8.2. Начало энергетики

8.2.1. Водяное колесо

Распространение и развитие христианства в Европе и Средиземноморье существенно изменило направление их развития, повлияло на образ жизни всех слоев общества, на формирование новых классов и их взаимоотношений. Ключевую роль в этих процессах сыграло становление феодализма и переход к свободному и полусвободному труду. В результате сфера трудовой деятельности человека оказалась вне жесткого церковного контроля, который сосредоточивался в сферах науки, искусства и образования. Поэтому в ней стали набирать силу новые тенденции в отношении к труду, к его результативности, к его рационализации. Эти тенденции оказались весьма важными для раннефеодального общества и со временем образовали фундамент дальнейших средневековых революций.

В отличие от античной техники, имевшей по преимуществу военную направленность, техника Средневековья больше приближается к потребностям гражданского общества, к потребностям производства, строительства и земледелия, которое постепенно стало ведущей отраслью экономики. Большую роль здесь сыграли христианские монастыри, первый из которых был основан в 529 г. Бенедиктом Нурийским. Орден Бенедиктинцев стал проводить линию "разумного аскетизма" в жизни монахов и послушников и в их общении с мирянами: 8 часов в день они работали, 8 часов молились и 8 – спали. Развитие земледелия стало стимулом для новых изобретений, открытий и технологий, количество которых заметно упало во времена рабовладельческого общества. Действительно, если до наступления эпохи рабовладения (границы которой можно обозначить как VI в. до н. э. и IV в. н. э.) активно развивалась техника судостроения, металлургия черных и цветных металлов, техника и технология каменного строительства, прядильно-ткацкое производство, то в период рабства большинство инноваций было связано с разработкой оружия, военной техники, а также с монументальным строительством дворцов и храмов.

Важнейшим техническим достижением эпохи раннего феодализма стало широкое распространение первой энергетической машины – водяной мукомольной мельницы, – которая одна смогла заменить труд сотен рабов. Она явилась результатом эволюции водоподъемных колес (чадуфонов), зародившихся еще в VI в. до н. э. и представлявших собой вертикальное колесо с черпаками, приводимое во вращение одним или несколькими рабами. Позднее, когда была изобретена цевочная (зубчатая) передача, для его вращения стали использоваться тягловые животные (волы, ослы). Следующим шагом стало использование тягловых животных для вращения мельничных жерновов. И, наконец, во II вв. до н. э. в Понтийском царстве в Малой Азии появились первые водяные мельницы, начавшие оттуда шествие на Запад и достигшие к I в. н. э. Рима.

8.2.2. Ветряные мельницы

Тот факт, что водяная мельница оказалась востребованной даже в период избытка рабской рабочей силы свидетельствовало о ее высокой эффективности и популярности. Об этом же говорит и продолжительность её существования, так как и поныне она используется в некоторых регионах. Однако, популярность водяной мельницы имела и оборотную сторону – она почти на тысячу лет задержала появление и распространение своей соперницы – ветряной мельницы. Хотя принцип работы последней был продемонстрирован еще Героном Александрийским в его "ветряном органе", фактическое использование энергии ветра было начато только в VII в. н. э. в безлесых районах Ирана, где господствовали сильные ветры и не было рек. В стремительно растущем Арабском халифате, где рождение новой религии – ислама – сопровождалось нехваткой рабочих рук, ветряные мельницы с вертикальным валом стали весьма популярны. Видя это, халиф Омар обложил их высоким налогом. Узнав об этом, разгневанный изобретатель, согласно преданию, убил халифа, после чего мельницы стремительно распространились по засушливым территориям, достигнув в X в. Китая и Индии, а в XI в. н. э. – Франции и Англии. Здесь они видоизменились, приобретя козловую конструкцию (поворотный корпус) и горизонтальный вал, однако шествие по всей Европе они начали только в XVI в., когда голландские мастера существенно их усовершенствовали, приспособив не только для размола муки, но и для других нужд (преимущественно для водоподъемных работ при осушении прибрежных территорий Нидерландов).

И всё же ветряная мельница сыграла в энергетике Средневековья вторичную роль, так как ведущая роль принадлежала водяному колесу в различных его модификациях и применениях. Уже в X в. н. э. это колесо стало употребляться как привод сукноваляльных машин, в XI – XII вв. – как привод кузнечных молотов и мехов, в XIII в. – как привод бумагоделательных и лесопильных машин, а в XIVв. – для волочения проволоки и привода токарных станков. В результате в 1086 г. на юге Англии одна водяная мельница приходилась на 50 хозяйств, причем появились конструкции мельниц, работающих даже от морских приливов. Оценочные расчеты показывают, что такая энерговооруженность была эквивалентна использованию одного раба на 4 – 5 жителей. Для сравнения можно указать, что в античных Афинах один раб приходился в среднем на 2-х свободных граждан.

Еще одной альтернативой в средневековой энергетике стало использование лошади в качестве тягловой силы, начавшееся в IX в. н. э. после проникновения в Европу лошадиной упряжи. Она пришла из Китая, где зародилась еще в I в. до н. э., и резко увеличила производительность сельскохозяйственного труда. Если продолжить сравнение с трудом рабов, то одна лошадь оказалась по производительности эквивалентна 10 рабам. Все эти факторы в совокупности с мягким европейским климатом тех лет (когда название «Гренландия» соответствовало своему буквальному смыслу) породили очередную аграрную революцию, обеспечившую многократное повышение производительности труда крестьянина. Так, если в VII – X вв. хорошим считался урожай 1:2,5, то в XIII в. нормальными стали урожаи 1:8 для ячменя, 1:7 для ржи, 1:5 для пшеницы, 1:4 для овса. Высокие урожаи стимулировали рождаемость и даже породили демографический взрыв, сыгравший важную роль в грядущей «городской революции» основных стран Европы. В целом же XII в. н.э. принято называть «золотым веком» Средневековья, т.к. на него пришелся пик наложения различных факторов экономического подъема: климатических, энергетических, транспортных, демографических и пр. Немалую роль здесь сыграли и крестовые походы, познакомившие европейские народы с мусульманской и православной культурой, с компасом и производством сахара, с технологией изготовления хлопчатобумажных, шелковых и ковровых тканей. По восточным технологиям в Европе началось производство кожевенных и стеклянных изделий. В IX в. н.э. в одной из стран Арабского халифата была открыта перегонка спирта, который начал там использоваться в медицинской практике в качестве средства наружного применения. Оттуда спирт попал в Салерно (Южная Италия) и, наконец, в Среднюю Европу, где из него стали делать водные растворы (водку) и употреблять внутрь, причем не только в качестве лечебного препарата. Согласно язвительному замечанию Вольтера одним из «важнейших приобретений» европейских крестоносцев стала проказа. Аналогичным «приобретением» в XVI в. стал сифилис, привезенный в Европу испанскими конкистадорами из Америки.

Резюме: Водяное колесо и его использование в различных регионах. Ветряные мельницы, их модификации. Водяное колесо, ветряная мельница и лошадиная тяга – краеугольные камни средневековой энергетической революции.