Помоги проекту - поделись книгой:
— чем длительнее выдержка сыродутного железа при повторном нагревании в смеси с древесным углем, тем качественнее изделие;
— быстрое охлаждение железа от температуры красного каления (закалка) приводит к улучшению механических характеристик (повышается твердость).
На завершающей стадии совершенствование механических свойств стальных изделий (повышение твердости при сохранении пластичности) уже практически полностью зависело от мастерства кузнеца, вот почему эта профессия долгие годы была весьма почитаемой у разных народов (недаром практически у всех европейских наций аналоги русской фамилии «Кузнецов» являются одними из самых распространенных: в Великобритании — Смит, в Германии — Шмидт и др.). Мастерство кузнеца позволяло выковать меч или топор, у которых режущая кромка была значительно тверже, чем остальная часть. Это давало существенные преимущества — такие клинки были довольно пластичными, поэтому сломать их в бою было достаточно трудно.
Все усовершенствования технологии получения ковкой стали привели к тому, что к началу новой эры металлургия железа была почти повсеместно распространена в Европе и Азии. Этому способствовали преимущественно два обстоятельства: 1) достаточно низкая себестоимость процесса, обусловленная главным образом доступностью исходного сырья; 2) отсутствие необходимости вовлечения в технологический процесс большого числа людей. Именно эти факторы оказались решающими в распространении технологии железа даже среди народностей и племен, которые находились в условиях общинно-родового строя.
В то же время, нельзя не учитывать мнения влиятельной группы историков, которые связывают переход к технологии железа исключительно с природными катаклизмами и массовой миграцией менее цивилизованных народов, происходящими в XII–XI вв. до н.э. Эти специалисты считают, что все названные процессы привели к разрушению отлаженной системы доставки сырья, необходимого для производства бронзы. Аргументом выступает тот факт, что в Древнем Египте, который не был вовлечен в эти разрушительные процессы, доминирование производства бронзы сохранялось вплоть до завоевания его ассирийцами в 663 г. до н.э.
Получение стали явилось поворотным моментом в истории развития металлургии и всей истории развития человечества. Железо стало символом новой силы и мощи, иного военного и политического порядка. Человечество получило доступ к орудиям труда и оружию высокого качества. Технический переворот, вызванный распространением железа и стали, намного расширил власть человека над природой. Стала возможной расчистка под посевы больших лесных площадей, расширение и совершенствование оросительных и мелиоративных сооружений, в целом улучшилась обработка пахотных земель. Ускорилось развитие различных ремесел, особенно кузнечного и оружейного. Усовершенствовалась обработка дерева для строительства, производства транспортных средств (судов, колесниц и т.п.), изготовления разнообразной утвари. Ремесленники, начиная с сапожников, каменщиков и кончая рудокопами, получили в свое распоряжение более совершенные инструменты. К началу нашей эры все основные виды ремесленных и сельскохозяйственных ручных орудий (кроме винтов и шарнирных ножниц), употреблявшихся в Средние века, а частично и в новое время, были уже в ходу. Облегчилось сооружение дорог, усовершенствовалась военная техника, расширился обмен, распространилась металлическая монета как средство обращения.
Тем не менее необходимо отметить, что использование железа не вытеснило полностью использование бронзы. Переход от каменного века к бронзовому, а затем и к железному для разных народов проходил крайне неравномерно. При археологических раскопках на месте Марафонской битвы были обнаружены не только стальные и бронзовые мечи, но и каменные наконечники стрел. И в более поздние периоды бронза сохраняла некоторое значение, так как превосходила железо в технологичности: если железному изделию можно было придавать форму только
Дополнительным достоинством бронзы было ее удобство при массовом производстве. Так, китайцы, например, уже в первом тысячелетии новой эры отливали из бронзы детали к арбалетным замкам, наконечники и ушки для арбалетных болтов и многое другое. Бронзовый наконечник, конечно, не обладал пробивной способностью стального. Однако каждый стальной наконечник надо было выковывать и закаливать персонально, а их бронзовые собратья отливались в специальном станке по 100–200 штук разом, причем обладали
2.3.3. Технология получения других металлов
Параллельно с развитием технологии черной металлургии совершенствовались и методы получения других металлов. Всего древним народам было известно семь металлов:
Золото и серебро с глубокой древности использовали для изготовления украшений и драгоценностей. Ювелирное искусство Древнего Египта, отличающееся любовью к ярким полихромным эффектам, находилось на высокой стадии развития. Материалами служили преимущественно золото, лазурит, аметист, бронза, яшма, обсидиан и изумруды. При этом использовали чеканку, гравировку и так называемую холодную эмаль (включение кубиков стеклянной пасты и цветных камней между золотыми перегородками). Пристрастие к яркой полихромии, частое использование лазурита и техники холодной эмали характерно также и для ювелирных изделий Междуречья.
Ювелирные изделия стран Эгейской культуры, обнаруженные главным образом при раскопках в Микенах (Крит) и Трое, представляют собой посмертные золотые маски, украшения со сканью и зернью, золотые сосуды с изображениями быков, каракатиц, морских звезд и отмечены большей сдержанностью цветовых решений. В классическом древнегреческом ювелирном искусстве (V–IV вв. до н.э.) важнейшим средством художественных эффектов являлся матовый блеск золота. Особую известность среди ювелирных изделий эллинистического периода получили художественные изделия из серебра (см. цветную вклейку).
Естественные свойства золота — однородность, делимость, устойчивость к воздействию химически агрессивных сред, портативность (большая стоимость при небольшом объеме и массе) — делали его на протяжении длительных исторических периодов наиболее подходящим материалом для роли всеобщего эквивалента, т.е. денег. В качестве денег золото употреблялось еще за 1500 лет до н.э. в Китае, Индии, Египте и Месопотамии. Первоначально золото обращалось в форме слитков, а в I тыс. до н.э. в нескольких государствах Древнего мира стали чеканить монеты (см. цветную вклейку).
Помимо бронзы и латуни, были известны и другие сплавы. Например, хорошо была изучена технология получения сплавов золота и серебра. Для того чтобы золото и серебро стали более твердыми, например при чеканке монет, к этим металлам добавляли медь. В ювелирном деле широко использовали сплав, состоящий из трех частей золота и одной части серебра. Такой сплав греки называли
Свинец, например, применяли для отливки ядер для пращей и стенобитных машин, изготовления досок для письма, грузил, монет и т.п.
В Древнем Риме свинцовые трубы использовали при создании систем водоснабжения и канализации. Кроме того, большие количества свинца расходовали в процессах приготовления красок, таких, как свинцовые белила или сурик. Уже в те времена было известно, что эти краски надежно защищают различные поверхности от разрушающего воздействия влаги. Еще во времена Геродота древние греки красили корпуса своих кораблей суриком{27}.
По свидетельству Плиния, ртуть очищали, продавливая ее через кожу. В трудах Диоскорида есть упоминания о том, что ртуть можно очистить путем перегонки. В те времена была известна не только металлическая ртуть, но и некоторые ее соединения, например киноварь HgS. Ее употребляли как пигмент при получении некоторых красителей, а также как сырье для получения самой ртути. В отличие от золота, серебра или меди, ртуть не служила материалом для получения изделий, а применялась лишь для амальгамирования. На этом методе был основан один из древнейших способов извлечения золота и серебра из руды.
Таким образом, возникновение металлургии позволило человечеству на практике овладеть важнейшими химическими процессами: обжигом —
2.4. Общий уровень развития прикладной химии древних цивилизаций
2.4.1. Химические технологии, связанные с использованием высоких температур
Древние цивилизации накопили большой объем знаний по прикладной химии не только в области металлургии. В понимании человека огонь из грозной непобедимой стихии все больше и больше превращался в незаменимого и искусного помощника. Осознавая, какие безграничные возможности скрываются в умелом использовании этого мощного средства труда, ремесленники старались расширить область его практического применения. Наблюдая за изменениями свойств и взаимным превращением веществ под воздействием высоких температур, древние мастера постоянно не только совершенствовали уже известные объекты и методы прикладной химии, но и старались овладеть новыми материалами и технологиями.
Античные жители Средиземноморья в совершенстве овладели гончарным искусством. Для покрытия керамических изделий разноцветной глазурью была разработана особая техника. Выдающихся достижений в этом направлении добились древние греки и римляне. Расписанные художниками античные амфоры и пифосы и по сей день вызывают восхищение.
Народам древности также была известна технология изготовления стекла. Большинство историков считают, что зарождение технологии производства этого материала произошло в Древнем Египте примерно 4000 лет до н.э., хотя при раскопках в Месопотамии находят фрагменты стеклянных изделий, которые старше более чем на 500 лет. Древние стеклянные изделия археологи находят в культурных слоях, относящихся к эпохе зарождения цивилизации в Китае. Зарождение технологии стекла обычно связывают с развитием гончарного производства. На поверхность изделия из глины могла попасть смесь соды и песка, в результате чего появлялась стекловидная пленка-глазурь.
Развитию стекольного дела в Египте способствовали большие природные запасы соды. Первое стекло было непрозрачным и мутным. Позднее стали уменьшать содержание соды и вводить оксиды свинца и олова. За две тысячи лет до н.э. в Египте стекло варили в глиняных горшочках — тиглях емкостью около 0,25 л. Такое непрозрачное стекло изготавливалось путем прессования в открытых глиняных формах или путем навивания стеклянной массы на палочку. Однако позднее ремесленники научились окрашивать стекло в голубой, зеленый и красный цвет (см. цветную вклейку). Для окрашивания в состав стекла стали добавлять соединения марганца и кобальта. Плиний Старший указывал на возможность получения окрашенных стекол, имитирующих драгоценные камни.
Коренные изменения в технологии стеклоделия произошли на рубеже нашей эры, когда были решены две важнейшие проблемы — изготовление прозрачного бесцветного стекла и формование изделий выдуванием. Получение прозрачного стекла стало возможным в результате усовершенствования стекловаренных печей, что позволило повысить температуру варки и надежно воспроизводить условия хорошего осветления расплавленной массы. Стеклодувная трубка, изобретенная за несколько веков до н.э., оказалась универсальным инструментом, с помощью которого стало возможным создавать простые, доступные всем предметы обихода, например посуду. Была разработана стеклодувная техника, которая мало изменилась вплоть до начала XX столетия.
Именно в Египте, где изготавливались чаши, небольшие вазы, блюда, бусы, серьги, браслеты, печати, амулеты в основном зелено-бирюзовой гаммы, стеклоделие древнего мира развивалось наиболее динамично. В течение долгого времени Фивы славились искусными мастерами, создававшими художественные украшения из стекла. Из стеклянной пасты делали вставки в изделия из золота и бронзы. Египетское стекло было предметом активного экспорта; а бусы, видимо, играли роль своего рода «международной валюты»: их находят даже на местах расселения славян. После завоевания Египта фалангами Александра Македонского в эпоху царствования династии Птолемеев (IV–I вв. до н.э.) искусство египетских мастеров стекольного дела достигло своего наивысшего расцвета.
Помимо египтян производство стекла было известно и другим народам Древнего мира. Так, в Финикии из стекла делали украшения и стеклянные скульптурные маски; древнегреческие мастера нашли способ свободного выдувания стекла с помощью трубки. Греческие стеклянные сосуды известны в основном во фрагментах. Редчайшие находки из Таврии (Крыма) хранятся в Эрмитаже.
Римляне уже производили сложные изделия с налепным и инкрустированным декором, так называемое стекло-камея. Образцом такого сосуда является знаменитая Портлендская ваза из синего непрозрачного стекла с белым рельефным узором на тему мифа о Пелее и Фетиде. Эта ваза (I в. н.э.), хранящаяся в Британском музее, в XVIII в. породила волну подражаний, как в стекле, так и в керамике.
Одним из примеров такого подражания является, в частности, знаменитая копия Дж. Веджвуда (см. гл. 7, п. 7.1.3). Римлянам удалось освоить изготовление сложных изогнутых форм, к сосудам они научились приделывать ручки (см. цветную вклейку). Позднее римляне овладели технологией производства хрусталя (стекла с солями свинца). К сожалению, после падения Римской империи под ударами племен варваров Западная Европа практически на шесть веков погрузилась в «темные времена» раннего Средневековья. Многие материалы и технологии их изготовления, известные античным ремесленникам, оказались утраченными. Подобная история случилась и с изготовлением хрусталя: его производство впоследствии заново было открыто европейцами только в XVIII в.
Древние зодчие применяли высокотемпературные процессы не только в производстве кирпичей и черепицы, но также при изготовлении строительных растворов. При возведении зданий широко использовали строительные растворы на основе гашеной извести. Поэтому повсеместно развивалась технология обжига мела и известняка, которую использовали для получения негашеной извести. Полученную в результате обработки водой гашеную известь применяли и в других целях. В «Естественной истории» Плиния можно найти описание процесса приготовления мыла путем обработки жиров известью, золой и щелочами естественного происхождения. Очевидно, что огонь был необходим и при выделении древесной смолы, различных масел, при получении сажи и изготовлении некоторых красок, например, знаменитой синей египетской, чернил и лекарственных препаратов.
2.4.2. Процессы брожения
После того как древние люди стали заниматься скотоводством, одним из основных продуктов питания животного происхождения стало молоко и молочные продукты. Уже в глубокой древности человек осознал, что в результате быстро протекающих в молоке превращений образуется немало других продуктов — кислое молоко, сыворотка, творог, сыр. Люди научились получать разнообразные молочные продукты, базовый ассортимент которых мало изменился до настоящего времени.
До зарождения земледелия и скотоводства, первобытные люди добывали себе пищу только охотой и собирательством. Уже в этот период они заметили, что спелые плоды со временем меняют свой вкус, т.е. процессы брожения сладких фруктовых соков, приводящие к получению спирта, известны людям с давних времен. Накопленные наблюдения позволили перейти к целенаправленному возделыванию таких сельскохозяйственных культур, как виноград, финики, плодовоягодную продукцию которых можно было непосредственно употреблять в пищу и использовать для приготовления вина. Историки считают, что в Средиземноморье выращивать пшеницу и виноград стали практически в одно и то же время. Земледельцы Древней Греции и Рима возделывали различные сорта винограда, а полученное из них вино реализовывалось на внутреннем рынке и экспортировалось в другие страны.
Древние виноделы заметили, что при брожении виноградного или иного фруктового сока без каких-либо внешних воздействий в одних условиях образуется вино, а в других — уксус. Уксус так же, как вино и пиво, был широко распространенным продуктом и притом не только пищевым. Его применяли в ремесленной практике, например при изготовлении свинцовых белил. Для получения всех этих веществ использовали вымачивание, измельчение, продавливание через отверстия, процеживание, сушку (в том числе на нагретых солнцем камнях) и целый ряд других операции{28}.
2.4.3. Изготовление красок и косметических средств
Как известно, первым материалом для изготовления одежды были шкуры животных. Производство и выделка кож были бы невозможны без умения обрабатывать шкуры животных, в том числе и химическим путем. При этом широко использовались хорошо известные к тому времени природные соединения: поваренная соль, квасцы и дубильные вещества растительного происхождения, которые добывали из коры сосны, ольхи и дуба. Со временем возникла необходимость окраски кожаных изделий, поэтому стала развиваться и совершенствоваться технология производства различных красителей. Например, в черный цвет кожу окрашивали, обрабатывая медным купоросом, который, в свою очередь, получали кристаллизацией из водного раствора соли. При этом воду соляных месторождений, содержащую сульфат меди, упаривали, а остаток кристаллизовали в специальных емкостях. Другие красители для кож были, как правило, растительного (пигменты, добываемые из лотоса или марены) или животного происхождения. Например, красную краску кармин добывали из кошенили — насекомых подотряда кокцидовых.
C переходом к скотоводству и оседлому земледелию у древних людей произошли изменения и в способе изготовления одежды. Кожаную одежду постепенно начинают вытеснять изделия из различных тканей. Ткачество, как и прядение, возникло в эпоху неолита и широко распространилось при первобытнообщинном строе. Ручной ткацкий станок с вертикальным расположением основы появился примерно в VI–V тыс. до н.э. Ф. Энгельс считал изобретение ткацкого станка одним из важнейших достижений человека на первой ступени его развития{29}. В этот период изготавливали ткани из натуральных волокон животного и растительного происхождения: шерсти, шелка, хлопка и джута. Шелководство известно в Китае с III тыс. до н.э. Родиной хлопководства считают Индию, где в долине Инда уже 5000 лет назад в период хараппской цивилизации выращивали эту культуру и изготовляли пряжу из его волокна. Сведения о возделывании хлопка в Египте относятся к гораздо более позднему периоду — примерно II в. до н.э. Кустарное производство шерстяных тканей имело место еще в городах Древнего Междуречья.
При изготовлении текстильных изделий природные волокна подвергались химической обработке под действием разнообразных веществ — красителей, протрав, моющих средств. Заметим, что краски человек стал впервые использовать еще в каменном веке — для настенной живописи. Постепенно предназначение красящих веществ и их спектр значительно расширились. Качество красок для живописи, изготавливаемых из охры, оксидов железа и меди, сурика и др., было таково, что они тысячелетиями сохраняли свой цвет.
Красители для тканей получали преимущественно из веществ растительного и животного происхождения, а также из минеральных солей. Список растений, наиболее широко использовавшихся для крашения тканей, достаточно внушителен: сафлор, хна, индиго, марена, шафран, резеда, вайда (синильник), дуб, дрок, орех, а также черника{30}. Очень высоко ценился пурпур, который добывали из желез морских брюхоногих моллюсков семейства иглянок (пурпурных улиток). В качестве протравы применяли квасцы, известь, мочевину, смесь оксидов железа с уксусом, медный и железный купорос, экстракт чернильных орешков. Для отмывки тканей использовали растворы соды и аммиака (который добывали из мочи).
В косметологии черную краску приготовляли из свинцового блеска и антимонита (сурьмяного блеска); черную и коричневую — из пиролюзита (диоксида марганца) и некоторых видов глины, содержащих железо, а также из оксида меди; зеленую — из соединений меди (например, яри-медянки); красную — из экстракта хны. Важнейшими косметическими средствами были мази и духи. Мази изготовляли на основе масел и жиров — чаще всего ланолина. Ланолин получали из шерсти овец, выполняя при этом ряд последовательных операций — кипячение, промывание смеси морской водой, фильтрование продукта, его отбеливание на солнце. Масла добывали из оливок, миндаля, орехов (фундука и грецких), плодов кунжута. Эфирные масла извлекали из цветов при обычной или повышенной температуре экстрагированием оливковым или ореховым маслом. Так получали, например, розовое масло. Косметическими средствами считали также кремы и лекарства, которые смешивали с красящими веществами, с консервирующими добавками соли, со смолой и смолоподобными веществами{31}.
Одним из веществ, используемых с самой глубокой древности, является
2.4.4. Лекарства и яды
Как свидетельствуют письменные источники, сохранившиеся до наших дней (см. гл. 2, п. 2.1), древние египтяне уже в III–II тыс. до н.э. для лечения многих болезней использовали различные химические вещества минерального и органического происхождения. Как писал римский историк Плиний, в его время было известно большое количество медицинских препаратов, действующих на человеческий организм как расслабляющие, успокаивающие, возбуждающие и болеутоляющие лекарства. Например, железный купорос с древности использовался как рвотное средство, растворы квасцов — для компрессов и полосканий горла, экстракт из семян мака — как снотворное и т.д. Разнообразие лекарственных и косметических препаратов, применявшихся в эпоху античности, свидетельствует о довольно высоком уровне знаний химических и фармакологических свойств многих веществ.
Были известны также различные виды минеральных вод и их целебное действие на организм человека. На основании археологических раскопок ученые пришли к выводу, что не только знатные женщины, но и богатые вельможи в рабовладельческих государствах древности широко использовали в повседневной жизни разнообразные косметические вещества: кремы, благовония, средства ухода за волосами, составы для грима — от палочек для подкрашивания губ до теней для век.
Хотя в то время еще не была понятна химическая сущность веществ, пагубное действие некоторых из них на живые организмы было хорошо известно{32}. Так, не имея еще представления о том, что монооксид углерода — индивидуальное газообразное вещество, люди знали, что при неполном сгорании древесного угля получается «дым», который при добавлении к воздуху даже в довольно незначительных концентрациях приводит к смерти людей и животных. Довольно рано состоялось знакомство первобытных людей и с ядами животного и растительного происхождения. Древние охотники, рыболовы и собиратели знали, какие животные и растения представляют собой смертельную опасность. Со временем человек научился извлекать ядовитые выделения животных и соки растений. Яды издавна широко использовались при охоте на крупных животных; во время сражений ими смазывали наконечники стрел и копий. В ходе военных действий сражающиеся забрасывали на укрепления или на корабли противника глиняные сосуды с ядовитыми змеями. Бывало, что это решало исход сражения, как в случае победы карфагенян под командованием Ганнибала над флотом пергамского царя Эвмена II, армия которого во время Пунических войн сражалась на стороне римлян.
Как гласит предание, великий философ Сократ отравился соком цикуты во исполнение смертного приговора, вынесенного ему афинским судом. Яды в древности были и одним из наиболее распространенных средств, используемых для сведения личных счетов, знатные сановники зачастую прибегали к их помощи в борьбе со своими противниками. Это было настолько распространенным явлением, что многие из них имели даже специальных слуг, которые опробовали напитки и кушанья. История знает немало примеров, когда на пути к власти и богатству нежелательных соперников или политических конкурентов устраняли с помощью ядов. Злоумышленное отравление в то время не было связано с риском разоблачения, поскольку было трудно установить, что смерть наступала именно в результате действия яда. Предполагают, что Агриппина (мать одного из самых жестоких правителей Рима — Нерона) в 54 г. н.э. отравила своего мужа императора Клавдия, вероятно, соком аконита. Древнеримский сатирик Ювенал писал: пусть не страшится сока аконита тот, кто пьет из глиняных кружек, пусть его боится только тот, кто пьет из драгоценных кубков.
Существовало поверье, что человеческий организм можно обезопасить от действия ядов несколькими способами: имея священные амулеты, используя определенные вещества, которым приписывали способность обнаруживать яды в напитках и кушаньях, а также постоянно принимая микроскопические дозы ядовитых веществ. Использование ядов в политических интригах продолжалось и в Средние века. Неувядаемой дурной славой на этом поприще покрыли себя члены семьи римского папы Александра VI Борджиа и французская королева Екатерина Медичи. Число преступлений подобного рода резко сократилось лишь в XIX в., когда были открыты химические реакции, позволяющие обнаружить в организме отравляющие вещества.
Однако далеко не всегда ядовитые вещества применяли исключительно из злого умысла. Очень часто их применяли для борьбы с вредными насекомыми. Так, например, сосуды для приготовления и хранения вина предварительно «окуривали» серой; дымом от сгорания специально приготовленной смеси серы, масла и смолы уничтожали вредителей виноградных лоз. Специально приготовленными «маслами» обрызгивали посевы зерновых культур, чтобы уничтожить вредных насекомых. В Древнем Китае за 200 лет до н.э. использовали соединения мышьяка для борьбы с насекомыми, а также применяли специальные вещества для обработки семян перед посевом.
Уже в древности люди знали и широко использовали многочисленные вещества, обладающие опьяняющим либо успокаивающим действием (в том числе наркотические средства, притупляющие сознание). В качестве наркотиков часто применялись экстракты из семян белены или корня мандрагоры, в которых содержатся алкалоиды (особенно скополамин){33}.
Следует признать, что наши знания об уровне развития прикладной химии в те далекие времена никак нельзя назвать исчерпывающими. К сожалению, сохранилось слишком мало исторических источников, которые помогли бы представить объем химических знаний того периода. Вероятно, многие из них по тем или иным причинам утеряны безвозвратно. Хотя не прекращающиеся изыскания археологов постоянно поставляют все новые и новые артефакты.
Например, 14 июня 1936 г. при раскопках древней столицы Парфянского царства Ктесифона неподалеку от Багдада (Ирак) немецкий археолог Вильгельм Кениг отыскал небольшой керамический сосуд, содержавший медный цилиндр и железный стержень{34}. Верхняя часть горлышка глиняного сосуда была намеренно удалена, а на круглом отверстии заметны следы асфальта или битума. В. Кениг задался вопросом: не было ли прежде аналогичных находок в культурных слоях, относящихся к эпохе Парфянского царства (250 г. до н.э. — 250 г. н.э.)? Детальный анализ показал, что подобные артефакты были обнаружены поблизости от иракской столицы группой археологов Мичиганского университета в начале 30-х гг. XX в.
Группой ученых было высказано предположение, что это устройство — названное «парфянской батареей» — может представлять собой древнейший гальванический аппарат. Начиная с 1940 г. различными учеными предпринимались попытки разгадать его истинное предназначение. Например, инженер-электрик из США У.Ф.М. Грей создал первую действующую реконструкцию «парфянской батареи». В 1957 г. М. Швальб опубликовал статью, в которой предположил, что загадочное устройство древние мастера могли использовать для нанесения на металлические предметы тонких золотых покрытий гальваническим способом. Известный американский физик российского происхождения Г. Гамов в своей книге «Рождение и смерть Солнца» поддержал идею о том, что «парфянская батарея» предназначалась для получения слабого электрического тока.
В последующие годы, вплоть до начала XXI в. специалистами в области электрохимии было проведено немало экспериментов на приборах, представляющих собой реконструкции «парфянских батарей». В результате было установлено, что, используя доступные в те времена электролиты (уксусная и лимонная кислоты), можно получить значение э.д.с. порядка 0,5 В и тока в 1 мА. В этот период была высказана еще одна гипотеза по поводу возможного применения данных приборов: вполне вероятно, что их использовали в медицинской практике для обезболивания или других видов электротерапии.
Однако до настоящего времени вопрос о предназначении удивительных находок не нашел окончательного решения. Нельзя не считаться и с мнением ряда ученых, которые отвергают все предположения о связи этих приборов с электричеством, считая, что загадочные сосуды использовали для хранения сакральных текстов, написанных на материалах с органической основой.
В этой научной дискуссии еще рано ставить точку. «Неужели древние шумеры имели какое-либо представление об электролизе? Откуда же они получали тогда электрический ток? Может быть, с помощью этих загадочных глиняных сосудов? … Из электролитов шумерам были известны только разбавленные лимонная и уксусная кислоты. Для того чтобы между медным цилиндром и железным бруском, помещенными в раствор какого-либо из этих электролитов, возникла достаточная разность потенциалов, необходимо последовательно соединить несколько сосудов. Неужели, несмотря на всю сложность получения золотых покрытий электролитическим путем, этот способ был известен в древности?»{35}. Вот лишь некоторые из вопросов, возникающих в связи с «парфянской батареей», и в настоящее время их существует гораздо больше, чем ответов.
К сожалению, ученые еще не в состоянии окончательно ответить на вопрос, с каких времен человек стал использовать электрохимию. Если будут найдены изделия двухтысячелетней давности с хорошо сохранившейся гальванической позолотой, либо удастся отыскать письменные источники, свидетельствующие, что парфянские мастера умели наносить на бронзовые или медные изделия тонкие слои серебра или золота, гипотеза об электрохимическом использовании «парфянской батареи» получит объективное материальное подтверждение, но до тех пор ее истинная природа останется загадкой.
Современное представление об уровне развития химических ремесел в Древнем мире было бы весьма ограниченным, если бы опиралось только на материальные памятники археологических раскопок. Весьма важные сведения о химических знаниях той эпохи были получены при расшифровке древнейших письменных источников (см. гл. 2, п. 2.1). Однако многие ученые считают, что в те времена далеко не все секреты химических превращений люди доверяли папирусу или пергаменту — передача знаний (в том числе и химических) происходила в значительной мере «из уст в уста». Зачастую ремесленники тщательно хранили тайну известных им способов превращений веществ, а обучение секретам химического ремесла было сопряжено с обязанностью обучающихся не разглашать полученные знания. Того, кто пренебрегал этой традицией, ждало презрение коллег по химическому «цеху» и даже смерть. Меры повышенной секретности позволяли ремесленникам обеспечить себе монополию на производимую продукцию. Такой способ передачи навыков потерял свое значение только в XIX–XX вв., когда научное познание природы превращений веществ позволило раскрыть тщательно охраняемые «секреты». Однако, приходится признать, что наши знания о химических методах и веществах, использовавшихся ремесленниками и жрецами древних цивилизаций, весьма приблизительны. В табл. 2.1 представлен общий анализ уровня развития химических знаний и ремесел разных народов Древнего мира.
Высокотемпературные процессы
— Огонь — более 100 тыс. лет до н.э.
— Глиняные изделия — десятки тыс. лет до н.э.
— Обжиг известняка (>1100°С) — примерно 4500 лет до н.э., Египет
Металлургия. Позже (алхимики): Золото Au — Солнце, Серебро Ag — Луна, Медь Cu — Венера, Железо Fe — Марс, Ртуть Hg — Меркурий, Олово Sn — Юпитер, Свинец Pb — Сатурн
— Cu, Au (самородные) — IX тыс. до н.э.;
Выплавка меди из руды — около 6000 лет до н.э., Малая Азия, Синайский полуостров, Ближний Восток
— Бронза: сначала (Cu+As), позднее (Cu+Sn) — около 3500 лет до н.э., Северный Кавказ, Малая Азия, Египет, Месопотамия
— Pb: VI тысячелетие до н.э.,
Ag: 4000–3500 лет до н.э.
— Fe: метеоритное — с V–IV тысячелетий до н.э.,
Fe: получение из руды — 1500 лет до н.э.,
ковкая сталь — 1100 лет до н.э., Южный Кавказ, Малая Азия
— Hg: IV–III вв. до н.э.
— Sb (сурьму плохо отличали от свинца)
Стекло
— Египет: IV–III тыс. до н.э., Китай: III–II тыс. до н.э.
Фармация, парфюмерия, бальзамирование
— Папирус Эдвина Смита — XVIII в. до н.э., папирусы Эберса и Бругша — примерно XVI в. до н.э.
Красители и протравы
— Начиная с VII тыс. до н.э.
Папирус и пергамент
Поделиться книгой: