопляное волокно использовали в Китае еще в 2800 г. до н. э.
Веревка с Мэри Роуз, английского военного корабля, затонувшего в 1545 г. и поднятого со дна в 1982 г.
Гончарное дело
Около 9000 г. до н. э., когда образовались первые общины земледельцев, росла необходимость в емкостях, особенно предназначенных для переноса воды. Хотя гончарные изделия изготавливались и до тех времен, но именно тогда они стали частью быта многих обществ.
Венера из Дольни-Вестонице – керамическая статуэтка женщины, датированная между 29 000 и 25 000 г. до н. э. и обнаруженная рядом с Брно в Чехословацкой республике, сделана из глины, обожженной при сравнительно низкой температуре. Самые первые известные глиняные сосуды были сделаны в Китае: их фрагменты были найдены в пещере Сянрендон, они датированы около 18 000 г. до н. э., и пещере Ючаньан, они примерно на 2000 лет моложе. В то время глину уже замешивали, чтобы убрать из нее пузырьки воздуха, затем формовали, высушивали и обжигали. Процесс обжига включал в себя размещение глиняных изделий в полость в земле – замену печи для обжига, – затем разведение огня вверху полости. К 9000 г. до н. э. глиняные керамические изделия создавались для изготовления плитки и кирпичей, как и емкостей для воды и еды; эта технология распространилась из Восточной Азии. К 3500 г. ввели медленное колесо, позволяющее гончарам вращать глину, делая круглые горшки.
БОЛЕЕ ВЫСОКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Начиная примерно с 2600 г. до н. э. в долине реки Инд произошел ряд усовершенствований в гончарном деле: стали использоваться более высокие температуры и улучшилось качество непористой каменной керамики. Другая революция качества произошла в Китае около 600 г. н. э., когда белую каолиновую глину смешали с определенной разновидностью гранита и обожгли при температурах выше 1200 °C, чтобы произвести легкий фарфор. Такая керамика высокого качества производилась в больших количествах во время правления династии Хань (618–907) как для декоративных, так и для практических целей. Как и каменная керамика ранее, фарфоровая продукция распространилась из Восточной Азии в другие части света. Однако в отличие от других видов гончарных изделий, твердый английский фарфор берет свое начало на Западе. В 1748 г. Томас Фрай начал производить его из глины, гранита и костей животных. Это очень крепкий, полупрозрачный вид фарфора. Во второй половине XX в. он производился только в Великобритании.
Сочетание каолина и сильного жара приводит к тому, что смесь глин в фарфоре превращается в остеклованный минерал, называемый муллитом. Благодаря высокой температуре плавления муллита (1840 °C) из фарфора делают хорошие жаропрочные емкости. Их также можно покрыть глянцем и разрисовать.
