История науки и техники. Материалы и технологии Часть 1

более 5,5 тысяч лет назад; русский и греческий - более 7 тысяч лет назад. Адам и Ева разговаривали на языке, который ученые называ­ ют ностратическим (В.М. Иллич-Свитыч) и который стал распа­ даться на отдельные диалекты по мере расселения людей по Земле. Пример: “tik” - так назывался палец у доисторического человека (toe -англ., digit -лат.). Этому слову примерно 100000 лет.

3. ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И ЖИВОТНОВОДСТВО

Еще античные авторы представили три известные им формы хозяйства: первобытное хозяйство охотников и собирателей, коче­ вое скотоводство, распространенное у варварских народов за грани­ цами античной цивилизации, и античное хозяйство, основанное на земледелии - как три последовательные стадии развития человече­ ства. Волею судеб эта теория «трех стадий» - «дикости» первобыт­ ных охотников и собирателей, «варварства» кочевых скотоводов и «цивилизации» народов, развивших плужное земледелие, - господ­ ствовала в представлениях об истории развития человечества вплоть до второй половины XIX века. Но позднейшие исследования пока­ зали, что земледелие возникло не на основе скотоводческого хозяй­ ства, как полагали раньше. Напротив, только развитие земледелия могло создать условия для планомерного приручения животных.

Началом неолитической революции можно назвать момент, когда из сознательно посеянного зерна вырос первый колос и было приручено первое животное. Это вызвало своеобразную цепную ре­ акцию: необходимость хранить запасы и готовить пищу требовала создания емкостей и посуды, поэтому возникает гончарное произ­ водство; для расчистки леса нужны все более совершенные камен­ ные топоры; выращивание льна и разведение овец привело к появ­ лению прядения и ткачества. А, главное, рядом с полем выросли по­ селения с постоянными жилищами.

Переход от собирательства к земледелию далеко не так прост и естественен, как иногда представляется. Этнографические данные убедительно показывают, что собирателям и охотникам психологи­ чески была чужда готовность заниматься земледелием. В самых различных местах земли делались попытки приучить собирателей и охотников к земледелию, и всякий раз оказывалось, что они не в со­ стоянии даже уразуметь смысл этой формы хозяйства.

Так, индейцы одного из племен-собирателей получили от бра­ зильского правительства пахотную землю и семена, поля были об­ работаны для них специалистами, присланными правительством.

Членам племени были розданы съестные припасы в количестве, достаточном, чтобы прожить до времени уборки урожая. Но, полу­ чив топоры, их счастливые обладатели стали валить деревья, на ко­ торые раньше они должны были взбираться, чтобы достать их пло­ ды. Женщины, привыкшие выкапывать дикие коренья, бежали на свои поля с палками-копалками и вытаскивали из земли еще не со­ зревшие клубни. Плантации сахарного тростника приходилось ох­ ранять днем и ночью. Индейцы говорили, что они знают леса, реки

иручьи; их боги желали, чтобы они свободно кочевали, а не работа­ ли на одном месте с мотыгой.

Лишь народы-собиратели урожая, которые жнут, не сея, соби­ рательский труд которых так сходен с деятельностью земледельцев, могли быть первыми изобретателями земледелия. И более чем веро­ ятно, что земледелие берет начало от этой прогрессивной формы присваивающего хозяйства. Геродот писал, что египтяне в большом количестве собирали лотос, сушили его на солнце, растирали в муку

иупотребляли для выпечки хлеба. В Африке некоторые племена и сейчас собирают урожай дикого риса для еды. Древние перуанцы собирали преимущественно дикорастущий картофель, который со­ ставлял экономическую основу государства инков.

Открытие земледелия было сделано независимо в нескольких районах мира. Признаки земледелия прослеживаются уже в памят­

никах культуры в Палестине, относящейся к эпохе мезолита (IX ты­ сячелетие до н.э.). Это серпы, состоящие из кремневых вкладышей, вставленных в костяные рукояти, и зернотерки. В неолитических слоях Иерихона (VII тысячелетие до н.э.) обнаружены отпечатки зе­ рен ячменя и пшеницы-эммера.

Английский биолог Терри Браун изучал зерна пшеницы, выра­ щенные три тысячи лет назад в Италии и Греции, сравнивая их ДНК с ДНК современных сортов пшеницы из разных районов Европы. Он пришел к выводу, что вся нынешняя пшеница произошла из двух ис­ точников, то есть окультуривание произошло дважды где-то на Ближнем Востоке. Оттуда главный европейский злак начал свое рас­ селение по всему свету, причем не путем передачи знаний, а путем миграции людей, овладевших земледелием.

В Передней Азии существуют и другие очаги зарождения про­ изводящего хозяйства. Это плато Восточной Турции и высокие сте­ пи Ирана. Степные долины с их дикими пшеницей и ячменем, коза­ ми и овцами создавали все условия для перехода от охоты и собира­ тельства диких злаков и бобовых к их возделыванию. В слоях посе­ лений начиная с VIII тысячелетия до н.э. здесь находят зерна пше-

ницы и ячменя, чечевицы и гороха, говорящие об их культивирова­ нии. Считается, что фрукты и фисташки и миндаль, упоминаемые в Библии, из Анатолии и Сирии попали в Палестину.

Неизвестно, где начали выращивать смоковницу, но к 5000 году до н.э. она была уже известна в Золотом полумесяце. Плоды смоков­ ницы (инжир или фиги) едят как свежими, так и сушеными. Сушеный инжир, спрессованный в лепешки, был превосходной пищей во время долгих путешествий. По-видимому, пророк Авраам брал с собой такие лепешки, отправляясь из Шумера в Ханаан. Другой ценной породой является финиковая пальма. В Ветхом завете Иерихон называется го­ родом пальм, а сады в его окрестностях, славящиеся своей сочностью, растут и радуют людей и поныне. В древности плоды финиковой пальмы были основной пищей местного населения.

Сирия и Палестина являются родиной оливкового дерева, ко­ торое выращивается здесь по крайней мере с четвертого тысячеле­ тия до н. э. для получения съедобных плодов и производства высоко ценимого масла. Первый клиновой пресс был изобретен для выдав­ ливания оливкового масла, которое употреблялось в пищу, для про­ изводства лекарств и благовоний, а также для освещения. В бронзо­ вом веке оливковое масло стало основным товаром в Средиземно­ морье. Оно хранилось в больших амфорах, а к столу его подавали в маленьких кувшинчиках.

Следы земледелия находят и в слоях поселения Джейтун (VI - V тысячелетие до н.э.) в отрогах Копетдага. Сама длительность су­ ществования подобных многослойных поселений на протяжении нескольких тысячелетий говорит о длительной оседлости, возмож­ ной только при земледельческом хозяйстве. Обитатели поселений жили в глинобитных жилищах, которые, сменяя друг друга на про­ тяжении многих веков, образовывали многометровые напластова­ ния, в которых более поздние постройки перекрывают более ран­ ние, так что поселение превращается в высокий холм (по-тюркски тепе). С конца VII тысячелетия до н.э. ранние земледельцы научи­ лись изготовлять керамическую посуду, которая со временем при­ обрела изысканные формы и стала расписываться разноцветными орнаментами. Характерными для их поселений были также глиня­ ные женские фигурки, символизирующие магические силы плодо­ родия. В VI тысячелетии до н.э. здесь уже начинает развиваться система искусственного орошения.

Около конца VII тысячелетия до н.э. зачатки земледелия и жи­ вотноводства проникают из Юго-Западной Азии в Египет. Жители древнейших поселений в дельте Нила выращивали пшеницу-эммер

и ячмень, разводили свиней, крупный и мелкий рогатый скот. Запа­ сы зерна хранили в ямах, выстеленных соломенными циновками. Урожай собирали 1фемневыми серпами. Находки льняного полотна говорят о выращивании льна.

Позднее, распространяясь далее вверх по течению Нила, куль­ тура земледелия достигает Верхнего Нила и Судана. Что же касается тропического земледелия Экваториальной Африки, то оно, как пред­ полагают, зародилось здесь независимо в V-VI тысячелетиях до н. э.

Из Передней Азии земледелие распространяется также на се­ веро-запад, в Европу. Древнейшие земледельческие многослойные поселения-холмы, подобные переднеазиатским, известны на севере Балканского полуострова в Болгарии. Первые европейские земле­ дельцы возделывали пшеницу, ячмень, а также, возможно, просо и чечевицу, разводили свиней, крупный и мелкий рогатый скот, изго­ товляли красивую расписную посуду.

К V тысячелетию до н.э. земледелие распространилось из Сре­ диземноморских областей в Среднюю Европу. Земледелие и живот­ новодство к северу от Альп и Карпат развивалось не путем передачи знаний, а волнами миграций из областей, где неолитическая рево­ люция привела к интенсивному росту населения (12 тысяч лет назад в конце палеолита на земле жило не более 5 миллионов собирателей и охотников, а в пятом тысячелетии до н. э. население достигло 20 миллионов).

На небольших участках, возделывавшихся с помощью мотыги, выращивались ячмень и полба, возможно, также пшеница, горох, чечевица и лен. Участки часто переносились и заново расчищались от леса, причем срубленный лес сжигался и зола служила удобрени­ ем полей. Вслед за своими полями переселялись и люди, так что од­ но поколение сменяло последовательно до трех поселений. Поселе­ ния окружались частоколом и состояли из так называемых длинных домов, достигавших 27 метров в длину. Точно такие же длинные дома, служившие жилищем родовой группы или семейной общины, известны у современных примитивных земледельцев, например у ирокезов в Америке или папуасов на Новой Гвинее.

К древнейшим очагам земледелия принадлежат Южная и Юго-Восточная Азия. К X тысячелетию до н.э. относятся находки зерен и бобов и следы их культивирования в Таиланде. Важнейши­ ми культурами для этой области были клубневые культуры ямс и таро, зерновая культура чумиза, а позднее важнейшее значение имело возделывание риса.

Своими путями развивалось земледелие в доколумбовой Аме­ рике. Важнейшими сельскохозяйственными культурами здесь стали тыква (с VII тысячелетия до н. э.), кукуруза (с VI тысячелетия до н. э.), хлопчатник (с III тысячелетия до н. э.), фасоль (с IV тысячелетия до н. э.) и картофель.

Инстинкт земледельца и садовода является редчайшим в мире животных (существуют муравьи, которые выращивают грибы, и муравьи-жнецы). Прятать излишки съестного прозапас присуще многим видам животных, включая обезьян. При поспевании дико­ растущих плодов наши предки могли догадаться оградить деревья палками и колючими ветками таким же образом, как для защиты на стоянке и на ночлеге самих себя. Так человек открыл садоводство и огородничество. Во многих языках сохранилось воспоминание об этом процессе в слове «огород». Не важно, что растет на этом уча­ стке земли, важно, что он огорожен.

Отметим, что гены, нужные для садовода, распространены не очень широко. Среди традиционно земледельческих народов ими обладает в той или иной мере не более 15% населения. В полном же наборе они имеются только у 5%. Поэтому в тех странах, где земле­ делием занимается до 80% людей, урожаи невысокие. Когда же земля остается в руках нескольких процентов (3 - 5%) страна начи­ нает экспортировать продукцию, иногда не зная, куда деть урожай. В нашей стране в целом урожай меньше, чем в развитых странах. Однако на подсобных участках за счет интенсификации труда он в два раза больше. Такая же картина наблюдается и в Китае. Пшеницу широко экспортируют всего четыре страны: США, Канада, Арген­ тина и Великобритания.

Вопрос об урожайности древнего земледелия в Европе можно решить на основе данных, например, о жизни русских крестьян во время колонизации восточных областей страны (XVII-XIX века). В это время в Сибири применялся подсечно-огневой способ земледе­ лия, почти в том же виде, который знали древние земледельцы [5]. Одна крестьянская семья могла обработать за год поле площадью в 1 га. Она засевала 100 килограмм семян, а собирала урожай в 1 - 1,2 тонны. Отметим, что после второй мировой войны урожайность пшеницы с гектара в Пакистане и Индии составляла 0,8 тонн с гек­ тара, а урожайность зерновых с гектара в развитых странах была не более 1,8 тонн с гектара. Урожайность в 5 тонн была достигнута только в результате применения самых современных химических удобрений. Для пропитания русской крестьянской семьи из пяти че­ ловек в конце XIX века было достаточно 0,7-0,8 тонн пшеницы,

считая и посевную. Исследуя неолитическое поселение в Чехии, ар­ хеологи пришли к выводу, что для удержания урожайности земле­ дельцы должны были через три-четыре года оставлять поле на такой же срок под паром, а через 14 лет переносили свое поселение на но­ вое место. На прежнее место они могли вернуться только через 3040 лет, когда на старом месте появлялся новый лес и можно было повторить подсечно-огневой метод.

Появление скотоводство несомненно связано с выращиванием культурных растений. В первую очередь были приручены дикие животные, кормящиеся возле поселений (свинья, утки). Затем те, от которых человек получал шерсть, молоко, мясо (овцы). В начале неолита земледельцы приручили корову, буйвола, гуся, кролика (тех животных, которые ранее уничтожали их посевы). Ослы, кони и верблюды стали домашними позже, когда земледельцы стали пере­ ходить к кочевому скотоводству. Прирученные животные давали человеку мясо, кожу, шерсть, пух, молоко, тянули рало, переносили грузы. Состав одомашненных животных определяла природная сре­ да. На территории, покрытой прежде лесом, появились коровы и свиньи. В степях главным видом была овца. В горных районах "ца­ рила" коза. Животные стали очень ценным имуществом и требовали особого ухода. Зимой их стали содержать в особых пристройках (хлевах) возле домов. Летом для них заготавливали сено, солому, иногда ветки и кору деревьев. Домашние животные явились посто­ янным источником удобрений, что позволяло долго обрабатывать одно поле, и, главное, позволили создать пашенное земледелие. Главное открытие для скотоводства тесно связано с земледелием: создание кормовой базы, в первую очередь производство сена.

В некоторых местах скотоводство заняло господствующее по­ ложение, в результате чего появились кочевники, создавшие пере­ носные жилища и совершенное хозяйство, которое давало им все необходимое. Кочевники играли особую роль в истории: сложив­ шаяся у них военно-племенная организация и подвижный образ жизни позволил создать им мощные армии, постоянно угрожающие цивилизации оседлых народов. На протяжении средневековой исто­ рии на государства Азии и Европы приходили нашествия бесконеч­ ных орд воинственных и жестоких кочевников. История знает не­ сколько мировых катастроф, таких как, гуннское, арабское или мон­ гольское завоевание.

Животноводство дает человечеству и очень необычные мате­ риалы. Так, скрипач-виртуоз водит смычком из лошадиных волос по струнам, сделанным из овечьих кишок.

Земледельческий цикл с древнейших времен по сегодняшний день почти не изменился. Надо обработать и подготовить почву к по­ севу, засеять семена, ухаживать за культурными растениями во время их роста. Затем надо собрать урожай и часть его сохранить для бу­ дущего посева. Кроме того, надо было не забывать и о домашних животных. Для пахоты сначала применялась палка-копалка или крюк, который могли тянуть несколько человек. Затем появились мо­ тыга и лопата. В период энеолита стало известно деревянное рало или соха. Следует отметить, что древнейшие орудия земледелия по­ пали в первый эпос - шумерский. Поэтическое сравнение преиму­ ществ и недостатков мотыги и только появившегося плуга занимает там очень большое место, причем свидетельствует о консервативно­ сти автора. В споре между мотыгой и плугом побеждает мотыга, хотя дальнейшее развитие земледелия оставило древнему орудию не­ большую нишу для существования. Более совершенное пахотное орудие - плуг - появилось во втором или третьем тысячелетии до новой эры. Его рабочая часть имела вид горизонтального несиммет­ ричного полоза с железным сошником, срезающим и переворачи­ вающим слой земли. Тем не менее в античную эпоху применялись преимущественно пахотные орудия типа рала, но в римское время появился колесный передок и асимметричный лемех с отвалом. В Средние века форма плуга сложилась окончательно и господствовала

вЕвропе вместе с трехпольной или двухпольной системой земледе­ лия. В конце XVII века старая форма плуга была существенно мо­ дернизирована. В качестве основного материала начала применяться сталь. Несколько плугов стали соединять в один агрегат. В 1730 году

вАнглию из Голландии был завезен небольшой легкий так называе­ мый ротердамский плуг, претерпевший многочисленные усовершен­ ствования. Так, с 1789 года Роберт Рансон разработал и наладил про­ изводство самозатачивающихся лемехов. Цельнометаллические плу­ ги стали применяться повсеместно к 1820 году.

Единственным источником тягловой силы был долгое время лишь скот, причем упряжь годилась только для волов, а лошадь и осел были в ней малоэффективными. Только в двенадцатом веке была изобретена совершенная упряжь, передающая усилие на грудь [16]. Позднее появилась механическая тяга: сначала паровые трак­ торы, а затем тракторы с двигателями внутреннего сгорания. Трак­ тор гусеничного типа был усовершенствован в начале XX века, од­ нако в США переход от конной тяги к тракторной начался накануне первой мировой войны, а в Англии он затянулся до 1917 года с по­ явлением знаменитого фордовского трактора, изобретенного и запа­

тентованного годом ранее Фордзоном. Создание трактора совре­ менного типа с гидравлическим автоматизированным оборудовани­ ем связывают с именем британского изобретателя Харри Джорджа Фергюсона (1884-1960). Перед второй мировой войной в США на полях работало полтора миллиона тракторов (15 тракторов на 100 сельскохозяйственных рабочих), В Англии было 55 тысяч тракторов (8 на 100 рабочих), в Советском Союзе трудилось свыше полумил­ лиона тракторов, которые обеспечивали 90% вспашки и сева, но только 50% уборки урожая. Обработка земли путем опрыскивания с самолета впервые было применена в 1921 году. Переход от ручной обработки земли к машинной впервые в истории человечества стал сулить обилие продовольствия.

Сев долгое время проводился вручную. Однако еще в 1701 го­ ду Джетро Тулль, известный участник сельскохозяйственной рево­ люции в Англии, создал первую удачную конструкцию сеялки, ставшей общим достоянием в 1731 году. Сеялка прокладывала бо­ розду, оставляя в ней семена, и засыпала их землей. Более совре­ менная разновидность сеялки была создана Куком в 1782 году.

Стебли зерновых срезали серпами из дерева, рога и кости, В паз которых обычно вкладывали каменные лезвия из кремня или об­ сидиана. Распространение металлических (медных, бронзовых и железных) серпов шло очень медленно. Серпы были вытеснены на уборочных работах острыми стальными косами только в XVII векеПервую удачную жатвенную машину изобрел шотландец Патрик Белль в 1826 году. Но за пределы его родины его жатка не вышла, вытесненная более совершенными американскими машинами. Са­ мой удачной оказалась машина Сайруса Маккормика, созданная иМ к 1834 году. В том же году он ознакомился в одном журнале с кон­ струкцией жатки, изобретенной Обедом Хасси, квакером, который годом раньше запатентовал свою машину, как и многие другие свои достижения. Началась знаменитая «война жнецов». Конкурент^ яростно состязались на полях Америки и Англии, однако произво­ дительность жнеек была примерно одинаковой. Конгресс США сна­ чала поддерживал Хасси, поскольку формальный приоритет быЛ явно за ним. Однако затем правительство приняло решение считать жатку столь важным достижением, чтобы не дать возможности мо' нополизировать ее одному человеку. На деле победу одержал торпг вый гений и напор Маккормика. К 1851 году Маккормик ежегодно выпускал по тысяче жаток. Фирма Хасси пришла в упадок. В 185# году он ее продал, а через два года ее основатель скончался в воз' расте 68 лет, пав жертвой не войны жнецов, а своей доброты (он по'

пал под поезд, отправясь за стаканом воды для незнакомой ему ма­ ленькой девочки). К 1880 году уже четыре пятых урожая пшеницы в США убиралось автоматизированными жатками-сноповязалками.

Для молотилок достаточно рано стала использоваться не толь­ ко живая тягловая сила, но и другие источники энергии. Так, в 1732 году Майкл Мензис изобрел молотилку с гидроприводом, которая заменяла сорок человек. В 1786 году Эндрю Майкл изобрел более совершенную молотилку с вращающимся барабаном. Ее появление вызвало крестьянский бунт, так как крестьяне потеряли работу на зиму, ибо молотилка слишком быстро работала и без участия лю­ дей. С 1802 года молотилки стали переводить с конного и водяного привода на паровой. В 1794 году Джеймс Кук изобрел барабанную соломорезку. Примерно в то же время были созданы машины для резки корнеплодов и для приготовления кормов.

Мысль о создании комбайна, в котором процессы жатвы и мо­ лотьбы были бы объединены, появилась в патентных описаниях с 1826 года, однако до 1860 года практических шагов в этом направле­ нии не делалось. Однако к восьмидесятым годам в Калифорнии поя­ вились комбайны, в которые впрягали от 20 до 40 лошадей. Такие машины могли за день убрать урожай с 10-18 гектаров за день. С по­ явлением паровых тракторов для привода комбайнов производитель­ ность стала еще выше. Однако до 1914 года комбайн не вышел за пределы Калифорнии. В Англии он появился только в 1928 году.

Помол зерновых является самой трудоемкой стадией приго­ товления пищи. Поэтому для этого процесса стала применяться сила прирученных животных и первая энергетическая машина - водяное колесо, ставшее позднее первым универсальным двигателем. Вет­ ряная мельница, появившаяся в странах ислама в VII веке, а в Евро­ пе в XII, применялось долгое время исключительно для мукомоль­ ного производства. Появление тепловых и электрических машин по­ зволило полностью автоматизировать процесс превращения зерна в муку высочайшего качества.

Иногда одно единственное изобретение может существенно из­ менить ход исторического развития. Приведем один пример, связан­ ный с сельским хозяйством. В конце XVIII века рабство в Америке стало невыгодным экономически, потому что табак, кукуруза, индиго, пшеница, рис перестали приносить доход. Рабов стали отпускать на волю. Единственный сорт хлопка, который мог произрастать на Юге Америки не имел практической ценности, так как требовалось десять часов ручного труда, чтобы отделить один фунт хлопкового волокна от трех фунтов мелких твердых зерен. Нужна была машина, которая

бы могла бы очистить хлопок не хуже опытного работника. Такую машину уговорила создать в 1793 году молодого выпускника Йель­ ского колледжа Эли Уитни, невеста управляющего плантацией Мил­ лера. Уитни изучил процесс очистки, наблюдая за движениями рук опытного рабочего. За десять дней Уитни изобрел машину, которая произвела переворот в экономике Юга. Машина состояла из сита и вращающегося барабана с крючками. Наибольшие трудности вызвало изготовление нужной проволоки для сита и крючков. Все детали зна­ менитой хлопкоочистительной машины Уитни, названной джином, легко выполнялись в простейшей механической мастерской. Во время демонстрации первой модели Уитни выполнил в течение часа днев­ ную норму нескольких рабочих. Новость облетела всю округу, план­ таторы стали засеивать хлопком громадные площади. Дверь в мастер­ ской Уитни была выломана и машина тщательно изучена. «Пираты» использовали украденное изобретение, забыв про создателя, который стал бегать по судам в поисках справедливости. В конце концов он получил только сумму, которая спасла его от банкротства. Патент не принес ему ни радости, ни богатства. Плантаторы заработали миллио­ ны долларов, цена на рабов возросла вдвое, об их освобождении на Юге больше никто не вспоминал. В 1804 году Уитни вернулся на Се­ вер в родной Нью-Хэвен. Теперь ему было суждено преобразить Се­ вер, начав закладывать основы так называемого «американского спо­ соба производства» [17].

Развитая сельскохозяйственная техника наряду с другими дос­ тижениями в области земледелия (удобрения и селекция) создавали основы цивилизации с высокоразвитой промышленностью. Чтобы прокормить одного городского жителя, в 1787 году требовалось 19 фермеров. К 1930 году те же 19 земледельцев могли прокормить 66 горожан, которые производили промышленные товары, работали на транспорте, в торговле и в сфере обслуживания [16]. Эти факторы существенно улучшали условия жизни людей. Во время второй ми­ ровой войны в Европе и США отмечался бум механизации в сель­ ском хозяйстве, так как это обеспечивало военную победу. Сельское хозяйство Англии стало самым механизированным в Европе. Осо­ бенно много достижений было в усовершенствовании машин для возделывания сахарной свеклы и картофеля. После войны началась так называемая «зеленая революция», приведшая к появлению гер­ бицидов и новых сортов культурных растений и домашних живот­ ных на основе успехов генетики.

Хромосомная теория наследственности явилась высшим дос­ тижением классической генетики. Благодаря этой теории чисто ин­