Томас Дерри
Краткая история технологий. Идеи, процессы и устройства, при помощи которых человек изменяет окружающую среду с древности до наших дней
Средневековый текстиль и кожевенное производство
В Средние века лен выращивали по всей Европе, на Западе он оставался основным растительным волокном до XVIII века. Его так качественно обрабатывали, что тонкая льняная ткань (едва ли не единственный средневековый западный товар) продавалась даже в Пекин. В XIV веке предположительно в Голландии изобрели льномялку, которая плющила стебли льна между деревянными вальцами.
Гораздо важнее были методы обработки шерсти. В XV веке существовал 51 сорт английской шерсти; лучшими считались шропширская, херефордширская и котсволдская. В основном она продавалась в крупных производственных центрах Фландрии, где в удачные годы в начале XIV века для среднего годового выпуска 150 тысяч 28-ярдовых кусков ткани требовалось 15 миллионов фунтов шерсти. Тонкая английская шерсть экспортировалась на север Италии, но к концу Средневековья английская ткань стала цениться меньше, отчасти потому, что считалось, будто англичане небрежно отбирают шерсть для производства тканей.
Перед прядением шерсть следовало промыть, высушить, разбить, промаслить и разделить на волокна. Процесс разделения на волокна или чесание первоначально выполнялся чертополохом (лат. Carduus) или ворсовальной шишкой, а в XIII веке французы использовали пару досок с проволочными зубьями (похожие на очень жесткие расчески), при этом шерсть пропускалась рукой от одной доски к другой; подобные «расчески» до сих пор применяются в ручном ткачестве. Альтернатива чесанию – прочесывание; данная практика, вероятно, пришла из льняного производства и распространилась в Западной Европе в XII веке. У гребней были металлические зубья, закрепленные на роговой основе с деревянной ручкой; гребни нагревали для облегчения прочесывания шерсти: гребень неподвижно закреплялся, а шерсть пропускалась между зубьями; следовало отделять длинные волокна для прядения от коротких. Был и третий способ (альтернатива чесанию), когда волокна распутывались взбиванием тетивой небольшого лука. О чесании и прочесывании известно, хотя они не упоминаются античными писателями, в том числе Плинием. Взбивание шерсти тетивой, которое до сих пор практикуется в Индии и некоторых регионах Европы, считается средневековым изобретением.
Рис. 33. Прялка. Из Псалтыря Латрелла, 1338 г.
Три основных нововведения в средневековой шерстяной индустрии: прялка (рис. 33), горизонтальный ткацкий станок с рамой и сукновальная машина. При работе с прялкой пряха правой рукой поворачивала колесо, соединенное с веретеном при помощи ремня и блока; веретено поворачивалось, а соскальзывающая пряжа отводилась в сторону левой рукой. Пряха полностью вытягивала руку, чтобы пряжа протягивалась под прямым углом, а веретено делало несколько оборотов в обратном направлении, дабы нить правильно на него намоталась. К концу Средневековья прялку оснастили маховиком, что позволяло одновременно прясть и наматывать нить.
По мнению Адама Смита, прялка с ее непрерывным вращательным движением удвоила производительность труда. Горизонтальный ткацкий станок с рамой создали прежде всего ради удобства ткача. Ткач нажимал на педали, поднимая и опуская галево ремизки, пропуская туда-сюда челнок (рис. 34); бердо, плотно прибивающее уток, подвешивалось к раме на тяжелой рейке. Освобождая рычаг, ткач исправлял перекос от ткацкого навоя в задней части станка; готовая ткань наматывалась на валик спереди.
Рис. 34. Ткацкий станок с четырьмя галевами. Примерно 1400 г.
Сукнование ткани для ее утолщения за счет сваливания волокон похоже на валяние нетканой шерсти, меха или волос – процесс, который, вероятно, древнее ткачества. Сукновальная глина и различные моющие средства вроде древесной золы (но не мыло) применялись еще в старину. В Средневековье отказались от механических деревянных молотков для смачивания и часто вредной и утомительной работы человека ступнями. Энергия подавалась от водяного колеса, как на зерновой мельнице; поворот вала колеса заставлял толкатели приводить в движение два больших деревянных молотка, поэтому бойки молотка поочередно опускались на ткань, замоченную в корыте с водой, сукновальной глиной и другими щелочами. Ткань время от времени переворачивали для равномерной обработки. В сравнении со старым методом обработки новый позволял экономить рабочую силу: в XV веке при помощи водяного колеса в графстве Кент одновременно обрабатывалось три куска ткани размером 12 × 2 метров каждый. Хотя сукновальная машина (сукновальная мельница) сильно повлияла на организацию шерстяной индустрии, заставляя ее переместиться из старых городов в холмистые регионы с быстрыми реками (и давая английской индустрии преимущество перед фламандской), о ее происхождении известно очень мало. О сукновальной мельнице говорится во французской грамоте XI века, однако англичане упомянули две мельницы в Йоркшире и Котсволдсе только в 1185 году. В XIII веке сукновальные мельницы были настолько распространены, что в документах их обозначали термином «мельница», однако их полное описание с иллюстрациями появилось значительно позже.
Рис. 35. Отделка ткани в монастыре: справа – устранение недочетов; слева – растяжение на ширильной раме. Из итальянской рукописи 1421 г.
Сушка валяной ткани на ширильных рамах (рис. 35), поднятие ворса ворсовальными шишками, его последующая обрезка и уплотнение для получения гладкой поверхности, а также окрашивание играли большую роль в средневековой экономике, однако технологии редко изменялись. Но квасцы, с давних времен служившие протравой для равномерного окрашивания ткани, стали готовить по-другому.
История производства хлопка и шелка в Средние века лишний раз указывает на связь с Востоком. В Испании хлопковую индустрию масштабно развили мавры, откуда продукция распространилась по всей Европе в XII–XV веках вплоть до Англии, в частности в виде фустиана – дешевой хлопчатобумажной ткани на льняной основе, родом из Каирского пригорода Фостат. Хлопок выращивался в Италии, но сырье поступало в основном из Сирии, Египта и с Кипра. Больший интерес представляет развитие шелковой индустрии. Шелкоткачество существовало в Европе во времена Римской империи начиная со II века, но сырье поступало исключительно из Дальневосточного региона. Хотя шелк-сырец пытались делать в Византии при правлении Юстиниана в VI веке, когда яйца шелкопряда контрабандой вывезли из Китая в посохах два несторианских монаха, производство началось только в XII веке на юге Италии в подражание мусульманам Испании. Лукка стал главным центром шелкоткачества, которое процветало во многих северных городах Италии и начало распространяться во Францию: яйца шелкопряда были среди трофеев итальянских войн Франциска I. Великобритания, никогда не славившаяся производством сырья в заметном объеме, не имела развитой индустрии шелкоткачества до большого наплыва работников-гугенотов в Спиталфилдс и другие регионы, когда в 1685 году отменили Нантский эдикт.
В благоприятных условиях 0,5 килограмма прядильных гусениц дает около 5 килограммов шелка в год. Но волокна из коконов крайне хрупкие; традиционными методами намотать 0,5 килограмма шелка, сматывая 3–8 волокон вместе, можно за сутки. Нить на данном этапе тонкая, почти невидимая, затем скручивается, чтобы волокна не разделялись; две-три нити сматывают вместе для прочности. После намотки шелковой нити перед тканием она закручивается и удваивается до требуемой толщины. В XIII веке в Италии появились первые фабрики, на которых установки по скручиванию шелковых волокон в нити работали на гидроэнергии. Процесс шелкоткачества хранился в строжайшем секрете, однако его в 1718 году запатентовал сэр Томас Ломбе из Великобритании. Прочно закрепленная деревянная рама держала ряды веретен (сверху находились катушки), которые поворачивались за счет трения о планки внутренней стороны деревянной рамы, вращаемой колесом. Установка по скручиванию шелковых волокон в нити не совершенствовалась до XIX века. Ее появление – отличный ориентир в истории развития индустрии, ибо для обслуживания сотен веретен и катушек требовалось два-три оператора, а прежде такую работу выполняли несколько сотен человек вручную. Следует отметить, что в Китае – на родине шелковой индустрии – наматывающий механизм имелся в I веке до н. э., в 1090 году его оснастили маховиком; гидроэнергию в шелковой индустрии впервые применили почти одновременно в Китае и на Западе.
Рис. 36. Удаление шерсти со шкуры на кожевенном заводе. С деревянной гравюры XVI в.
В отличие от текстильной кожевенная индустрия в Средние века принципиально не изменилась (рис. 36), хотя кожаные изделия становились все популярнее. Кожу использовали либо для строго утилитарных целей – одежда, бутыли и кувшины и большая часть багажа, либо как предмет искусства. Сапожника называли кордвейнером, потому что обувь шили из кордовской цветной дубленой кожи или испанской кожи. Первоначально ее делали мавры из кожи муфлона – мохнатой овцы, обитающей в настоящее время только на средиземноморских островах, однако под нее выделывали козлиную кожу по всей Европе. Несмотря на престижное положение в обществе, сапожник шил обувь, похожую на современные тапочки. Рант появился только в XV веке, каблуки – ближе к 1600 году, а высокие сапоги – гораздо позже. Дешевую обувь шили из воловьей кожи.
Ремесло переплетчика книг, появившееся в Средние века, необходимо до сих пор. Монахи создавали великолепные образцы кожевенного дела, вроде Евангелия Стонихерст VII века, лежавшего в гробу святого Катберта, и другие замечательные реликвии Темных веков. Исполняя защитную и декоративную роль, кожаный переплет на досках первоначально выполнялся мелкими инструментами столько времени, сколько требовалось. В XV веке переплетное дело поставили на коммерческие рельсы и для быстрого воспроизведения рисунка применили металлические лекала. Переплетное дело достигло расцвета только к 1600 году, когда европейцы узнали от мавров искусство золотого тиснения. Сначала на коже выбивали узор, затем к нему горячим утюгом припечатывали лист золота; избыток золота аккуратно удаляли. Золочение краев книги выполнялось почти так же, только требовалась полировка небольшим инструментом, который до середины XX века делали из обычного кремня. Дорогостоящее золото применяли только из-за его значительной растяжимости: многократно ударяя молотком по куску золота между листами пергамента, золотобоец превращал 1 унцию золота в 23 квадратных метра листового золота. Золотобойцы были еще в Древнем Египте.
Хотя кожу натягивали на сиденья стульев в Древнем Египте, кожаная мебель и обивка в Европе появилась только в XVI–XVII веках. Одно время были очень модны гардины из тисненой испанской кожи и обивка ею стен. Однако из-за разводившихся в них насекомых-вредителей подобная мода во Франции прошла, когда в конце XVII века Кольбер возродил искусство гобелена. В Англии кожаную обивку стен также заменили обоями под кожу, но кожаные ширмы остались в моде, хотя их не украшали позолотой и тиснением, а разрисовывали. Сиденья и спинки стульев обтягивали кожей в XVI веке, однако средством обивки кожа стала не раньше 1650 года.
Мебель
С падением Римской империи профессия плотника снова становится престижной. В раннем Средневековье плотник строил дома и создавал тяжелую и неуклюжую мебель. Плотницкое дело совершенствовалось только в Италии: в Ватикане есть шкаф VIII века с маленькими выдвижными ящиками. В Англии плотницкое дело развилось в XIII веке, когда снова появились рубанки, а искусство панельной обшивки, образец которой датирован VIII веком в Равенне, распространилось в Германию, Бельгию, Нидерланды и Люксембург. Обшивка облегчала мебель и помогала сохранить лес, но на холодном и сыром севере стены облицовывали дубовыми панелями, которые привозили ганзейские купцы. Когда деревянными панелями обшили верх помещения, появился потолок.
Резьба, роспись и золочение – вспомогательные ремесла, первым из которых часто занимался плотник. Сборные деревянные конструкции облегчали резьбу, большая часть которой повторялась; рифленый рисунок делали долотом. Токарь изготавливал стулья, табуреты и кровати, мало менявшиеся с начала саксонских времен до XVII века. К этому времени все большее распространение получают колесно-токарные станки, но продолжают использоваться шестовые токарные станки, впервые появившиеся, по оценкам некоторых ученых, в бронзовом веке в Месопотамии (рис. 37). Токарь обычно украшал ножки или стойки лучших образцов мебели, созданных плотником, и производил собственную, соединенную шпильками дешевую мебель.
Плетеную мебель из молодых побегов ивы делали мастера плетения корзин, чья индустрия значительно пополнилась беженцами-гугенотами в Англии в 1685 году. Особый тип стула, с крестообразной складывающейся рамой, имел сиденье, обтянутое кожей, и богатую отделку; его делал мастер по изготовлению сундуков. Для бедняков плотники наспех собирали мебель из деревянных брусков. Стулья делали с растопыренными ножками, которые вставляли в сиденье и фиксировали деревянными клиньями; так же закреплялась спинка. Самым распространенным материалом были бук, ясень, вяз и дуб, большая часть работы выполнялась простой двуручной ножовкой. Мебель из деревянных брусков производилась по всей Европе все Средневековье в неизменном стиле, отличаясь только материалами и личными предпочтениями. Между тем великолепные итальянские ремесла вроде инкрустации и облицовки, методы соединений в виде пазов, шипов и «ласточкиных хвостов», очень развитых в Египте еще в 3-м тысячелетии до н. э., медленно распространялись на север. Даже в Средние века Париж был центром торговли роскошью: в эпоху Возрождения французские ремесленники серьезно соперничали с итальянцами и наконец превзошли их во времена правления Людовика XIV. В моду вошли большие шкафы под роскошную одежду и огромные кровати. Мебель покрывалась листовым золотом, отделывалась разноцветной древесиной, слоновой костью, окрашенными рогами животных, черепашьим панцирем, оловом и латунью. Андре Шарль Буль предложил метод инкрустирования приклеиванием ракушек, латуни и других материалов к мебельным панелям, но инкрустация, как правило, быстро отклеивалась; аппликации из позолоченной бронзы, добавленные ради орнамента, часто закрепляли мебель. Различные мягкие стулья сыграли важную роль при дворе Людовика XIV, но стиль остальной его мебели вошел в моду при менее пышных королевских дворах и в более скромных резиденциях, в отличие от Версаля. На фабрике, где создавались гобелены по эскизам Ле Брюна, был специальный отдел «китайского рукоделия» (веками китайский стиль входил в моду через определенные интервалы времени); лак, применявшийся в то время, изобрел Дагли из Льежа, но наиболее совершенную имитацию китайского и японского материала получил Мартин в 1744 году.
Рис. 37. Столяр и токарь за работой в Бельгии, Нидерландах и Люксембурге. 1600 г.
Текстиль и стекло в 1500–1750 годах
Следует заметить, что при описании бытовых ремесел мы уже не раз отклонялись от эпохи Средневековья в первые века новой истории: на самом деле четкого разделения не существует. В деревообработке и кожевенном деле изменений не наблюдалось весь ранний современный период и в поздней современной истории, закончившейся промышленной революцией. Даже раскрытие секрета китайского фарфора в Мейсене, в округе Дрездена, в 1709 году не имело сильного влияния до эпохи веджвудского фарфора, появившегося после 1750 года. Сосредоточимся на двух бытовых ремеслах – производстве текстиля и стекла, так как оба сильно менялись с примерно 1500 года до середины XVIII века.
Новые материалы на прогресс в текстильной индустрии не повлияли. Наоборот, вырос спрос на старые материалы. Отечественный рынок сбыта расширился из-за повышения уровня жизни, начиная с эпохи Возрождения; огромный зарубежный рынок – благодаря Великим географическим открытиям. Лен был популярнее хлопка: большую часть ситца в Европу импортировали из Индии; самым распространенным в Европе было производство фустиана. Хотя о нем знали в Англии в позднем Средневековье, производство фустиана возобновили фламандские иммигранты в конце XVI века; известно, что производство было в Ланкашире в 1621 году.
Производству льняной ткани предшествовало два основных процесса: вымачивание льна и отделение его волокон от стеблей. Механическим путем волокна попытались отделять в 1664 году. В начале XVIII века вальцы, приводимые в движение гидроэнергией, мяли лен, а роль ножа или трепального лезвия для разделения волокон исполняли шипы на колесе, которое также работало на гидроэнергии. Шерсть вычесывали вручную; для прочесывания коротких волокон изобрели три механизированные установки, запатентованные в 1748 году. Две установки, разработанные Льюисом Полом, были ручными. А в изобретении Даниэля Борна вальцы работали на гидроэнергии; хотя его установка не пользовалась спросом, она стала основой более производительных механизмов будущего.
Прядение, в отличие от ткачества, оставалось самым медленным текстильным процессом. Единственным важным нововведением после появления маховика в позднее Средневековье была ножная прялка, вероятно родом из Англии или Брансуика, в первые десятилетия XVI века. Ножной привод находился у основания прялки. При нажатии на педаль петля троса на другом конце управляла шатуном и рычагом, который поворачивал колесо. Можно было использовать два троса, управляющие маховиком и катушкой, на которую наматывалась нить; как альтернатива, пряжа сама тянулась вокруг маховика. Одного ткача обеспечивали пряжей три–пять прях, данное соотношение увеличилось с изобретением «летающего челнока» (роликового челнока) в 1733 году, а всего пять лет спустя Льюис Пол и Джон Уайатт запатентовали схему машинного прядения. Нить протягивалась через пары вальцов, каждая последующая пара которых вращалась быстрее предыдущей, а по крайней мере одна пара вальцов еще и скручивала нить. Попытки управлять машиной на ослиной тяге или на гидроэнергии потерпели неудачу, но были предзнаменованием грядущих перемен.
С увеличением спроса на предметы роскоши больше внимания уделили вытяжному ткацкому станку, на котором делали все виды узорчатых тканей. Его впервые применили на Востоке для шелкоткачества, он попал в Европу в позднем Средневековье сначала в Италию, а затем во Францию. Узор создавался изменением количества и расположения нитей основы, которые приподнимались каждый раз, когда ткач протягивал туда и обратно уток в челноке. В вытяжном ткацком станке это делали с помощью ремизы над станком, с которой свисали тросы, позволяя поднимать соответствующие ряды нитей основы, что удерживались внизу грузилами для последующего пропуска утка. Хотя нет средневековых рисунков вытяжных ткацких станков, основные узоры на тканях придумывали именно тогда, имитируя исламские ткани, хотя определенное влияние оказали Византия и Китай. Роскошный атлас, дамаск и узорчатый бархат (последний – из Италии) создали задолго до нынешних времен.
Первое важное изобретение примерно 1600 года принадлежит лионскому ткачу Клоду Дангону, предложившему два устройства для облегчения работы на очень сложном станке. Во-первых, тросы стали располагать сбоку от станка, чтобы протягивать нить стоя у станка, а не усаживаясь над ним. Во-вторых, грузила на нитях основы поднимали рычагом, а количество петель, задействованных для перемещения нитей основы, увеличилось до 2400 штук. Соответствующие петли завязывались вместе, формируя требуемый зазор для каждого прохода утка в соответствии со схемой узора. Вне сомнения, хотели создать автоматический ткацкий станок, экономящий время и исключающий ошибки. В 1725–1745 годах во Франции, где был огромный спрос на узорчатые ткани, создали три устройства, в каждом из которых требуемый узор получали в соответствии с перфорированным рисунком на рулоне бумаги, обернутом вокруг перфорированного цилиндра: тросы крепились к ряду игл, проходящих через перфорированные отверстия, автоматически выбирая необходимые нити основы и формируя узор. После каждого протягивания утка цилиндр поворачивался, устанавливая в позицию очередной ряд перфорированного рисунка. Самое последнее из таких устройств предложил знаменитый изобретатель Жак де Вокансон; и хотя (как и предыдущие) устройство было слишком сложным в использовании, на его основе в следующем веке изобрели известный станок Жаккарда.
Между тем были и другие прогрессивные изобретения. Происхождение трикотажного вязания неизвестно, хотя понятно, что жесткая текстура ткани, полученной на примитивных станках, породила спрос на эластичную ткань из того же сырья. Вязание на рамах практиковали арабы до н. э., и считается, что такое вязание постепенно подтолкнуло к изобретению современной техники; первые вязальные спицы были крючковатыми, такие до сих пор можно найти у пастухов Ланды. В 1589 году ноттингемпширский священник Уильям Ли придумал чулочновязальную машину, на которой вязальщик управлял подвижными крючками, протягивая стежки поверх неподвижных крючков. Дабы не провоцировать безработицу, изобретателя осудили Елизавета I и Яков I, поэтому он сбежал во Францию; тем не менее в XVIII веке «машина», никогда не имевшая механического привода, заложила основу для новой индустрии в Англии, особенно в Ист-Мидлендсе. Еще одним важным изобретением в конце XVI века был данцигский лентоткацкий станок, в котором ткач управлял только планкой; на станке одновременно производилось до полудюжины узких лент. Хотя такие станки работали в Лондоне в 1616 году и в Лейдене в 1620 году, их распространению мешали всенародные беспорядки и ограничения в законодательстве; более 100 лет спустя изобретатель из Базеля, предложивший метод работы лентоткацкого станка на гидроэнергии, обнаружил, что станок запрещен.
Рис. 38. «Летающий челнок» Кея, 1733 г. Справа – ткацкий станок в полной комплектации; слева – планка, по которой движется челнок; внизу – челнок
Наконец появился «летающий челнок» (рис. 38), запатентованный 26 мая 1733 года Джоном Кеем – ланкаширским ткачом, работавшим в Колчестере. Изобретение позволило сидящему ткачу пропускать челнок в обоих направлениях поперек полотна гораздо более широкого, чем расстояние между его раскинутыми в стороны руками. Он управлялся поочередным натяжением концов троса, соединенного с двумя кожаными гонками станка, предназначенными для скольжения вдоль металлического стержня. Они толкали челнок, который «летал» из стороны в сторону вдоль рейки. Отныне один ткач выполнял работу за двоих, при этом ему хватало сил следить за нитями полотна в два раза шире прежнего, а также направлять челнок. Впервые ткач стоял за станком с прямой спиной. От своего знаменитого изобретения Кей получил мало прибыли; изобретение осуждали полные предрассудков ткачи; в нарушение авторских прав его применяли недобросовестные работодатели. «Летающий челнок» тут же потребовал от прях повысить скорость прядения, чтобы обеспечить ткачей нужным количеством пряжи; в долгосрочной перспективе он стимулировал изобретение механического ткацкого станка.
Доходная текстильная индустрия совершенствовала технологии отделки. Шишечные ворсовальные машины для поднятия ворса ткани применялись в XV веке, их впервые нарисовал Леонардо да Винчи. К XVII веку валец оснащали ворсовальной шишкой; он вращался в одном направлении, а другие вальцы протягивали над ним ткань в обратном направлении (рис. 39). Спрос на мыло для сукнования, особенно шерстяной ткани, спровоцировал быстрое развитие мыловарения; к концу XVII века мыло варили из китового жира, хотя лучшее мыло производилось на основе оливкового масла в Средиземноморских странах. Что касается окрашивания тканей, то примерно в 1615 году обнаружили, что красный кошениль становится ярко-алым за счет соли, получаемой растворением оловянной посуды в азотной кислоте: реакция шла за счет присутствия в сплаве, из которого делалась посуда, до 90 процентов олова. Методы отбеливания тканей не совершенствовались до 1750 года.
Истории развития производства стекла и текстильной индустрии похожи. В этот период искусные ремесла распространились из Италии на север; на рынке вырос спрос на готовую продукцию, хотя по понятным причинам экспорт составлял меньшую часть; были внедрены некоторые технические доработки. При производстве стекла технические нововведения играли особую роль, ибо предстоящая промышленная революция их не вытеснила.
Итальянская индустрия стекла с главными центрами в венецианском пригороде Мурано и Алтаре близ Генуи обязана своей репутацией в конце Средневековья трем причинам. Во-первых, пока в Северной Европе стекло делали из местных песков и щелочи на основе растительного пепла, итальянцы применяли чистый диоксид кремния и соду. Во-вторых, они унаследовали более совершенные технологии Средиземноморья. В-третьих, как следствие, они производили красивый и чистый хрусталь для изысканных сосудов, а в Северной Европе по-прежнему выпускали в основном оконное стекло. Итальянский хрусталь, редко абсолютно бесцветный, покрывали позолотой, затем эмалью, окрашивали в технике «тростника» или ему придавали трещиноватую поверхность, окуная горячий сосуд в холодную воду. Гравировку делали нечасто: большинство изделий были слишком тонкостенными для методов гравировки, применявшихся до второй половины XVII века. Такие изделия были очень популярны за рубежом, и итальянские мастера стекольного дела в конце концов вынужденно эмигрировали, несмотря на штрафы; к третьей четверти XVI века их искусство распространилось по всей Европе вплоть до Швеции и Англии.
Рис. 39. Шишечная ворсовальная машина для поднятия ворса на ткани. Зонка, 1607 г.
Как выглядело производство стекла в то время, можно понять по тосканской настенной росписи, где представлены металлические предметы, ножницы и щипцы, и процесс выдувания стекла; в большом отделении над печью отжига стеклянные изделия медленно остывают. Квалификация итальянских мастеров заслужила подобного увековечивания потому, что состав бутылочного и оконного стекла середины XX века был практически идентичен составу стекла эпохи Средневековья.
Еще в Древнем Египте знали, что насыщенные цвета стекла получают добавлением минералов в расплав. Искусство окраски стекла веками совершенствовалось методом проб и ошибок, пока современная химия не объяснила происходящие процессы. Так как почти вся стекольная индустрия жаждала производить предметы роскоши, большое внимание, естественно, уделялось созданию чистых оттенков. В Средние века получали основные спектральные цвета, а промежуточные создавались путем смешивания, однако получить красный цвет долго не удавалось. Хотя есть доказательства, что ассирийцы создавали рубиновое стекло добавлением золота в расплав, применять золото для этой цели стали только в XVII веке. Стекольных дел мастера из Мурано получали качественное красное стекло, добавляя в расплав оксид меди и медленно нагревая его в отсутствие воздуха. Такое стекло называлось аввентурино, что означает «риск»; оно – отличный пример случайности в технологическом прогрессе, имеющем первостепенное значение даже сегодня.
В Англии потребовалось создать самостоятельную стекольную индустрию, ибо декларация 1615 года в целях экономии запрещала применять древесное топливо для производства стекла. Появились каменноугольные печи, в которых пламя располагалось на решетке из железных прутьев; температура в них была намного выше, чем в дровяных печах. Должно быть, из-за этого стали применять закрытый тигель, чтобы соединения серы и сажа от каменного угля не окрасили стекло. Важнейшее изобретение принадлежит Джорджу Рейвенскрофту, который в 1675 году создал конкурента венецианскому хрусталю – флинтглас, из смеси поташа, оксида свинца и обожженного кремня. Этот тяжелый свинцовый хрусталь подвергся суровому испытанию в 1745 году, когда британское правительство обложило налогом стекло по весу. Германия и Чехия тем временем создали венецианскому хрусталю очередного соперника – калиево-известковое стекло, тяжелое и бесцветное, отлично подходящее для гравировки. Из-за огромного спроса на сильно гравированное стекло появилась серия медных режущих кругов диаметром 1–10 сантиметров, на которые капала смесь масла и абразива. Такие круги приводились в движение педалью ножного привода, но иногда работали на гидроэнергии.
Существенное производственное направление конца XVII века – изготовление листового стекла больших размеров методом литья. Кольбер привез в страну итальянских рабочих: одни выдували стекло для зеркал – такие можно увидеть в Версале, они собраны из маленьких секций и не дают искажений; другие почти в то же время основали производство в Ламбете. Но метод литья листового стекла, известный венецианцам, впервые разработали мастера по производству стекла в Нормандии под королевским патронажем. Ради этого примерно 2 тысячи фунтов стекла поэтапно загружали в огромный тигель, нагревали, чтобы удалить пузыри, а затем выливали на литейный стол с подвижными направляющими, которые определяли размер листа. Меньше чем за минуту, пока стекло было расплавленным, его разравнивали и придавали ему нужную толщину. После отжига в течение приблизительно десяти дней стекло нарезали на меньшие пластины и полировали покрытой войлоком доской и вальцом.
При производстве зеркал для исследовательских и навигационных приборов, а также для украшений и гардеробных комнат создание листового стекла с абсолютно плоской поверхностью без искаженного изображения было не единственной проблемой. Серебрение (нанесение яркой пленки металлического серебра химическими методами) не применялось до середины XIX века, вместо этого отражающая поверхность делалась при помощи олова. Именно венецианцы покрывали чистое полированное стекло листами оловянной фольги, затем ртутью, образуя амальгаму. Через несколько дней остатки ртути удаляли, а заднюю часть зеркала лакировали – для защиты.
Рис. 40. Немецкая стекловаренная печь. 1752 г.
В XVIII веке в Англии появилась конусообразная стеклоплавильная печь, качество которой признали французские энциклопедисты, ибо воздушные потоки в ней направлялись вверх (что равномерно распределяло и экономило тепло); и еще печь создавала прохладный сквозняк для рабочих. Но немецкая печь, описанная металлургом Агриколой двумя веками ранее, оставалась самой распространенной (рис. 40). У нее было одно устье топки для огня; выше был ярус, на котором в горшках из белой гончарной глины плавилось стекло; еще выше – камера охлаждения, где стеклянные изделия проходили отжиг.