Древняя металлургия. История

 

•          Древняя металлургия. История.

 

Еще за несколько  тысячелетий до новой эры на обширных пространствах Северной Африки и  Средней Азии, а также на Индостанском субконтиненте, в Междуречье и т. д. возникли рабовладельческие государства, постепенно подчинившие многочисленные и разрозненные племена и народы. Крупнейшим среди таких государств в Северной Африке был Египет, додинастическая  государственность которого фиксируется  с V тысячелетия до н. э., а первая династия - с 3400 г. до н. э. В III тысячелетии  до н. э. в Междуречье (Месопотамия) возникли крупные рабовладельческие государства - Ур, преемником которого стало Вавилонское государство, и Ассирия. Рабовладельческий уклад жизни в этих государствах способствовал образованию на их территории крупных городов, явившихся средоточием ремесел и культурной жизни. Росту благосостояния городов способствовали плодородие почвы, обеспеченность дешевыми сельскохозяйственными продуктами, особенно продуктами скотоводства. Города древних государств обслуживались большим количеством рабов, число которых росло за счет покоренных племен и народов. Рабы выполняли тяжелые работы на рудниках, на постройках, предпринимавшихся деспотами, в сельском хозяйстве и т. д. Использование совершенно дарового труда рабов позволяло властителям государств предпринимать грандиозные постройки пирамид, дворцов, ''висячих садов'' и др.

 

В условиях рабовладельческого общества и возникли ремесленные  производства. В отличие от первобытного общества, в котором отсутствовала  какая-либо специализация производства и все операции производственного цикла выполнялись одним человеком, в рабовладельческом обществе можно уже констатировать появление специалистов-ремесленников, в совершенстве овладевших техникой изготовления определенных изделий или даже определенной производственной операцией. Такая специализация, связанная с разделением труда, придававшим производству коллективный характер, чрезвычайно способствовала как быстрому усовершенствованию производственных приемов, так и возникновению новых производств.

Металлургия. В рабовладельческом обществе происходило довольно быстрое расширение сведений о металлах, их свойствах и способах их выплавки из руд и, наконец, об изготовлении различных сплавов, получивших большое техническое значение *).

 

Достижения  ремесленных металлургов древности  стали, в общем, основой металлургической техники всего средневековья 

 

Несколько слов скажем о средствах для письма, применявшихся в Древнем мире. Древнеегипетская бумага - ''папирус'' - широко применялась уже в Среднем  царстве. Ее изготовляли из стеблей  растения - нильской лилии. Стебли разрезали  на узкие полоски, которые складывали друг около друга в два слоя крест-накрест на плоской каменной плите, затем покрывали куском ткани  и выколачивали плоским камнем, без  применения клея. Получалась цельная  пленка, которую сушили, разглаживали и, наконец, лощили. С помощью такой  простой техники изготовляли  полосы папируса шириной 30-40 см и длиной иногда до 40 м. На папирусе писали тушью  с помощью заостренной палочки.

 

Помимо папируса иногда применялся и пергамент - специально выделанные телячьи кожи. По пергаменту, кроме туши, писали золотом, серебром и золотоподобными составами.

 

Нам остается сказать несколько слов о развитии ремесленной химии в других регионах. Государства Индии, Тибета и Китая, существовавшие в древности до III в. н. э., почти не участвовали в  политических событиях, происходивших  в странах Средиземноморского бассейна. Развитие культуры и ремесленной  техники происходило в этих странах, если и не полностью изолированно, по, в общем, вполне независимо, несмотря на то что торговые связи между Индией, Египтом и Грецией, а также и Римом, несомненно, существовали. Северо-западная Индия со времени походов Александра Македонского (IV в. до н. э.) познакомилась с эллинистической культурой и отчасти с ремесленной техникой Древней Греции. Однако установившиеся связи были кратковременными и не оказали серьезного влияния на развитие науки и ремесел в Индии.

 

 Культура  и ремесленная техника в Индии  возникли в очень давние времена,  за несколько тысячелетий до  новой эры. Однако судить о  достижениях древнеиндийского ремесла  в достаточно отдаленные времена  мы можем лишь на основании  изучения археологических памятников (культура Хараппи). Приблизительно во втором тысячелетии до н. э. в Индии возникли религиознопоэтические гимны, пополнявшиеся в последующие эпохи и получившие название ''Веды''. В истории культуры Индии ''ведический период'' относится к эпохе 1500-800 гг. до н. э. В этот период обособились четыре группы ''Вед'' (Ригведа, Самаведа, Яджурведа, Ахтарваведа). Несмотря на специфическое содержание, веды дают некоторые сведения о состоянии и химической ремесленной техники, а также и о натурфилософских представлениях, зародившихся и получивших своеобразное развитие в Индии [8].

 

Натурфилософские  учения вошли также в состав канонов  буддизма (Будда жил около VII в. до н. э.) и возникли, по-видимому, независимо от античных и греческих натурфилософских систем. В IV в. до н. э. в Индии была написана книга ''Артхашастра'', автор которой Каутилья был главным министром у одного из императоров династии Маурьев (321-296 гг. до н. э  В книге даются общие сведения о металлах: золоте, серебре, меди, железе, олове и свинце, о получении этих металлов из руд. Далее, имеются упоминания о существовании некоторых ремесленно-химических производств, в частности о приготовлении алкогольных напитков.

 

О высоком  уровне металлургической техники и  техники обработки металлов свидетельствуют  сохранившиеся памятники индийской  материальной культуры. Например, в  Дели сохранилась большая железная колонна из сплошного куска железа, весом 6,5 т. Колонна имеет высоту 7,3 м, диаметр у основания 41,6 см, у  вершины - 29,5 см. Колонна была изготовлена, по-видимому, путем сварки множества  криц и последующей ковки (около IV в. н. э.). В Дели она была перенесена в 1050 г. Как показали специальные  анализы, колонна состоит из почти  чистого железа (99,7 % Fe) с незначительными примесями углерода, серы и фосфора. 

 

 Остановимся  теперь на состоянии ремесленной  химической техники в Древнем  Китае. Китайские металлурги достигли  больших успехов и в обработке  металлов. Так же как и в  других странах Древнего мира, в Китае получило развитие  крашение тканей, были созданы  различные краски для этой  цели, а также и для целей  письма (китайская тушь).

 

Крупными  достижениями китайской ремесленной  техники древности являются изобретение  бумаги, пороха и фарфора. В 12 г. до н. э. в китайских летописях уже  упоминается о бумаге, получавшейся в виде листов из шелковой ваты - отходов  шелкового производства. В 105 г. чиновник Цай Лунь, ведавший снабжением императорского двора промышленными изделиями, изобрел способ изготовления бумаги из различных бросовых материалов: древесной коры, тряпок, старых рыболовных сетей и т. д. Этот способ был далее усовершенствован и получил распространение в других странах. В 751 г. китайский способ производства бумаги был осуществлен в промышленном масштабе в Самарканде. В Китае же, по-видимому, за много столетий до Гутенберга. был изобретен и способ книгопечатания.

 

Еще в глубокой древности в Китае были известны ''огненные составы'' для фейерверков, применявшихся для увеселительных целей. В связи с этим китайским  пиротехникам были хорошо известны составные  части пороха - селитра, сера и уголь, применявшиеся также и в медицинской  практике.

 

Химико-практические знания и некоторые приемы ремесленно-химической техники рано проникли и в страны Европы, лежащие за пределами Средиземноморского бассейна, правда, не получив здесь  такого высокого развития, как в  Египте, Месопотамии, Армении, Греции и  Риме. В эпоху Римской империи, когда Рим овладел обширными  территориями в Галлии, Испании и  на юге Англии, в этих странах  возникли разнообразные ремесленные, в том число и химико-ремесленные  и металлургические, производства.

 

Еще ранее  греческие и римские колонии  на северных берегах Черного моря и в Крыму (Ольвия, Пантикапея, Херсонес Таврический и др.) не только сами по себе стали крупными центрами ремесленной техники, но и оказались передатчиками химикопрактических знаний народам Причерноморья. Опять-таки у кочевников причерноморских степей получили прежде всего развитие металлургия и обработка металлов. Другим путем передачи химико-практических знаний и ремесленных производств в древности был Кавказ, ставший своего рода ''воротами'', через которые приемы металлургической техники древней Армении и способы обра- ботки металлов и сплавов проникли на Северный Кавказ, в степные районы Причерноморья и Прикаспия и на Нижнюю Волгу.

•        МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ДРЕВНОСТИ

 

Открытие  металла относится ко времени  нового каменного века (неолита) и  совершалось в процессе поиска подходящих пород камней, когда для изготовления каменных орудий натолкнулись на самородки  металла, и в первую очередь на медные, которые имеют гораздо  большее распространение в природе  по сравнению с золотыми и самородками  других металлов . Позднее человек начал производить ковку самородков меди с предварительным отжигом. Какой же из металлов был первым, познанным и использованным человеком? Не исключено, что, наряду с медными самородками, внимание человека в новом каменном веке привлекли также и золотые самородки [4, с. 20]. Однако золотые изделия в древних погребениях, датированных временем до конца V тысячелетия до н. э., до сих пор не обнаружены. Можно лишь предположить, что люди каменного или новокаменного века ввиду большой ценности золота не клали его в погребения вместе с другими предметами, а продолжали его использовать в быту [5, с. 2]. Поэтому в настоящее время общепринято, что в древности до начала широкого использования железа наибольшее значение в материальной культуре человечества играли медь и ее сплавы с другими цветными металлами.

•         Медь и её сплавы

 

В районе Верхнего озера в США из самородной меди изготовлялись различные предметы (3000 лет до н. э.-1400 лет н. э.). Изучение микроструктуры показало, что их изготовляли  путем ковки самородков с предварительным отжигом. Плавка же самородной меди, для чего требовалась температура не ниже 1084o С, не производилась [5, с. 2; 47, с. 13-16].

 

Во второй фазе человек начал использовать медь, получаемую восстановительной  плавкой ее руд - минералов, первоначально  из окисленных, например малахита СuСОз.Сu(ОН)2. Окисленные руды не требовали предварительного обжига по сравнению с сульфидными рудами, обжиг которых был необходим для удаления химически связанной серы.

 

Выдвигалось немало гипотез [6, с. 2] относительно открытия возможности получения меди путем  восстановительной плавки ее руд. Но, по-видимому, оказалось невозможным  выяснить, как же это открытие было сделано. Иногда отмечалось, что первым металлургическим горном явился лагерный костер. 

 

Древние печи для обжига керамики, в которых  температура нагрева достигала 1100o С, были обнаружены в Тепе-Гавра (Северная Месопотамия). Там же, равно как и в Сузах (Иран), были найдены керамические сосуды, обжиг которых был проведен при температурах в пределах 1000- 1200oС. То же самое показали найденные в Египте сосуды, датированные додинастическим периодом (5000-3400 гг. до н. э.). Обжиг их был проведен при температуре 1100-1200oС. Древние мастера поэтому могли получать медь восстановительной плавкой малахитовых руд

 

По-видимому, в разных районах мира исторически  имели место оба пути освоения металла: в одних случаях человек  впервые знакомился с самородной медью, в других же получал металл плавкой окисленных руд. Древнейшие металлические изделия были обнаружены на территории Анатолии и Ирана [9] (см. ниже

 

Самым древним  свидетельством использования человеком  металла служат находки в докерамическом неолитическом поселении на холме Чайоню-Тепези в Юго-Восточной Анатолии (в верховьях р. Тигр) [21]. Металлические изделия были найдены в напластованиях холма, возраст которых по радиоуглероду составляет 9200+200 и 8750+250 лет до н. э. Это были проволочные булавки, четырехгранное шило, сверла, бусы и их ''полуфабрикаты'' из меди, а также непросверленные, но хорошо обработанные бусы. 

 

 Речь идет, в частности, об обнаружении  металлических изделий в неолитическом  поселении Чатал-Гуюк на плоскогорье Конья в Анатолии. В горизонтах этого многослойного поселения, датированных 6400-5700 гг. до н. э., были найдены различные мелкие металлические украшения: медные .бусины, трубочки, колечки, а также бусины и привески из свинца. В развалинах же одного жилища, в горизонте, датированном 5900-5800 гг. до н. э., обнаружен шлак от плавки медной руды [9].

 

В связи с  вопросами производства меди в конце V тысячелетия до н. э. значительный интерес представляет памятник Тали-Иблис на территории. Ирана, расположенный вблизи Машиза в центральной части Керманской горной цепи.   Судя по большому количеству фрагментов тиглей, предполагается, что в конце V тысячелетия до н.э. в Тали-Иблисе выплавляли медь в количестве, превышающем местное потребление; излишек ее переправляли в Южную Месопотамию.

 

В Египте первые предметы из меди относятся ко времени  Бадарийского периода, т. е. к IV тысячелетию до н. э., хотя вблизи Каира был найден кусок медной руды, который, по всем данным, был обработан даже в V тысячелетни до н. э. и относится к меднорудному месторождению на Синайском полуострове

 

Очевидно, химико-практические и металлургические знания были переданы в Египет бадарианцами - народами, мигрировавшими из Азии.

 

Изучение  древних металлических предметов, найденных в других местах Древнего мира, показало, что они вообще по возрасту ''моложе'' памятники, в которых  они обнаружены, не старше 6000 лет  до н. э. В них также найдены  изделия из меди. Например, в Телль Эс-Саван, в Северном Ираке (вблизи Багдада), в горизонтах, датированных 5600-5400 гг. до п. э., обнаружены бусы и небольшой нож из меди. А в Саммара, возраст которого 5000 лет до н. э., кроме медных бус, обнаружено также железное долото [13, с. 878].

 

В Южной Месопотамии  древнейшим металлическим предметом  явился наконечник копья, найденный  в Уре, в слоях, относящихся к IV тысячелетию до н. э. Химический анализ установил, что в нем содержится 99,69% Сu, 0,16% As, 0,12% Zn и 0,01% Fe [14]. На Кавказе и в Закавказье металл начали использовать с первой половины IV тысячелетия до н. э. Это была медь, которую получали металлургической плавкой окисленных медных руд, порой совместно с мышьяковыми минералами [15].