Перуанские индейцы для запоминания придумали узелковое письмо – кипу. Это толстая веревка, к которой в виде бахромы подвязывались разноцветные шнуры разной длины и толщины. Узлы на шнурках завязывались простые, двойные, тройные, и располагались они то на конце шнурка, то почти у самой веревки.
При раскопках городов учёных заинтересовали кусочки берёсты, верхнего слоя берёзовой коры. Они оказались грамотами XΙ века. Буквы не писали, а выдавливали заострёнными палочками из кости или дерева. Берестяная связка мальчика Онфима. Тетради семилетнего школьника. Там и азбука, и упражнения для чтения по складам, и разные рисунки.
Американские индейцы покрывали изображениями шкуры животных Сырую шкуру – козью, овечью или телячью – вымачивали в воде, чтобы размякла. Потом соскабливали ножом мясо и вновь вымачивали, добавив золу. После этого шерсть снималась специальным скребком. Затем шкуру сушили, растянув на специальной раме, выглаживали, натирали мелом и полировали. Получалась тонкая, чуть желтоватая кожа, одинаково ровная и чистая с обеих сторон.
Бревно очищается от коры Размалывается в древесную массу Массу просеивают и промывают Взбивают в специальной машине, смешивают с водой и отправляют в бумагоделательную машину. Вода уходит из массы через сито, остаток воды удаляется с помощью насоса, сито вибрирует и волокна сцепляются между собой. Влажная масса проходит под круглым валиком, спрессовывающим её в гладкий лист. Лист проходит под множеством валиков, разглаживается, сушится.
Листья ананаса - Вьетнам. Эйхорния - водный гиацинт (сорняк, разрастается в пресноводных водоемах) - Индия. Отходы тростника - Куба. Древесные листья – Венгрия. Из ревеня – лист бумаги – школьница из Дании. Макулатура – старые, ненужные газеты и другая бумага. Новая бумага из макулатуры очень прочная, красивая, белого цвета, а самое главное – она позволит сберечь огромное количество первосортной, прежде всего хвойной древесины.
ВЫВОДЫ: 1.До изобретения бумаги люди использовали для письма различные средства и способы. 2.Мы узнали, что бумагу начали делать в Китае, около 2000 лет назад из древесины. 3. Мы познакомились с тем, как изготавливают бумагу сейчас. 4.Собрав коллекцию видов современной бумаги, мы узнали, как она называется и где применяется.
ЛИТЕРАТУРА 1.Ивич А. Приключения изобретений: Научно-художественные рассказы / Рис. А. Файдель; Оформ. В.Любин. – М.: Дет.лит., – 176 с.: ил. 2.Крутецкая В.А. Доклады и сообщения по русскому языку для младших школьников. – СПб.: Издательский Дом «Литера», – 80 с.: ил. – (Серия «Начальная школа»). 3.Кублицкий Г.И. Письмо шло пять тысячелетий. Для младшего школьного возраста. Изд. – «Малыш», Паль Р. Человек придумал книгу. – М.: Сов. Россия, – 336 с.: ил. 5.Всё обо всём. Популярная энциклопедия для детей. Компания «Ключ – С» Филологическое общество «СЛОВО» Центр гуманитарных наук при факультете журналистики МГУ им. М. В. Ломоносова. АСТ Москва Т. 9,6,1,4 6. Книга: Энциклопедия / Редкол.: И. Е. Баренбаум, А. А. Беловицкая, А. А. Говоров и др. – М.: Большая Российская энциклопедия, – 800 с.: ил. 7. Советский энциклопедический словарь. – М.: Сов. Энциклопедия, – 1600 с. 8. Словарик книголюба // Горбачевский Б. С. В стране книголюбов. – М., – С Юному книголюбу: Словарь-справочник / Под ред. И. Я. Линковой. – М.: Книга, – 192 с.
Сергей Юрьевич Нечаев
Удивительные изобретения
Предисловие
Что такое изобретение? Это принципиально новое техническое решение какой-то задачи, это «двигатель» прогресса.
Удивительных изобретений за всю историю человечества было сделано великое множество. Соответственно, вся история человечества – это история изобретений. Поэтому рассказать обо всех изобретениях и изобретателях в одной книге просто невозможно: одно их перечисление потребовало бы нескольких огромных томов.
Бумага, карандаш, часы, консервы, автомобиль, самолет, вертолет, парашют, подводная лодка, телевизор… Без всего этого невозможно себе представить жизнь современного человека. А ведь когда-то их не было…
Как все это появилось? Когда? Кто это придумал?
Книга, которую вы держите в руках, – об этом. Об истории появления бумаги и первых бумагоделательных машинах. О спичках и первых «летучих кораблях».
О вольтовом столбе и изобретении консервов. О первом в мире программисте и о первых часах. И еще о многом-многом другом.
Люди, вошедшие в историю мирового изобретательства, были как профессиональными инженерами, получившими отличное специальное образование, так и простыми самоучками.
Но ни одно из великих изобретений не было сделано случайно. На самом деле, такие «случайные» открытия делают только подготовленные умы, только люди, чем-то очень сильно увлеченные, упорные, терпеливые и умеющие мыслить нестандартно.
Всем не боящимся делать изобретения посвящает автор свою книгу.
ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ БУМАГИ
На чем писали до появления бумаги
Сейчас просто невозможно представить себе жизнь без бумаги. Появилась она очень и очень давно, и история ее возникновения и множества последовательных преобразований не так уж и проста. Безусловно, происхождение бумаги было обусловлено появлением письменности – ведь нужно же было на чем-то писать.
А самые первые формы письменности появились примерно за 4 000 лет до н. э. Чуть позднее были изобретены особые графические знаки для фиксации и передачи информации – эти древние схематические рисунки ученые называют пиктограммами.
Сначала писали на сырых глиняных табличках. Наши далекие предки сушили их на солнце или обжигали в огне, чтобы закрепить текст. После этого таблички можно было посылать друг другу, в том числе и на весьма большие расстояния. Но эти письма-плитки были очень неудобными (тяжелыми и хрупкими), а их изготовление отнимало слишком много времени.
Более легким и надежным материалом для письма стало дерево. Например, в Древнем Китае люди использовали бамбуковые дощечки, на которых они выжигали иероглифы при помощи раскаленной иглы. Писали в Китае до изобретения бумаги и на шелке, но он всегда был очень дорогим, а на бамбуковой дощечке помещалось не больше 30 иероглифов. Можно себе представить, как выглядела «бамбуковая книга». Наверное, чтобы ее перевезти, требовалась запряженная волами телега.
А вот наши предки-славяне наносили свои тексты на бересту, то есть на наружный слой березовой коры. Их древние письма называют берестяными грамотами.
Берестяная грамота XII века
В Древней Греции и в Риме люди писали на деревянных дощечках, покрытых воском. Это уже был существенный прогресс, так как слой воска позволял стирать старый и писать на той же дощечке новый текст. На Руси такие покрытые воском дощечки называли церами.
А еще в поисках более подходящих носителей люди пробовали писать на больших листьях, на коже, на кости и т. д. Например, в странах с жарким климатом для этого часто использовали высушенные пальмовые листья. Они были огромными по площади, и на них можно было уместить целые сочинения. Более «продвинутые» египтяне использовали для письма папирус, материалом для изготовления которого служили трехгранные стебли тростника, в изобилии росшего на берегах Нила. Отметим, что самый ранний из существующих зарегистрированных папирусов, возможно, использовался за 3000–3500 лет до н. э. Однако технология изготовления папируса – этой первой «бумаги» – была достаточно сложной, а потому папирусы получались очень дорогими.
Во II веке до н. э. в Малой Азии развилось производство нового материала для письма – пергамента. Свое название он получил от города Пергам Пергамского царства (ныне это территория северо-западной Турции).
Пергамент изготавливался из кожи молодых телят и овец по весьма сложной технологии, но зато он был гораздо более прочен и долговечен, чем папирус. Другим огромным плюсом пергамента было и то, что на нем можно было писать с двух сторон. Но, к сожалению, и он был дорог, поэтому для того, чтобы написать новые документы, иногда приходилось смывать чернила со старых пергаментов.
Рецепт самых древних чернил до нас не дошел, но зато известно, что египтяне на своих папирусах писали смесью сажи и масла. Подобным составом пользовались и древние китайцы.
Естественно, человечество нуждалось в более практичном и дешевом материале, и таким материалом, в конечном итоге, стала бумага. Ее название (в английском языке – paper ) очень похоже на слово «папирус». Некоторые ученые считают, что слово «бумага» пришло в русский язык от итальянского bambagia, другие уверены, что это слово произошло от татарского бумуг. И то и другое, кстати, переводится как «хлопок».
Изобретение бумаги
Согласно древним летописям, бумага была изобретена в Китае. То, что изобретателями бумаги стали именно китайцы, совсем не случайно. Эта страна уже в самой глубокой древности славилась сложнейшей системой бюрократического управления и огромным количеством чиновников, от которых правители требовали постоянной отчетности. Именно поэтому в Китае всегда ощущалась потребность в удобном, а главное недорогом материале для письма.
Принято считать, что бумагу изобрел в 105 году некий Цай Лунь (50–121). Впрочем, некоторые ученые утверждают, что бумага появилась в Китае гораздо раньше. Скорее всего, китайский чиновник Цай Лунь, служивший у императора Хэ Ди, изобрел не первую бумагу, а первый в мире «промышленный» способ ее изготовления. Будучи очень образованным человеком, он усовершенствовал уже известные к тому времени технологии. В любом случае, император пожаловал Цай Луню высокий титул и сделал его богатым.
До Цай Луня бумагу в Китае делали из пеньки (волокон стеблей конопли), а еще раньше, как мы уже говорили, – из шелка.
А Цай Лунь предложил для получения бумаги готовить волокнистую массу (суспензию) из практически любого измельченного растительного сырья и отходов: волокон тутового дерева, побегов бамбука, соломы, травы, мха, водорослей и т. д. Жидкая масса зачерпывалась специальной формой-сеткой (неким подобием сита из бамбука), вода просачивалась сквозь отверстия в сетке и оставляла в ней ровный слой будущей бумаги. После сушки на солнце заготовки разглаживали с помощью плоских камней, и получались достаточно прочные листы.
Вскоре в бумажную массу для повышения прочности стали добавлять крахмал и клей, а также естественные красители.
Примерно в III–IV веках бумага полностью вытеснила из употребления всевозможные дощечки, которые широко использовались для письма.
Следует особо подчеркнуть, что изобретение бумаги имело огромные последствия, причем не только для Китая, но и для остального мира – ведь впервые в истории люди получили отличный и относительно недорогой материал для письма, равноценной замены которому, по большому счету, не найдено и по сей день. Таким образом, имя Цай Луня с полным основанием входит в число самых великих изобретателей за всю историю человечества.
Ручное производство бумаги
В VI–VII веках производство бумаги было налажено и в других странах Азии: например, в 600 году бумага появилась Корее, в 625 году – в Японии.
В июле 751 года произошла битва на реке Талас (на границе современных Казахстана и Киргизии), в которой арабы нанесли поражение китайцам и сумели взять в плен нескольких бумажных мастеров. От этих ценных пленников арабы переняли опыт производства бумаги, а потом сами усовершенствовали его.
Первым «западным» центром развития бумажного производства стал Самарканд. В 800 году бумага появилась в Багдаде, а в 1100 году – в Каире.
Удивительно, но европейцы оказались последними, кто научился изготавливать бумагу. Очевидно, что в Европу это искусство перешло от арабов в XI–XII веках. Сначала бумагу стали делать в Испании, Италии и Франции, а позже – в других странах (в 1228 году – в Германии, в 1309 году – в Англии).
Так началась «бумажная эра». Каждый народ вносил в процесс производства бумаги что-то свое. Изобретательные итальянцы, например, придумали способ нанесения на нее водяных знаков, применили для ее проклейки животный клей и др.
В Россию производство бумаги пришло в средине XVI века, во время правления царя Ивана IV, более известного по прозвищу Грозный. Но настоящий подъем российской бумажной промышленности пришелся на период правления Петра I. В частности, в 1703 году стала выходить первая русская газета, было издано множество книг по различным вопросам науки и техники, что потребовало много бумаги. Для поощрения собственного бумажного производства в России дальновидный Петр I запретил применять в канцеляриях заграничную бумагу.
Первые машины для производства бумаги
Переломное событие в развитии бумажного производства произошло в XVII веке, когда была изобретена роллмашина (от немецкого слова rolle - «ролик, каток») для размола волокнистых материалов. Это позволило существенным образом увеличить объемы производства.
До того бумага изготовлялась весьма примитивно – ручным размолом массы деревянными молотками в ступе, а потом черпанием ее формами с сетчатым дном. Сделанная таким способом бумага имела следы сетки.
В середине XVIII века британский фабрикант Джеймс Ватман 1-й (1702–1759) изобрел новую бумажную форму, позволявшую получать листы бумаги без всяких следов сетки.
Чтобы на бумаге не было видно следов сетки, он придумал использовать для просушки не обычную конструкцию из продольных и поперечных металлических прутьев, а новое подобие сетки, сделанное из тонкой ткани. Теперь после стекания воды и остывания бумага становилась плотной и отличалась большой сопротивляемостью к истиранию, а также приятной шероховатой поверхностью. Эту бумагу по достоинству оценили художники, и она стала широко использоваться для создания акварелей и печатания литографий.
Вскоре эта «шероховатая» бумага в честь ее изобретателя стала называться ватманом.
Джеймс Ватман 1-й родился в графстве Кент, которое в то время было центром бумажного производства в Англии. В 1733 году он решил открыть собственное предприятие с твердым намерением если не прославиться, то уж точно разбогатеть.
В осуществлении мечты ему помог удачный брак. В 1740 году он женился на некоей Энн Харрис и, воспользовавшись немалым капиталом супруги, купил бумажную фабрику с полным набором оборудования. Потом он пригласил к себе лучших британских мастеров и начал делать качественную бумагу исключительно из тряпичного сырья.
После смерти Джеймса Ватмана 1-го предприятие унаследовал его сын, Джеймс Ватман 2-й (1741–1798). При нем фирма стала одним из лидеров в мировом бумагоделательном производстве.
К сожалению, отлив бумаги производился практически вручную, и это сильно тормозило работу. А бумаги требовалось все больше и больше.
В связи с этим большое значение имело изобретение в 1799 году французом Луи-Николя Робером (1761–1828) бумагоделательной машины, которая позволяла механизировать отлив бумаги при помощи использования непрерывно движущейся сетки.
Машина Робера выглядела так: на деревянной станине стоял чан с бумажной массой, над которой на двух валиках была натянута медная сетка. На эту сетку с помощью черпального колеса, сделанного из тонких медных полос, подавалась бумажная масса. Масса равномерно растекалась по сетке. Потом вода возвращалась в чан, а на сетке образовывалось влажное полотно, которое еще более уплотнялось между двумя валиками, обтянутыми сукном. Потом еще влажное бумажное полотно наматывалось на приемный валик, а затем разматывалось и сушилось на воздухе. Производительность этой машины составляла около 100 кг бумаги в сутки. Она позволяла производить 12-метровые и 15-метровые рулоны бумаги.
После появления машины Робера, практически полностью автоматизировавшей процесс изготовления бумаги, объемы ее производства выросли в разы.
Луи-Николя Робер с 19 лет служил в армии, участвовал в войне за независимость Соединенных Штатов. По возвращению во Францию он поступил на работу в типографию Пьера-Франсуа Дидо. Эта типография была очень большой (в ней работало более 300 человек), и она сама производила бумагу для своих нужд. В ней-то Луи-Николя Робер и создал проект своей первой бумагоделательной машины. Заявку на патент он подал 9 сентября 1798 года. Сначала его работу финансировал господин Дидо, но потом, в 1799 году, он договорился со своим родственником англичанином Джоном Гэмблом, который пообещал оказать поддержку в строительстве крупногабаритной машины по проекту Робера.
Патент на машину Робера был выдан 18 января 1799 года, и изобретатель получил за это 3 000 франков.
Потом изобретение Робера «перехватили» вездесущие британцы – лондонские издатели братья Генри Фурдринье (1766–1854) и Сили Фурдринье (1774–1847). Они с 1801 года работали над созданием своей бумагоделательной машины. В 1806 году они запатентовали свое изобретение, которому было дано их имя – Fourdrinier machine.
В этой машине бумага формовалась из тряпичной ветоши и хлопка в виде нескончаемой ленты, или рулона. Она состояла из следующих основных частей: сеточной, прессовой, сушильной и отделочной.
В результате к середине XIX века изготовление бумаги дошло до стадии полнейшей автоматизации. К этому времени машина Фурдринье, претерпев ряд изменений, превратилась в очень сложный агрегат, который мог работать непрерывно, давая на выходе бумагу весьма высокого качества.
Успех братьев Фурдринье был ошеломляющим. В 1810 году Луи-Николя Робер опомнился и даже попытался судиться с предприимчивыми британцами, но безрезультатно. В результате, ему ничего не оставалось, как до самой смерти с горечью наблюдать за триумфом тех, кто лишь немного усовершенствовал его собственное изобретение.
С 1827 года бумагоделательные машины начали производиться в Соединенных Штатах.
В 1856 году англичанин Эдвард Хейли получил патент на изобретение гофрированного картона. Это изобретение тут же перекочевало в Америку, где был зарегистрирован патент на использование этого нового материала для упаковки. А потом была создана машина для изготовления двухслойного гофрокартона и сматывания его в рулоны.
Первый образец такой машины для гофрирования выглядел весьма примитивно: ее рифленые валы, для изготовления которых были использованы два старых пушечных ствола, приводились в движение вручную. А нагрев сначала производился через газовые горелки, но потом он, в связи с частым загоранием бумаги, был заменен паровым обогревом.
Машина для производства бумаги 1851 года
В 1857 году в США начали делать туалетную бумагу, а также открыли способ получения бумаги из целлюлозы и древесной массы (измельченной до уровня пыли древесины). А вот самая первая картонная коробка была изготовлена в США в 1895 году.
Бумага сегодня
В XX веке бумага получила повсеместное распространение, причем сейчас она является не только признанным информационным носителем, но и отличным упаковочным материалом. А также прекрасным отделочным материалом (обои), платежным средством (бумажные деньги), фильтром и т. д. Из бумаги делают детские пеленки, больничные простыни, салфетки, одноразовые полотенца… Этот перечень каждый может продолжать так долго, как позволят его осведомленность и фантазия. Сейчас существует такое великое множество видов бумаги (от толстых картонов до тончайших калек), что просто невозможно представить себе, как могло бы выглядеть современное общество, если бы ее не существовало…
ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ. ИЗОБРЕТЕНИЯ, ОПЕРЕДИВШИЕ ВРЕМЯ
Наследие Леонардо
Мысль о том, что великий Леонардо да Винчи (1452–1519), незаконнорожденный сын простого нотариуса из провинциального флорентийского городка Винчи, был не человеком, а пришельцем из других миров, возникала у многих – настолько многогранным был его талант.
Говорят, что его учитель – знаменитый художник Андреа дель Верроккио, – увидев одну из работ своего 15-летнего ученика, навсегда перестал заниматься живописью. Конечно, это всего лишь красивая легенда, но, право, если бы Леонардо оставил после себя лишь одну таинственную улыбку Джоконды (портрет Лизы Джокондо, или Моны Лизы, был написан им примерно в 1503–1505 гг.), одного этого хватило бы для того, чтобы он вошел в историю.
Леонардо да Винчи (автопортрет)
Архив Леонардо составляет около 7 000 страниц большого и малого формата… Чего там только нет! Как известно, Леонардо да Винчи занимался исследованиями в области математики, физики, химии, медицины, анатомии и астрономии. Кроме того, после себя он оставил множество чертежей и рисунков придуманных им механизмов и аппаратов.
Многие его идеи намного опередили свое время и были воплощены в жизнь только через несколько столетий: теперь доказано, что именно Леонардо да Винчи принадлежат «авторские права» на акваланг, парашют, вертолет, автомобиль, пулемет и на множество других вещей, без которых невозможно представить современную цивилизацию.
Водолазный костюм Леонардо
Леонардо да Винчи очень увлекался морем, и эта его страсть вылилась во множество набросков приспособлений для изучения подводной жизни. При этом он не был первым, кого интересовала возможность человека долгое время находиться под водой. Считается, например, что еще в 332 году до н. э. сам великий завоеватель Александр Македонский спускался под воду в некоем подобии стеклянного сосуда, ставшем прообразом водолазного колокола. Гораздо позднее генуэзский ученый Леон-Баттиста Альберти (1404–1472) серьезно планировал поднять затонувшие римские суда со дна итальянского озера Неми.
Однако Леонардо да Винчи пошел значительно дальше просто планов: он создал настоящий подводный скафандр (водолазный костюм), который был выполнен из толстой кожи, имел стеклянные линзы для глаз и даже специальный сосуд для мочеиспускания. К скафандру была присоединена тростниковая трубка, которая вела к плавучему куполу, находившемуся на поверхности воды. Эта система позволяла водолазу дышать.
В комплект снаряжения входили также балластные мешочки с песком (для погружения) и большой нагрудный карман, который при заполнении его воздухом облегчал всплытие водолаза на поверхность. Кроме того, водолаз должен был иметь длинную веревку, нож и рожок, при помощи которого он мог подавать сигнал об окончании работы под водой.
А еще для ускорения плавания Леонардо разработал особые перчатки с перепонками, которые со временем превратились в широко известные ныне ласты.
Самолет, вертолет и парашют Леонардо
Покорение воздушной стихии интересовало Леонардо да Винчи не меньше, чем освоение стихии морской. В частности, им был разработан планер с открытой кабиной, оборудованный системой управления для пилота и приводившийся в движение подвижными крыльями.
Для создания этого «самолета» мастер начал изучать анатомию стрекозы и ее поведение в воздухе, затем придумал машущее крыло – в сущности, это был механизм для «отталкивания» от воздуха. Фактически при помощи хитроумной системы передаточных веревок и рычагов аппарат («махолет») Леонардо должен был как бы «грести» по воздуху, используя мускульную силу человека.
Расчеты, проведенные Леонардо да Винчи, показали, что длина крыла, например, утки численно равна квадратному корню ее веса. Исходя из этого, он установил, что для поднятия в воздух машины с человеком (общий вес примерно 140 кг) необходимы крылья длиной 12 м.
К сожалению, попытки воспроизвести машущее крыло, созданное природой, к успеху не приводили, и неутомимый Леонардо обратился к планирующему полету. В результате, он придумал конструкцию планера с неподвижными крыльями: аппарат крепился к спине человека, позволяя ему как бы балансировать в полете. Для этого окончания крыльев должны были изгибаться при помощи тросов, что позволяло также изменять направление полета.
Летательный аппарат Леонардо да Винчи. 1490 год
А еще гениальный изобретатель, одержимый идеей полета, придумал устройство, которое в наше время принято считать прообразом современного вертолета. Устройство это называлось «воздушным винтом».
Суть изобретения заключалась в следующем: Леонардо да Винчи предлагал сделать металлическую окантовку с натянутым на нее покрытием из тонкого льна, пропитанного крахмалом. Таким образом, получался воздушный винт радиусом около 5 м. Этот винт должен был приводиться в движение четырьмя людьми, ходившими вокруг оси и толкающими рычаги.
«Я думаю, что если этот винтовой механизм добротно сделан и быстро раскручен, то он найдет себе поддержку в воздухе и взлетит высоко вверх», – писал Леонардо.
Однако современные ученые утверждают, что эта конструкция никак не могла взлететь, что мускульной силы четырех человек недостаточно для ее «ввинчивания» в воздух. Более того, даже взлетев, она стала бы вращаться вокруг своей оси, и полет все равно стал бы невозможен.
Тем не менее, эта идея Леонардо да Винчи до сих пор остается одной из самых известных, и остается лишь сожалеть о том, что в XV–XVI веках еще не существовало двигателей.
Между делом Леонардо да Винчи стал изобретателем и первого парашюта. Его он описывал так: «Если у вас есть достаточно льняной ткани, сшитой в пирамиду с основанием в 12 ярдов , то вы сможете прыгать с любой высоты без всякого вреда для своего тела».
Эта запись датируется промежутком между 1483 и 1486 годом. А первый в мире прыжок с парашютом с воздушного шара (подробнее об этом будет рассказано ниже) был совершен 22 октября 1797 года в парижском парке Монсо, и это произошло более чем через 300 лет после изобретения Леонардо…
Леонардо да Винчи, в конечном итоге, так и не удалось создать действующую модель летательного аппарата. В своих мечтах он просто слишком опередил свое время. Однако в 2002 году в Великобритании был воссоздан «дельтаплан» великого Леонардо: в небе над графством Суррей был успешно испытан аппарат, собранный точно по старинным чертежам великого изобретателя. Экспериментальные полеты осуществила тогдашняя чемпионка мира по дельтапланеризму Джуди Лиден, и ей удалось поднять изобретение Леонардо на высоту 10 м, продержавшись в воздухе 17 секунд. А это означало лишь одно – аппарат, внешне напоминавший скелет птицы, на самом деле мог работать…
А вот «парашют» Леонардо да Винчи, созданный точно по его рисунку, был успешно испытан на практике в 2000 году: британский парашютист Адриан Николас спустился на нем с высоты 3 000 м и остался цел и невредим.
Военно-технические разработки Леонардо
Несмотря на свой миролюбивый нрав, Леонардо да Винчи уделял внимание и военно-техническим разработкам. Например, он предлагал делать закрытые броней колесницы, которые не боялись бы вражеского обстрела. По форме они были похожи на перевернутые суповые тарелки – своеобразные «черепахи», покрытые металлическими листами и вооруженные пушкой.
Двигателем этого прообраза современного танка должны были стать лошади, находящиеся внутри, однако позднее мастер отказался от этой идеи – ведь животные могли запаниковать в закрытом пространстве, и это привело бы к беде. Поэтому для приведения всей этой конструкции в движение Леонардо предлагал использовать мускульную силу экипажа в восемь человек.
Впрочем, это была очередная гениальная фантазия – не более того. В реальных условиях эффективность таких машин была бы практически нулевой. При своем весе и ручно-ножной тяге эти «черепахи» не могли бы передвигаться на большие расстояния, тем более по пересеченной местности.
Считается, что в 1495 году Леонардо да Винчи впервые сформулировал идею «механического человека», иначе говоря – человекоподобного робота. По замыслу мастера, это устройство должно было представлять собой манекен, одетый в рыцарские доспехи и способный воспроизводить ряд человеческих движений.
Первое механическое устройство, отдаленно напоминавшее то, что было предложено Леонардо, сконструировал в 1738 году французский механик Жак де Вокансон (1709–1782). Это был флейтист-автомат, внутри которого изобретатель поместил пружины и меха, проводившие воздух в различные части механизма таким образом, что губы и пальцы совершали движения по флейте.
Еще одна военно-техническая новация Леонардо заключалась в оснащении обычной пушки подъемным блоком, позволявшим менять угол стрельбы и тем самым повысить ее поражающую способность. Позднее эта идея была применена в рисунках многоствольных пушек, которые, в отличие от обычных крайне медленно заряжавшихся орудий того времени, вполне могли бы стать страшным оружием на поле боя (это был прообраз пулемета или «Катюши» для ведения залпового огня).
Разрабатывая новую военную технику, Леонардо да Винчи не забывал и о традиционных видах оружия, бесконечно модернизируя их. В частности, он создал модели огромных арбалетов (до 24 м в ширину), в том числе двойных, а также мощных катапульт для метания камней.
Кроме того, Леонардо придумал простейший прототип подводной лодки, корабль с гребными колесами, лодку с педальным приводом.
Автомобиль Леонардо
Один из самых потрясающих рисунков Леонардо представляет собой древнюю разработку «автомобиля». Самодвижущаяся деревянная телега да Винчи была трехколесной. Она должна была двигаться с помощью сложного пружинного механизма и системы шестеренок, передавая на колеса запасенную энергию плоских пружин.
Два задних колеса имели дифференцированные приводы, то есть могли вращаться независимо друг от друга. Кроме переднего колеса, было еще одно – маленькое, поворотное. Оно было соединено с рулем, при помощи которого можно было управлять телегой.
Более того, при «расшифровке» внешне не всегда четких рисунков Леонардо (все-таки столько времени прошло) современным исследователям удалось обнаружить даже придуманный мастером тормоз, что, по мнению специалистов, для прогресса автомобилестроения является едва ли не таким же важным моментом, как создание двигателя внутреннего сгорания.
Велосипед Леонардо да Винчи
Первоначально это транспортное средство размером 1x1 м предназначалось для развлечения королевского двора. Эта идея родилась у Леонардо да Винчи в 1478 году, и лишь в 1752 году (то есть через 274 года) русский механик-самоучка Леонтий Лукьянович Шамшуренков (1687–1758) смог собрать в Санкт-Петербурге «самобеглую коляску», то есть четырехколесный экипаж, приводившийся в движение мускульной силой двух человек (более подробно об этом будет рассказано ниже).
Отметим, что и «автомобиль» Леонардо был воссоздан в 2004 году. Ученые одного из музеев Флоренции воплотили задумку да Винчи в жизнь, и, к их великому удивлению, она заработала в точности так, как предполагал гениальный «homo universalis» (универсальный человек) итальянского Возрождения.
Колесцовый замок Леонардо
Плодовитость Леонардо да Винчи действительно не может не впечатлять. К вышеперечисленному достаточно добавить, что он разработал прообраз современной дрели, вращающийся подъемный кран, прибор для шлифовки стекла, механический ходометр (устройство для измерения пройденного расстояния), машину для резки бумаги, двухколесный велосипед и даже… подобие экскаватора.
Тем не менее, как ни странно, лишь одно изобретение мастера получило практическое воплощение и признание при его жизни. Это был так называемый колесцовый замок для пистолета. Устройство работало так: специальным ключом заводилась пружина, которая после нажатия на спусковой крючок приводила в движение колесико с насечкой и опускала на него курок с кремнем; в результате возникшего трения высекалась искра, поджигавшая пороховой заряд.
Колесцовый замок ружья. Россия. XVI век
Уже к середине XVI века этот механизм, заменивший ненадежный фитиль, приобрел популярность у дворян, особенно служивших в кавалерии. Более того, колесцовый замок для пистолета, изобретенный Леонардо да Винчи, был настолько совершенен, что продолжал использоваться и в XIX веке.
Акваланг, танк, дельтаплан, автомобиль, вертолет, парашют… Этот перечень можно было бы продолжать и продолжать.
К сожалению, потрясающие воображение изобретения великого Леонардо да Винчи на протяжении столетий оставались практически невостребованными. На практике все это было придумано намного позднее другими людьми, как бы заново и без опоры на гениальные фантазии великого флорентийца. А что если бы власть имущие в свое время прислушались к его словам? Как сложилась бы история Европы и всего человечества? Быть может, уже царь Иван Грозный передвигался бы по Москве на автомобиле, а Бородинское сражение было бы выиграно при помощи танков и самолетов…
«В начале было Слово…» - цитата из Библии, а я хотел бы, чтобы мы вспомнили материалы, на которых были начертаны первые слова, первые зачатки информации.
В начале был камень, стены пещеры, прибрежный валун, скалы у моря. На них первые летописцы, художники старались запечатлеть то, что их волновало вчера, сегодня и будет интересовать завтра.
Камень неолита: камень Шумера, Египта, Мексики, Англии, Норвегии, Китая, Азербайджана…
Рисунки на камнях. Образы. Стремление передать факт жизни. Желание – интерес – поиски все новых форм (или техники) в передаче главного – информации. Более сложная ступень: попытка обозначить звук, то есть то, что нельзя было увидеть, а только дано было слышать! Пиктографическое письмо: вырезанные, выбитые, выскобленные на твердых и не очень породах камня образы – символы, значки, обозначающие нечто, появляются позже. А вначале гениально просто: птица – это рисунок, довольно условный, но все-таки быстро читаемый контурный рисунок птицы, а позже рисунок трансформируется в значок: «птица». Но до этого надо еще дожить, пережив не одну сотню лет и поколений.
Затем появляется глина с ее великолепной способностью хранить на себе следы воздействия. Сырая глина используется для повседневных нужд, а обожженная идет в архив, для потомков, как документ, как память.
С металлом также связаны функции носителя информации.
Воск, утрамбованный влажный песок, листья растений, кора деревьев, шелк, шкуры зверей и самые разные материалы, которые используются для одного: передать слово, донести информацию, и, наконец, бумага.
Рождение бумаги произвело в человеческом обществе глубокие перемены. Можно сказать, что бумага стала материальной основой всего, что создается умом человека. А между тем история и способы получения бумаги не совсем обычны и далеко не просты. Аристотель и Плутарх сообщают, что законы Драконта (621 год до н.э.) и Солона (594 год до н.э.) в Афинах были записаны на деревянных и каменных призмах. Тит Ливий указывает, что договор, заключенный консулом Слурием Кассием в 493 году до н.э., был зафиксирован на бронзовой колонне, а Дионисий Галикарнасский упоминает о бронзовой стеле в храме Дианы на Авентине с записью договора царя Сервия Тулия, заключенного с латинскими городами. «Законы 12 таблиц» были выгравированы на бронзовых досках.
А в Древнем Риме ветеранам войска за 25-летнюю службу выдавались две бронзовые таблички как свидетельство их заслуг перед государством.
Во времена античности были придуманы специальные таблички, которые готовились из дерева или слоновой кости. Их называли вощеными или восковыми (CERAE, CERACULI, TABULAE, TABULLAE). Размеры этих дощечек в основном придерживались стандарта: 12х14, 9х11 см. От края дощечки на расстоянии 1-2 см делали углубление на 0,5-1 см. затем по всему периметру заполняли это углубление воском. Две таблички клали друг на друга лицевой стороной, по одному краю просверливали отверстия и пропустив через них шнурки, соединяли дощечки между собой. Это был прототип книги , которая появится много позже…
Прекрасный материал для письма умели готовить уже в III веке до н.э. из папируса. Сейчас в Египте также готовятся по этой же технологии предшественники бумаги. Папируса очень много в дельте Нила. Теофраст в «Естественной истории» составил очень подробное описание растения и способа, как из него готовить писчий материал, также носящий имя этого материала – папирус. Срезается стебель растения. Затем стебель расщепляется по всей длине на длинные тонкие полоски. Внутренняя часть стебля, более эластичная, нарезалась тонкими слоями, а ближе к внешней оболочке – более толстыми. Затем полоски сортировали по толщине и ширине. После этого полоски подгонялись одна к другой. Сверху выкладывался второй слой полосок, но только перпендикулярно по отношению к первому слою. После этого слои прессовали. При этом из полосок выделялся сок, который в то же время был великолепным связующим. После просушки на солнце лист папируса пропитывали особым составом. Плиний приводит рецепт изготовления клея из хлебного мякиша, прокипяченного в воде. Им пропитывали лист папируса на следующий день. Заполненный текстом папирус называли томом (от греческого TOMOS - часть). Хотя папирус и относится к хрупким материалам, все-таки до нас дошло значительное количество античных папирусов. Среди них сочинения Аристотеля, письма Гиперида (IV до н.э.).
Во II веке до н.э. появляется материал, который заявляет о себе как конкурент папирусу. Царь Египта Птолемей V запрещает экспорт папируса из страны. В это время в Пергаме была задумана большая библиотека. Для нее были заказаны папирусные листы, но обострение отношений между Египтом и Пергамом, ставят организацию библиотеки под угрозу срыва. Оказавшись в безвыходном положении, ремесленники Пергама лихорадочно ищут замену папирусу. Поиски нового материала приводят изобретателей к коже.
Сказано же: «Лень толкала человечество к открытиям», а я добавил бы, что и нужда. Пергамцы стали обрабатывать телячью кожу с обеих сторон, стремясь получить прочный, пластичный материал для письма. И они этого добились! Вновь созданный материал был назван «пергамен » (по-гречески), а римляне называли его «мембрана ». Новый материал был лучше папируса.
Его отличали:
1. Высокая прочность.
2. Бело-желтый цвет.
3. Способность сгибаться и не ломаться.
4. Возможность нового формата, складирования и хранения.
Пергаментные листы обрезались по формату и укладывались друг на друга. Кипа пергамента защищалась сверху и снизу аналогичными по размерам дощечками. Новый материал и новые методы объединения информации в единый блок стали фундаментом для рождения книги. Такая форма первых «книг», скрепленных к тому же, как восковые таблички, стала называться «кодексом ». Дощечки, которые защищали кодекс сверху и снизу, стали обтягивать кожей – так появился переплет. Выражение «прочесть книгу от доски до доски» - идет как раз с этих времен.
Наряду с пергаментом широко используются и восковые таблички – они очень удобны для многоразового пользования. Король Карл Великий учился писать именно на таких табличках.
Массовая потребность в табличках вызвала много сопутствующих профессий. Появились целые отрасли кожевенников – они шили своего рода кожаный пенал на ремне, плотников, которые обрабатывали дощечки, лесорубов, поставщиков специальной древесины для тонких дощечек, пчеловодов, продающих в огромном количестве воск.
Издаются специальные указы, положения, нормы о качественной восковой табличке. Вот что было написано в 1268 году в «Книге ремесел», в статуте LXVIII: «…о тех, кто делает в Париже таблички для письма. Никто из изготовителей табличек не может делать таблички, из которых одна была бы из самшита, а другая из бука, и не может употреблять вместе с самшитом другие сорта дерева, если они драгоценней, чем самшит, т.е., хороший орех, бразильское дерево и кипарис. Никто из изготовителей табличек не может употреблять сало с воском, и каждый, кто сделает такого рода изделие, платит королю 5 су штрафа, а изделие уничтожается, ибо такое изделие недоброкачественно». Со II века до н.э. и по XIII век – 1500 лет качество вещи сохраняет свое значение!
Восковые таблички использовались и позже: в Ирландии, в торфяных болотах найдены десятки таких образцов XIV века. В Любеке, у церкви св. Якова, обнаружили таблички XV века. В Риге, в Домском соборе хранятся три таблички XIV века, одна табличка XVI века имеется в собрании библиотеки имени Салтыкова-Щедрина в Санкт-Петербурге. Какое долгожительство!
С V века для письма стали употреблять и папирус и пергамент. С того времени до нас дошло около трехсот документов на папирусе. В Национальной библиотеке в Париже имеются «книги», написанные на папирусе в VI и VII веках, в Вене хранится кодекс VI века. После завоевание Египта арабами экспорт папируса в Европу ограничивается.
В XI веке арабы заменили папирус и пергамент бумагой, а до этого времени пергамент окончательно вытесняет папирус в Западной Европе. Сначала пергамент изготовляли монахи. Монастыри обладали достаточной базой для его полного производства. Кроме того, монахи, помимо своего основного занятия, были искусными мастерами во многих ремеслах. К тому же монастыри часто выполняли своего рода роль учебных заведений. Там обучались многим ремеслам не один десяток юных послушников, которые после прохождения курса учебы могли не принимать обет монаха, а отработав год-два в пользу монастыря подмастерьем, выходили из стен монастыря искусными ремесленниками.
К XII веку города в Западной Европе начинают развиваться. Растет необходимость в пергаменте – основного писчего материала. С этим напрямую связаны цеховые ремесленники – заниматься изготовлением пергамента становится выгодным делом.
По реестру Парижской тальи 1292 года в городе насчитывалось 19 пергаментщиков. До историков дошли сведения о городах, где широко развилось ремесло изготовления пергамента: Генуя, Милан, Флоренция, Рим, Равенна, Орлеан, Безансон, Трир, Льеж, Кельн, Краков, Прага.
Если до XII века пергамент изготовляли в городах и монастырях, то с появлением университетов (Болонья, 1154 г., Париж, 1200 г., Оксфорд, 1214 г., Неаполь, 1224 г.) монополия на этот материал перешла к университетам.
Процесс изготовления пергамента очень трудоемкий. Пергамент обычно делали из шкур барана, козлов, телят, волов. (Шкура ослов не годилась по многим причинам). Сначала шкуру барана помещали в чан с известью на несколько дней – на 2-3 дня на Востоке, до 10 дней на Западе (при повышении температуры раствора процесс идет быстрее). Затем шкуру доставали и очищали от волос и мяса, потом снова погружали в новый чан с известью на короткое время, после чего натягивали на раму. Для очистных работ применяли самые различные ножи – скребки. Самые разные по форме, по углу заточки ножи – скребки помогали начисто обработать поверхность шкуры. После чего пемзой заканчивали механическую обработку, доводя поверхность шкуры до гладкого состояния. Затем в кожу с двух сторон втирали мел или свинцовые белила. Они поглощали жир и отбеливали кожу. Остатки отбеливателя снимались, кожа протиралась и получалась гладкой с обеих сторон.
Самый дорогой полупрозрачный пергамент получался из кожи не родившихся ягнят, телят. Пергамент из кожи таких ягнят назывался «девичья кожа» и предназначался для книг высокопоставленным особам.
Кроме этого, пергамент делили на «южный» и «северный». «Южный» делали на юге Италии и Испании. Обработка велась только с одной стороны. Южный пергамент не очень ценился. «Северный» пергамент обрабатывался с обеих сторон. Позже, Италия и Испания также стали обрабатывать кожу с обеих сторон и лучше отбеливать пергамент.
Потребность в пергаменте все возрастала, а резко увеличить его производство не представлялось возможным, так как процесс изготовления пергамента был очень сложным по технологии. Ввиду этого шли на определенные «варварские», с нашей точки зрения, действия: первоначальный текст, рисунки смывали, выскабливали, отбеливали пергамент, чтобы его использовать вторично. Однако чернила очень впитывались в пергамент, так что ни пемза, ни нож и никакие смеси не могли полностью (добела) уничтожить то, что было написано до этого. Видимо, с тех времен, дошла до нас пословица: «что написано пером, того не вырубишь топором».
Найдены были древние рецепты смесей, растворов для смывания чернил. Например, в Англии делали смесь из молока, сыра и необожженной извести, и этим составом травили старую рукопись. Но все-таки, какие-то следы от предыдущей надписи оставались. В 1756 году был обнаружен текст, из-под которого выглядывали какие то черточки, точки. В 1761 году, спустя пять лет, наконец, были изготовлены реактивы, при помощи которых удавалось прочесть старый текст. Это был перевод Библии на готский язык, сделанный епископом Ульфилой в XIV веке. С конца XVIII века было обнаружено большое число таких рукописей. Их назвали «палимпсестами ».
Успехи алхимиков позволили в XVIII– XIX веке прочесть многие палимпсесты, но только на короткое время. Реактив, как это не печально признавать, спустя некоторое время уничтожал оба текста.
В настоящее время науке известны 130 палимпсестов V-XVI веков. Наибольшее их количество приходится на VII-IX века.
Однако смывание текстов не спасало положения. Потребность в материале для письма в Европе существовала вплоть до появления бумаги. Время изобретения бумаги точно не установлено. Считается, что она появилась в Китае во II веке н.э. и постепенно проникла на Запад.
В северной провинции Китая Шэньси есть пещера Баодяо. В 1957 году в ней обнаружили гробницу, где были найдены обрывки бумаги. Находка датируется возрастом более 2000 лет назад. До этих раскопок изобретение бумаги приписывалось Цай Луню. В 105 году он подал прошение императору об использовании способа изготовления бумаги.
Сырьем для бумаги в Китае служили шелковые обрезки, отходы коконов шелкопряда, обрывки старых сетей. На рубеже II и III веков новой эры бумага, изготовленная из растительных волокон, не считалась в Китае редкостью. В III веке она полностью вытеснила деревянные дощечки, используемые для письма. В начале XIX века впервые в мире в Китае появляются бумажные деньги. В течение многих веков китайцы хранили секрет изготовления бумаги. В 751 году в бою под Самаркандом между арабами и китайцами в плен к арабам попало несколько мастеров бумажного дела. Благодаря этому Восток узнал тайну бумаги. «Развитие бумажного производства шло медленно, и история его покрыта мраком…» - писал Оноре де Бальзак.
Во II веке новой эры бумага достигла Кореи. В III веке бумага «двинулась» к берегам Японии. Но настоящее развитие она получила только к 610 году, и со временем ученики превзошли китайцев – авторов изготовления бумаги. В III веке бумага проникла в Центральную Азию. В VII веке стала известна в Индии, в VIII веке – в Западной Азии. В Х веке бумага «дошла» до Африки, в XII – вступила в Европу, в XVI – ее уже знали в Америке (Мексика 1580 г.). Кустарное производство возникло позже, в XVII веке на территории США.
Первая бумажная мастерская построена в Самарканде арабами с помощью пленных китайцев в VII-VIII вв. Ее стали изготавливать из тряпья, хлопка. Арабы первыми применили метод растирания бумажной массы, вместо того чтобы толочь ее в ступе. Арабы пять веков сохраняли монополию на изготовление бумаги, тщательно оберегая секрет ее производства. Но все тайное рано или поздно становится явным. Так произошло и в этом случае. Сейчас нет свидетельств, каким образом тщательно охраняемый секрет стал известен в Западной Европе, но факт, что тайны больше не было.
В VIII веке (751г.) когда арабы захватили Самарканд, секрет производства бумаги попал в Месопотамию, Сирию, Египет. Арабы экспортировали бумагу в Европу через Испанию и Сицилию. Есть легенда о том, что один рыцарь, участник крестового похода, попал в плен и был отправлен в Дамаск, где работал в бумажной мастерской. По возвращении на родину он основал первую бумажную «фабрику». У итальянцев существует другая легенда, как некий молодой монах в злости пережевал свою рубаху и выплюнул на кафель печи. Утром он заметил, что масса, приклеенная к гладкой поверхности кафеля, очень ровная и напоминает пергамент. Попробовал монах чернила на этой поверхности и увидел, что можно писать на ней. Так была открыта бумага.… Но все это из области человеческой фантазии. Легенды не совпадают с фактами, что бумага попала в Европу через Испанию и Сицилию в Италию в XIII веке. Из Италии готовую бумагу начали вывозить в Южную Францию, Германию, и далее в Польшу, Чехию, Из Испании – на север Франции, в Англию и Скандинавию.
Таким же путем шло и распространение производства бумаги.
Первой в Европе (около 1150 г.) начала делать бумагу Испания, переняв технологию у арабов. В 1154 году бумага появилась в Италии. В 1300 году бумагу начала изготавливать Венгрия, в 1390 году – Германия, в 1494 году – Англия, в 1565 году – Россия, в 1586 году – Голландия, и в 1698 году – Швеция.
В технологии изготовления бумаги насчитывалось 30 операций. Главной фигурой на бумажной мельнице был черпальщик, а основным рабочим инструментом ему служила четырехугольная форма с сеточным дном. Он опускал ее в чан, наполненный бумажной массой, и быстро поднимал. Требовалось делать это так, чтобы на сетке, после того как с нее стечет вода, остался ровный волокнистый слой, из которого потом получался лист бумаги. Черпальщик считался важной персоной и обладал рядом привилегий в отличии от остальных мастеров.
Со временем цеховое бумажное производство изменило свой характер, приобрело черты мануфактурного производства. Таким оно оставалось до конца XIX века. Эта операция была очень трудоемкой, требовала больших физических затрат, опыта, сноровки. Обычно это были мастера высокой квалификации. Они пользовались уважением и льготами. Сделав свое дело, черпальщик передавал раму рабочему - приемщику. Тот ловко переворачивал раму, и волокно попадало на матерчатую суконную прокладку. Сырые бумажные листы разделялись прокладками и собирались в стопы. Затем из них удаляли воду прессом. На многих гравюрах детально показан такой пресс, так что при желании можно изготовить действующую модель без особого труда, настолько точны рисунки и гравюры.
Сушка была завершающей, но не самой последней операцией. После удаления влаги листы распрямляли, разглаживали на гладком катке каталкой из твердых пород деревьев как бук, орех или костью. Затем снова прессовали. Иногда бумагу окунали в кювету с разведенным животным или рыбьим клеем. Рыбий считался лучше так как меньше подвергался гниению. Затем была повторная сушка и разглаживание.
Процесс изготовления бумаги требует большого количества воды для приводов мельниц. Поэтому бумажные цеха стремились строить как можно ближе к воде, а чаще – прямо на реке. Такие цеха стали называться «бумажными мельницами». Первые бумажные мельницы появились в Италии в XIII веке (Фабриано, 1276 год, позже в Болонье и в Анконе), во Франции в XIV веке (1348 г.), в Германии в 1380 году, в Англии в середине XIV века, в Голландии, Норвегии, Дании – в 60-х годах XIV века, в Польше в 1493 году, в Чехии – в 1499 году.
Растет спрос на бумагу, увеличивается количество цехов, мастеров, учеников. Растет конкуренция – крепнет желание занять свою нишу в производстве, поставке своего товара, в закреплении своего имени. Каждый мастер имеет свои хитрости, свои секреты, которые держит под строгим контролем, хотя в целом общий принцип производства был известен.
В Европе бумагу делали из льняного тряпья. Сначала его замачивали в известковом молоке. Потом тряпье растирали в больших ступках, и снова замачивали в известковой воде около суток. Затем измельченная масса доставалась, отжималась, и снова перемалывалась до получения однородной смеси в больших чанах. Мастер определял готовность сырья – разрешал формовщикам зачерпнуть особым ситом (деревянная рама, обтянутая мелкой сеткой) специальным отработанным движением массу – заготовку бумаги. Через некоторое время вода сцеживалась через сито, уплотнялась, после этого «откидывалась» на слой войлока. Оставшаяся вода впитывалась в войлок, и бумажная масса – сырье еще более уплотнялась. Сверху клали лист войлока, и операция повторялась, таким образом, несколько раз. После определенного времени всю эту стопку из войлока и бумажной массы уплотняли под прессом. Пресс отжимал остаток влаги и после этого чуть влажные листы заготовки развешивали в тени (обязательно под навесом) для воздушной сушки.
Подсушенная бумага поступала к гладильщикам: на мраморной доске лист разглаживался костяным стеком (своего рода плоский и очень гладкий нож без ручки). Проглаженная таким образом бумага поступала к проклейщику. Он пропитывал лист желатиновым раствором и снова развешивал для сушки. Высохший лист вновь поступал к проклейщику для обработки другой стороны, после чего лист снова развешивали для сушки. Проклеенный лист возвращался к гладильщику. Он повторял операцию выглаживания листа и передавал ее, если нужна была полированная бумага (тип современной мелованной бумаги) полировщику. Он полировал ее слоновой костью и завершал свои действия обработкой поверхности яшмой, нефритом, агатом, ониксом. Чаще всего применяли агатовые лощила. Подобная техника лощения или полировки сырого изделия из глины сохранена и по сей день. Такие изделия, называемые в керамике «лощеными», пользуются успехом у любителей керамики.
Почти готовая бумага относилась на стол к мастеру - резчику. Он обрезал заготовки под определенный формат и складировал их десятками. Упаковщик, в зависимости от количества листов в заказе собирал блок готовой бумаги, предварительно подложив снизу форматную дощечку и точно такую же сверху, чтобы уберечь края листов готовой бумаги от механических повреждений. Все это тщательно укрывалось сукном, льном, перевязывалось лентами, и сдавалось на склад готовой продукции или прямо из рук в руки заказчику. Бумага, как товар, не залеживалась на складе. Вот основные операции по изготовлению бумаги, не считая дополнительных, технологически также довольно сложных манипуляций с бумажной массой. Основных операций было около 30, дополнительных около 15-ти.
В истории бумаги интерес представляет как приготовление бумаги из необработанных волокон, так и изобретение тряпичной бумаги. В 1877 году около города Фаюма (Египет) был найден архив многих тысяч документов. Архив был куплен эрцгерцогом Райнером (Австрия) и для изучения этих документов был передан профессору университета г. Вены доктору Карабачеку. К исследованию был подключен и профессор Визнер. Он исследовал под микроскопом строение бумаги и пришел к выводу, что сделана она в VII веке на основе льна или пеньковой тряпки. К этому же выводу пришел и доктор Карабачек в своих исследованиях.
Если вновь обратимся к истории, то станет ясно, как бумага попала к арабам. В 851 году нависла угроза потерять Самарканд, так как к городу двигалась армия из Китая. Наместник халифа в Хорасане Абу-Муслим посылает доверенного человека – своего заместителя Саида-ибн-Сали в Самарканд для отражения нападения. В битве при городе Атлах на Тараз армия Халифа побеждает, и китайцы отброшены за китайские пределы. Было захвачено много пленников, и среди них многочисленные представители разных ремесел. Большой удачей оказалось то, что в плен попали мастера бумажного дела. Сырого льна, который рос в Китае на огромных территориях, в Самарканде не было. Мастера были поставлены в тупиковое положение. Срочно надо было найти выход. И он нашелся: полно было тканей, еще больше было тряпок. Выход нашелся, и довольно остроумный: если нет основного сырья (лен - сырец), то будем дробить тряпки в кашицу.
Во времена правления Гаруна-аль-Рашида в Багдаде в 794 году была построена бумажная фабрика. Применение бумаги необходимо было еще и потому, что написанное на пергаменте можно было стереть, соскоблить, вывести. На бумаге написанное тревожить было нельзя, тем самым истинность документа сохранялась как можно дольше. К этому выводу пришел вновь назначенный визирь Джафар-ибн-Джайя, ведавший государственной канцелярией; с тех пор бумага и удержалась в обращении.
Так что в 851 году китайцы проиграли главное: битву и секрет бумаги изо льна. Построенная в 794 году фабрика в Багдаде занималась выделкой пергамента и папируса вплоть до халифа Гаруна-аль-Рашида. Таким образом, мы можем прийти к выводу, что волокнистая бумага изобретена в Китае, а тряпичная – арабами при помощи пленных ремесленников – мастеров своего дела.
Технология бумаги за короткое время достигла значительных успехов. Уже к XII веку в Фесе вместо ступок применялись жернова, проклеивалась бумага крахмальным клейстером на основе пшеничной муки, сетки были обтянуты тонкой проволокой. Окраска бумаги в синий, красный и желтый цвета присутствует в архиве, найденном у Фаюма. Сорта бумаги также были разнообразны и отличались местом, где производились. Была изготовлена бумага для голубиной почты, т.н. «птичья». Голубиные станции имелись через каждые три обыкновенные почтовые станции, а голубь летел только от одной станции к другой. Кроме египетской бумаги, имела также значение багдадская и сирийская (дамасская) бумага.
В XI веке бумага применялась уже повсеместно. Ее стали применять даже как упаковочный материал. Назир Хосрой, приехавший из Персии и много путешествовавший по Египту, в 1035-1042 годах описывает нечто знаменательное: на старом базаре в Каире видел, как покупки заворачивают в пакеты, даже бутылки с купленным маслом упаковывают в бумагу! Это было настолько шокирующим фактом для него, что он в нескольких письмах отмечает сию роскошь и расточительство.
Врач Абдель Лятиф, тоже много путешествовавший по Египту, описывает случаи, когда феллахи и бедуины вскрывали древние могилы в поисках полотна, в которые обычно были завернуты мумии, для дальнейшей продажи ворованного материала как сырья на бумажные фабрики. Это описывалось в 1200 году.
Западная Европа к XIII-XIV веку также стала вырабатывать и употреблять много бумаги. В Голландии только к 1670 году (XVII век) изобрели роллер – измельчение бумаги при помощи валов. В Англии первую мельницу построил немец Шпильманн в 1588 году в г. Даршферд. А Франция имела бумажную мельницу в 1189 году, переняв многое от Испании.
Для технологии бумаги были сделаны важные открытия в Германии. Немцы придумали состав для смоляной проклейки бумаги. Келлер в XIX веке пришел к мысли делать бумагу из щепок, наблюдая за работой ос при строительстве своих гнезд. После многих опытов Келлер в 1845 году все-таки изготовил свою бумагу из древесных отходов. Дальнейшие разработки позволили получить бумагу из соломы, травы «альфа», и т.д.
Бумага занимает исключительное место в жизни людей. У нее было много предшественников. Камень и глина, дерево и кость, кожа и береста, воск и металл, папирус и пергамент – все они в разные исторические эпохи служили людям в качестве материала для письма, для передачи столь ценимого-информации.
Цель
Обобщить знания детей по пройденным темам.
Оборудование
Для учащихся: тетрадки или альбомы.
Для учителя : ксерокопии (рисунки глиняных табличек, папируса, пергамена, деревянных цер, берестяных писем), кусочек папируса.
В начале урока надо обязательно вспомнить какая была письменность в древних государствах.
Информация для учителя
Месопотамия. Шумер. В этой стране было много глины. Из нее строили дома, делали посуду, игрушки, книги. Из мягкой глины лепили квадратные или круглые лепешки. Остроконечной палочкой (из тростника) писали клинышками. Острый треугольный конец палочки из тростника оставлял на глине треугольные знаки. Позже это письмо назвали «клинописью». Что делали с лепешкой после написания текста? Сушили и обжигали в печи. Так глина дольше сохранялась.
Церы
Свитки
Новгородские берестяные грамоты
Папирус
Что писали на глиняных табличках?
Официальные документы, указы, письма, договоры. При раскопках в Ассирии и Вавилоне нашли библиотеки из глиняных книг, которые сохранились даже при пожарах.
Великое изобретение египтян – папирус – сохранилось как слово во многих языках.
Бумага по-украински – папир, по-немецки – papier, по-французски – papier, по-английски – paper, по-русски – папиросная бумага.
Древнейший папирус датируется 3100 годом до н.э.
Одна из древнейших цивилизаций
возникла в долине благословенного Нила. По
берегам реки, в ее дельте,
в изобилии произрастало удивительное болотное
растение, похожее на камыш – папирус. Это
тростниковое растение высотой в 5 метров,
толщиной в человеческую руку, имело голые
трехгранные стебли, которые заканчивались
наверху венчиком из листьев.
Полный процесс производства бумаги. Гравюра
Папирус – письменный материал.
Греческий ученый Теофраст писал, что египтяне сушат корни папируса и используют их вместо дерева как топливо и для поделок. Из стеблей делают речные лодки и легкие суда. Из сердцевины – плетут паруса, циновки, ткани для одежды, канаты. Папирус съедобен: его ели в сыром виде, вареном и печеном. Из него добывали сок.
Плиний Старший в своей «Естественной истории» назвал папирус важнейшим средством развития древней цивилизации.
Технология изготовления папируса. Заготовленные трехгранные стебли папируса очищали от листьев, разрезали на куски, снимали тонкую кору, обнажали рыхлую пористую сердцевину, разделяли ее иглой на тонкие пластинки, раскладывая их на чуть наклонном столе. Другой слой пластинок клали поперек и смачивали особым клеем из илистой воды Нила, муки и уксуса. Еще мокрые листы прессовали, осторожно обрезая края. Когда листы высыхали, их поверхность полировали до блеска пемзой, костью, гладкими раковинами. Полученные листы склеивали концами и сворачивали в свиток. Размеры его достигали 40 метров. Свиток оказался удобной формой книги. Древние греки, весь эллинский мир, римляне, арабы приняли такую форму книги без изменений. Свиток господствовал несколько тысячелетий. Использовали его и в Древней Руси.
Клинописные знаки
Пергамен
Со временем в Египте почти полностью исчезли заросли папирусного тростника, многие столетия назад был утрачен и секрет изготовления из него чудесного писчего материала.
? Как в наше время делают папирусный свиток?
Сначала от стебля растения отсекают нижнюю, наиболее толстую часть и разрезают ее на десять – двенадцать продольных частей. Полученные пластины выставляют на солнце, а после сушки помещают в ванну с водой, чтобы растворить содержащиеся в стебле сахар, крахмал и другие органические вещества. Через сутки их извлекают из воды и раскатывают деревянной скалкой, удаляя, таким образом, остатки раствора. Процедура «стирки и отжима» повторяется трижды. Постепенно пластины становятся мягкими, эластичными и прозрачными. Вновь погружают в ванну, после чего приступают к изготовлению свитка. Влажные пластины горизонтально кладут на кусок хлопчатобумажного полотна так, чтобы каждая из них немного «заходила» на другую. Сверху, таким образом, накладывают второй слой, но уже по вертикали. Папирусный свиток сформирован. Его накрывают куском полотна и помещают под обычный винтовой пресс, пока лист не станет сухим. Все это дало возможность реставрировать музейные свитки. В основном папирус использовали в Египте, но и экспортировали в другие страны. Первый лист папирусной книги назывался «протокол». Греческое слово «протос» – первый, последний лист – «эсхатокол». Греческое слово «эсхатос» – последний. Папирусная книга навертывалась на валик, на концах которого – рогульки. Окончив чтение, книгу клали в кожаный футляр, который назывался «фелонь». В библиотеках папирусные свитки держали в корзинах.
? А из чего делали пергамен? Кто придумал этот материал?
По легенде, египтяне запретили вывоз папируса в город Пергам, так как Пергамская библиотека становилась все больше и интересней, и соперничала с Александрийской библиотекой. И тогда в городе Пергам изобрели новый писчий материал – пергамен (пергамент). Это был очень дорогой, но долговечный материал для письма. Выделка пергамена, особенно тонкого и гладкого, без швов и брака было делом нелегким. Тонко выделанная кожа молодых животных: коз, овец, телят. Кожу вымачивали, уничтожали остатки волос, втирали мел, чтобы он впитывал жир, выглаживали пемзой, сушили. С IV в. пергамен вытеснил папирус. Некоторые пергаменные книги походили по форме на папирусные свитки. Но позже книга приняла современный облик. Она состояла из согнутых пополам листов, которые объединились в небольшие группы: по три, пять, шесть. Четыре двойных листа назывались «тетрадью». Несколько тетрадей скреплялись вместе, образуя книгу. Переплет был деревянный, обшитый кожей. Роскошные книги украшались бляхами из золота, серебра, эмалью и драгоценными камнями. В славянских рукописях употреблялся пергамен белого цвета. В западноевропейских странах – белый и черный. В некоторых греческих – голубой или пурпурный.
На Русь пергамен привозили из
Византии, но постепенно его научились
изготовлять в местных мастерских.
В древнерусской традиции для обозначения
пергамена употреблялись слова: «хартия», «мех»,
«кожа». Рукописи, написанные на пергамене
назывались «харатейным письмом». Из одной шкуры
теленка получалось 7–8 листов для книги. А для
всей книги требовалось все стадо. Из-за
дороговизны пергамена его употребляли иногда
дважды. Для смывания текста использовали
молочную кислоту или соскабливали ножом. После
этого пергамен назывался «палимпсест».
? На чем писали в древнем Риме? Как выглядели деревянные дощечки? Чем их покрывали? Каким предметом наносили буквы?
Деревянная тетрадь – цера – четырехугольная дощечка, намазанная воском. По нему писали костяной или металлической палочкой – стилем или писалом. Писало – стержень 8–16 см длиной. Их делали из железа, бронзы или кости. Лопаточку украшали либо «яблоком», либо валиками, иногда – фигурной резьбой, инкрустацией. Иногда железные писала покрывали бронзой или серебристой краской. Один конец стиля был острый, а другой закругленный. Писали острым концом, а другим заглаживали написанное. Можно было написать письмо на цере и отправить другу, который прочитав его, мог загладить написанное и написать на ней же свой ответ. Церы часто скреплялись шнурами по две, образуя «диптих» (греческое слово – «вдвое сложенный»). Такие «записные книжечки» были во многих странах и на Руси тоже. Церы не изменили своего облика: прямоугольные, 13–16 см высотой и 9 см шириной. Дощечки с узкими бортиками, имеющие неглубокую выемку для заполнения воском. По всему донышку выемки делалась насечка из штрихованных линий для лучшего сцепления воска и дерева. Для обеспечения сохранности записей к каждой дощечке полагалась крышка такого же размера. В бортиках два отверстия для соединения с крышкой и одно – для завязывания «блокнота» тесемкой. Иногда верхняя поверхность церы украшалась резьбой. На них писали счета, письма, азбуки. Для маленьких детей делали специальные церы, в верхней части которых были написаны цифры и алфавит. Имея такую дощечку маленький ребенок мог заниматься самообразованием.
При раскопках города Помпеи нашли дом банкира, где на стене были портреты хозяина и его жены, держащей в руках церу и стиль и деревянные ящики, в которых лежали церы, содержавшие денежные расписки. Церы пережили античный мир. Использовались они и в средневековье.
? На чем писали в Древней Руси? Применялись ли чернила?
Для того, чтобы использовать бересту в качестве писчего материала, ее как правило, специально готовили. Лист березовой коры должен был иметь минимум прожилок. С его внутренней стороны удаляли ломкие прослойки луба, а с наружной – шелушащийся поверхностный слой. Потом бересту кипятили в воде со щелочами. Но писали и без этого. В большинстве случаев текст наносился на внутреннюю поверхность коры, а иногда и на наружную с помощью костяного или железного стилоса (писала). Стилосы представляли собой заостренный стержень, снабженный на противоположной стороне плоской лопаточкой. Такая форма определялась двойным назначением этого инструмента. Им писали и на бересте, и на навощенных дощечках – церах. Использовали внутреннюю поверхность коры, т.к. она эластична. Береста при естественном скручивании сворачивается внутренней стороной наружу. Тексты, обнаруженные на таких «свитках», сохраняются дольше. Очень хорошо хранятся во влажной среде. На воздухе при высыхании береста быстро скручивается из-за неравномерного натяжения ее прослоек. Она становится ломкой, расслаивается по прожилкам. Такой писчий материал не рассчитан на длительное хранение. Человек, получивший берестяное письмо и ознакомившись с содержанием, выбрасывал его. Попав в грязь и будучи затоптанным во влажную почву, письмо таким образом обретало вторую жизнь. Берестяными письмами пользовались люди различных слоев общества. Грамотных людей было много. Среди них бояре, крупные землевладельцы, торговцы, священнослужители разных иерархических рангов, ремесленники, крестьяне, мужчины, женщины и дети. Среди найденных берестяных писем в Новгороде много документов, личных писем, ученических «тетрадей» с упражнениями в письме и счете. В древнем Новгороде писали не только на бересте, но и на деревянных дощечках – церах, покрытых слоем воска. Восковые церы были известны и в античное время, и в средневековье. Использовались они как материал для кратковременных записей. Дороговизна пергамена, а потом и бумаги была причиной, по которой дощечки с воском («вощечки») получили широкое распространение во всем средневековом мире.
? Какой материал победил все предыдущие? Кто его изобрел?
Историки считают, что впервые бумагу из бамбука и шелковичного дерева изготовил мастер Цай Лунь в 105 году. Но современные китайские историки говорят, что бумага была известна задолго до Цай Луня. Секрет производства бумаги выяснили случайно. Два китайских бумагодела попали в плен в Самарканд, где и рассказами, как делать бумагу. В VIII в. бумага стала известна арабам. Потом она появилась в Византии. Проникла в Испанию и Италию. В XII–XIII вв. бумага распространилась по всей Западной Европе. В XIV в. ее начали делать и на Руси.
Изготавливалась бумага вручную изо льна, хлопка, тряпья. Растительные волокна и тряпки размачивались в чане с краской и клеем. Размешивались и размельчались до состояния кашицы. Мастер – бумажник – зачерпывал кашицу формой, дном которой служила медная сетка, и ставил на доску над чаном. Когда вода стекала, он выкладывал непросохший лист бумаги на сукно, им же сверху снова покрывал бумагу. Потом еще один рыхлый слой бумаги, опять сукно – и так несколько раз. Получилось несколько листов. Вместе с сукном их клали под пресс, чтобы отжать лишнюю влагу. Сукно вынимали. Листы прессовали вторично и развешивали для просушки. Если через бумагу посмотреть на солнце, то можно было увидеть водяные знаки. Они появились с конца XIII в. Европейские мастера стали метить бумагу. Для этого на проволочной сетке делали орнамент, отпечатывавшийся на бумажном листе. У каждого мастера был свой орнамент, своя филигрань.
Как готовили чернила, чтобы писать по бумаге и на пергамене?
Чернила готовили из сажи, чернильных орешков, которые растут на дубовых листьях и «чернильного мешочка» каракатиц. Еще использовали железные опилки с вишневым клеем (смола). Варили чернила на квасе или меду. Для выделения первой строки использовали красную краску, которую добывали из растений – драконова кровь, на основе свинца – сурик, на основе ртути – киноварь. Пурпурная краска была самая дорогая. Ее добывали из морских моллюсков. Этот цвет стал символом императорской власти. С 470 года пурпурный цвет употреблялся только императорами для подписей указов. Для дорогих рукописных книг употребляли листовое или «твореное» золото или серебро. Листовое, раскатанное в тонкую фольгу золото или серебро, накладывалось на буквы, написанные клейким веществом.
«Твореным» называли драгоценный металл, растертый в порошок, на основе которого делалась краска. Серебро применяли редко.
В старину для переписки книг использовали чернила, приготовленные по различным рецептам. Например, вот как делались чернила по рецепту «О черниле копченом ко иконному и книжному письму»: «сначала нужно получить сажу; на кирпичи ставят несколько горшков с пробитым дном и заднюю сторону затвердить, чтоб копоть дымная вверх шла, а переднюю сторону под горшки подкладывать береста со огнем». При этом нужно было следить, чтобы сажа в горшках не загорелась, и своевременно снимать накопившийся слой. Потом сажу размешивали со слюной или вином, разбавляли водой, смешивали с вишневым клеем – камедью. В полученную смесь добавляли отвар из ольховой коры, красного сусла, чернильных орешков и железа. Чернила закупоривали в кувшине или в горшке и выдерживали некоторое время в тепле. Железные чернила готовили еще и так: брали куски ржавого железа, старые замки, ключи, цепи, гвозди и опускали в отвар из ольховой коры с добавленим кислого кваса или уксуса. «Первое, устрогав зелены корки ольховыя, без моху, молодыя, и в четвертый день положити кору в горшок, и налить воды или квасу доброго или сусла яшного [ячменного], а коры наклади полон горшок, и варить в пещи, гораздо бы кипело и прело довольно бы, день до вечера, и положи в горшок железины немного, и поставити горшок со всем, где бы место не студно, не тепло, и на третий день разлити чернило».
? Кто-нибудь пробовал готовить чернила сам?
Перочинный ножик
В древности пером служила заостренная камышовая тростинка. Писали костяными или металлическими перьями. А птичье перо стали применять уже в средние века. На Руси пользовались преимущественно гусиными, лебедиными и павлиньими перьями. Предварительно кончик пера расщепляли и заостряли ножиком. Поэтому перочинный ножик был всегда у писца.
Задача-путаница
На рынке Помпеи можно было встретить торговца , который при вас мог написать любой документ или письмо на бересте , обмакнув в красные чернила авторучку . Другие торговцы показывали шкуры быков с готовыми написанными стихами. А также можно было найти в какой-нибудь лавочке бумажную записную книжку и ручку , чтобы писать в ней.
Ответы на кроссворд к уроку 8
1. Киноварь. 2. Кожа. 3. Египет. 4. Клинопись. 5. Фелонь. 6. Алфавит. 7. Миниатюра. 8. Цера. 9. Стиль.
Г. Алямовская
Бумагу, чернила, а главное – буквы люди придумали сравнительно недавно. Как же обходились люди до этого?
Много способов было придумано людьми, чтобы сохранить в памяти и сообщить другим важные сведения.
Можно, например, завязывать «на память» узелки. Такое узелковое письмо было у древних индейцев: черный узелок означал несчастье, белый – мир, красный – войну. Но многого на узелках не расскажешь.
Можно нарисовать все, как было. Такие рисунки первобытных народов на скалах сохранились во многих странах. Но мысли у людей становились все сложней, сведений накапливалось все больше. Поэтому рисунки стали упрощать: например, вместо солнца рисовали кружочек вместо человека – две ноги. Так появились особые знаки – иероглифы. Потом рисунки стали обозначать не предметы, а звуки. Так появились буквы.
На чем писали в старину?
Да на всем, что было под руками. Жители каменистых степей Малой Азии «писали» на камнях, выдалбливая на них рисунки и знаки,
или выдавливали на сырой глине палочками клинышки-буквы,
а потом глину обжигали. Прочные получались книги: и сейчас – через тысячу лет! – их читают ученые. Египтяне делали из тростника папирус, похожий на бумагу,
и писали на нем тростниковой палочкой.
Наши предки писали на коре березы – бересте, а индийцы – на пальмовых листьях.
Писали раньше и на особой светлой коже – пергаменте. Чтобы написать такую книгу, годами трудился где-нибудь в монастырской келье писец, выводя букву за буквой гусиным, орлиным или лебяжьим пером.
Позже книги начали печатать сложными машинами, которые могут сделать много тысяч книг в день. Буквы в книгах стали ровные – печать производилсь с выпуклых металлических
литер, которые тоже делались машинами. Сегодня получил широкое распространение компьютерный набор текстов.
