Методички 3-й курс 1-й семестр / ДЛЯ ТЕХ КТО МЕТРОЛОГИЮ ЗАВАЛИЛ / sergeev_a_g_metrologiya_istoriya_sovremennost_p

Глава 4. Развитие русской метрологии

то разновидности выражаются следующим образом (с точностью до 0,5%):

• косая сажень (216 см) = A 2 ;

• косая великая сажень (248 см) = B 2 ;

• сажень без чети (197 см) = B 5 /2;

•«трубная» сажень (186 см) = В 3 2 /4;

•морская сажень (183 см) = (А + A 2 )/2.

На этом основании Б.А.Рыбаков выдвигает гипотезу о возможности установления русскими строителями простых геометрических соотношений между мерами, обеспечивавших удобство и легкость пользования последними. Эта идея была реализована им в форме геометрического построения, представлявшего систему концентри- ческих кругов и вписанных в них квадратов. Такое построение приведено на рис. 4.2. Линейные элементы построения воспроизводят указанную выше совокупность мер. Это построение характеризуется тем, что для каждой из обеих систем мер (опиравшихся на простую или маховую сажени) использовали один и тот же коэффициент 2 для образования всех дольных единиц и коэффициент для получения разновидностей мер на базе основных (первичных мер).

Отметим общий, универсальный характер таких геометрических построений. Прежде всего, они имеют силу для любой из мер длины Древней Руси (для сажени, полусажени, локтя и пяди), т. е. являются типовыми. На рисунке стороны одной совокупности квадратов, расположенных через один, воспроизводят значения полусажени, локтя и пяди – 76, 38 и 19 см, являющихся дольными единицами по отношению к сажени 152 см, а стороны другой совокупности квадратов дают дольные единицы 108, 54 и 27 см для сажени 216 см.

Дальнейшие исследования показали, что применение указанной системы не ограничивалось сооружением храмов. С ее помощью определяли также размеры городских стен, башен и иных опорных пунктов, особенно тех, которые имели значительную высоту для наблюдения за противником и его обстрела, а также глубину общественных колодцев. Сохранились сведения, например, о высоте ряда исчезнувших в дальнейшем сооружений. Так, из Ипатьевской лето-

84

4.2. Меры длины

Рис. 4.2. Геометрическое построение системы мер длины древнерусских зодчих (по Б.А. Рыбакову)

85

Глава 4. Развитие русской метрологии

писи известно, что в г. Холме была «вежа среде города высока якоже бити с нее окрест града, подздана каменьем в высоту 15 локот» (1159 г.), а также «студенец, рекомый кладезь, близ ее, саженей имущь 35»; в Каменце был воздвигнут «столп камен высотою 17 сажен, подобен удивлению всем зрящим нань» (1288 г.).

В связи с преимущественным использованием системы для строительства храмов она, будучи допущена и в той или иной степени санкционирована церковной властью, смогла остаться единой (ввиду единства церковной организации и субординации) на всей территории Руси даже в период феодальной раздробленности, как это показали определения размеров храмов разных княжеств. Нали- чие несколько упрощенных модификаций этой системы, доминировавших в северо-западных городах – Новгороде и Пскове (сажень 176 см и соответствовавшие ей дольные единицы) – и в культурных центрах юга и северо-востока (сажень 152 см), не нарушало единства универсальной системы русских зодчих, поскольку это были лишь частные случаи последней.

Более того, эти меры во всем их обилии и многообразии и с неизменными значениями сохранились в строительной практике (как видно из сравнения размеров древних и более поздних зданий) на протяжении XI–XVII вв., чему способствовало также наличие трех систем мер (с саженями 152, 176 и 216 см). Наличие этих взаимно связанных и легко воспроизводимых графически мер, дававших возможность обходиться во многих случаях благодаря обилию мер без дробных значений, в существенной степени облегчало операции измерения, а также планировки и строительства крупных сооружений.

«Стремление к пропорциональной гармонии зданий осуществлялось путем применения зодчим не одной системы мер, а двух или трех, находившихся между собой в разных соотношениях... Недаром все они дожили до XVII в. ...Наличие нескольких мер упрощало расчеты и вычисления... Все, начиная от общих габаритов здания до мельчайших деталей... проникнуто определенным метрологическим единством» [1].

Серьезное подтверждение гипотеза Б.А. Рыбакова получила в результате находки, сделанной в 1972 г., когда в центральной части Новгорода были обнаружены два обломка какого-то мерного жез-

86

4.3. Меры площади

ла, или «мерила», на котором нанесены три разные шкалы, что и подтверждало одновременное применение трех различных саженей. Проверка пропорциональности отношений этих делений показала, что она точно совпадает с пропорциональными соотношениями уже известных нам саженей – прямой, мерной и великой. Выяснилось, что они представляют собой 1/21 часть прямой сажени, 1/21 часть мерной сажени и 1/21 половины великой сажени. Случайным такое совпадение не могло быть. Б.А.Рыбаков выдвинул предположение, что эти деления могут быть связаны с отношением окружности к диаметру. И действительно, если взять за диаметр круга сажень, составленную из 21 деления мерила, то окружность круга будет равняться 66 делениям. Следовательно, отношение окружности круга к диаметру будет выражено дробью 66 : 21, что равно 3,1428, т. е. близко к знаменитому архимедовскому π = 3,1416.

Возникает вопрос: кому и зачем понадобилось превращать меры окружности в линейные? По-видимому, это позволяло зодчему найти общий язык с теми мастерами, которые делали кружала для многочисленных арок, для всех кривых поверхностей церковного здания. Например, в церкви Параскевы Пятницы, возведенной в Новгороде в начале XIII в. и являющейся ровесницей найденного мерила, можно насчитать около полутора сотен различных арок – оконных, подпружных, купольных и др. Но для всех этих кривых поверхностей надо было изготовить кружала. Следовательно, зодчий должен был отметить и радиус нужной окружности для арок, и, может быть, долю окружности. А так как в Древней Руси не было транспортиров, то разметку выполняли с помощью обнаруженных линейно-круговых мер. Другими словами, вместо весьма сложных вычислений древнерусский зодчий применял новгородское мерило с тремя различными шкалами.

Из рисунков видно, что русскими зодчими использовался принцип золотого сечения, рассмотренный выше. Учтено и то, что округление иррациональных цифр практически удобно и не вносит большой погрешности. Так, если принять π = 3,14, то абсолютная погрешность этого округления составит 0,0016, а относительная – всего 0,05%. Все сказанное использовалось в Древнем Египте при возведении пирамид.

87

Глава 4. Развитие русской метрологии

4.3.Меры площади

Âруководстве XVII в. «Росписи полевой мере» приведены примеры определения земельных площадей в квадратных саженях. Из сохранившихся документов видно, что практически при любых измерениях земельных площадей отсутствовало использование аршина. В писцовых книгах фигурируют доли сажени – трети четверти,

ò.е. доли сажени, равные аршину и даже меньшие.

Система мер земельных площадей, действовавшая в XV–XVII вв., приведена в табл. 4.3. Остальные русские единицы площади приведены в табл. П.II.2 приложения.

Происхождение посевной меры – четверти от четверти (меры объема сыпучих тел) отразилось на всей системе мер земельных площадей, на их подразделении и наименованиях.

Крестьянам всегда важно было знать точные размеры своих земельных наделов, поскольку от этого зависел не только размер собираемого ими урожая, но и сумма налагаемого на них поземельного налога и объемы других обложений и податей. Кстати, ар – площадь квадрата со стороной 10 м – произошло от латинского слова arare – пахать. Да и в древнерусском языке слово «орать» означало «пахать».

Начиная с XIII в. мерой земли служила соха. Она являлась условной единицей поземельного обложения. Количество земли в сохе зависело от общественного положения ее владельца, от качества почв и колебалось в зависимости от времени, а также от местности.

88

4.3.Меры площади

Âзависимости от количества сох взимались повинности, налоги, подати и даже назначалось количество ратников для службы в армии.

По качественному состоянию земля разделялась на добрую, среднюю и худую. В соху полагалось до 800 десятин доброй земли, 1000 – средней, 1200 – худой; 10 сох новгородских равнялись одной сохе московской. Соха, в свою очередь, делилась на доли. Чем малоземельнее крестьянин, тем мельче была его доля в сохе. Таким образом, выражение «мелкая сошка» относилось к малоземельным людям, не имеющим состояния, познавшим земельный голод.

ÂXV в. в качестве единицы измерения земли установили десятину. Название это происходит, по-видимому, от того, что первона- чально десятина представляла квадрат, сторона которого равнялась десятой доле версты, или 50 саженям. Землю меряли казенными десятинами (3200 квадратных саженей), сотенными десятинами (10 000 квадратных саженей) и др. В дальнейшем наиболее распространенной была десятина, равная 2400 квадратным саженям, или 1,09 га, получившая название хозяйственной. Десятина просуществовала более пяти веков и имела огромное как хозяйственное, так и социальное значение.

Декретом Совета народных комиссаров РСФСР от 14 сентября 1918 г. в нашей стране была введена метрическая система мер. На смену десятине пришел гектар, равный 10 000 м2, или 0,92 десятины.

Названия «соха» и «выть» как крупные меры земельных площадей употребляли землемеры при составлении «сошного письма» для нужд финансовых и военно-учетных органов (учет земельных площадей, наделение землей, обложение налогами, определение размеров воинской повинности). При этом выть употребляли преимущественно для определения площадей «черных» земель, т.е. земель государственных, черносошных, крестьян. Основной особенностью сохи и выти с метрологической точки зрения являлось выражение их через различные числа четвертей, так как учитывалось качество земель и социальное положение землевладельцев, т.е. сами эти меры имели переменное значение. Конкретные значения сохи, выраженные числом четвертей для одного поля, приведены в табл. 4.4.

Выть, первоначально распространенная в новгородских землях (в частности, на севере), вошла затем в систему мер Московского государства. В связи с этим она фигурирует в «Книге сошного пись-

89

Глава 4. Развитие русской метрологии

Таблица 4.4

Значения сохи в десятинах в зависимости от качества земли

ма», где для нее указаны значения 12, 14 и 16 четвертей. Соха и выть также имели подразделения, образованные по двоичному принципу (иногда с использованием коэффициента 3).

Если льготы, получаемые служилыми людьми от большего количества четвертей в сохе, как бы оправдывались тем, что только служилый люд нес тяготы военной службы, то по отношению к монастырским и церковным землям такого оправдания не было. Постепенно это различие исчезло.

В XVII в. смысл меры «соха» изменился – под ней стали понимать единицу обложения. При этом сказалось стремление внести единство в существовавшее многообразие сох, установив в качестве общей единицы обложения большую московскую соху в 800 четвертей доброй земли.

Десятина, возникшая еще в XIV в., постепенно завоевала положение основной меры для измерения площадей. Непосредственные результаты измерений выражали обычно в долях десятины: полдесятины, четверть (четь) десятины и пр. Для десятины также имело место подразделение с использованием коэффициентов 2n è 3 · 2n, как это видно из разных источников, и особенно из «Книги сошного письма»: «в полдесятине дробных сажен 1200». Если считать, что землемеры применяли (особенно после Соборного уложения 1649 г.) преимущественно казенную трехаршинную сажень, равную 2,16 м, то доминировавшая десятина в 2400 квадратных сажен равнялась приблизительно 1,12 га. Существовали и десятины, равные 3200 квадратных сажен. Значения четверти и долей таких десятин и их площадей приведены в табл. 4.5.

Масштабы использования десятины и четверти росли в соответствии с освоением не использовавшихся ранее угодий и увеличением территории государства. Однако уже в первой половине XVI в.

90

4.3. Меры площади

выяснилось, что при практиковавшемся измерении земель в четвертях общая опись земель неизбежно должна затянуться на много лет. В 40-х годах XVI в. один из просвещенных людей того времени – Ермолай Еразм выступил со своим трактатом «Благохотящим царем правительница и землемерие», где обращал внимание на то, что «медленное измерение земель в четвертях очень обременяло крестьян, поскольку постоянно за их счет питались при описях писцыземлемеры и кормили лошадей». Для ускорения описей он предложил пользоваться не четвертью, а гораздо более крупной единицей – четверогранным поприщем, под которым в его трактате подразумевалась квадратная площадь со стороной в 1000-саженную версту.

С XVII в. на севере России были распространены так называемые веревные книги. В них записывались размеры земельных участков отдельных хозяйств. Ввиду того, что измерения проводили специальной веревкой, книги и получили название «веревных». Мерные веревки как образцы хранились в монастырях. В древнерусском языке слово «вервить» означало «измерять», а процесс измерения назывался вервлением; люди, на которых возлагались обязанности измерений, назывались веревщиками. В результате разделов, покупок, передач и др. земельные участки необходимо было перемерять. Одна из задач вервления – проверить и закрепить происшедшие изменения в пользовании землей. Результаты таких измерений и записывались в «веревные книги».

В одной из книг записано, что при измерении одного из земельных участков он был разделен на ряд частей: под лесом, у реки, луговая земля и т.п. Результаты измерений этого участка можно записать так: «5 сажень прибавить 44 сажени одну четверть, прибавить 6 сажень, прибавить 21 сажень две четверти, прибавить 8 сажень,

91

Глава 4. Развитие русской метрологии

прибавить 2 сажени, прибавить 2 сажени одну четверть, прибавить 7 сажень одну четверть, прибавить полчетверти, прибавить одну четверть; будет вервь 32 сажени полтрети четверти». Упоминаемые здесь сажени – это квадратные сажени, верви – единицы площади. Если произведем сложение, то получим 96 саженей 2,5 четверти, а в книге указано, что будет 1 вервь 32 сажени 2,5 четверти. Из этого можно заключить, что 1 вервь = 64 квадратным саженям, а 1 квадратная сажень = 4 четвертям. Использовалась еще и круглица, равная 100 квадратным саженям.

Меры длины, применявшиеся при измерении площадей, вклю- чали: 1 веревка = 10 вервей, 1 вервь = 8 сажень, 1 сажень = 4 локтя. Как единицы площади эти единицы имеют следующие соотношения: 1 веревка = 100 вервей, 1 вервь = 64 квадратных сажени, 1 квадратная сажень = 16 квадратных локтей = 4 четверти, 1 четверть =

=4 квадратных локтя. С другой стороны, 1 веревка = 8 осьмин =

=64 круглицы = 6400 квадратным саженям, т. е. 1 веревка = 100 вервей = 6400 квадратных сажень.

4.4. Меры объема

Меры объема, как правило, соответствуют мерам длины, возведенным в куб (кубическая сажень, кубический аршин, кубический метр и др.). Однако издревле существовали и специфические меры сыпучих продуктов и жидкостей. Среди них встречаются также и «плавающие» единицы, величину которых однозначно установить невозможно. Например, кадь зерна – это мера объема, а в Пермской губернии она считалась мерой веса в четыре пуда.

Из глубины веков, из старинных книг, архивных документов и народного фольклора дошли до нас сведения о питейных мерах традиционно русских напитков, снискавших себе всенародную славу (да и, по-видимому, любовь в среде не только мастерового люда). Однако в жизни, случайно натолкнувшись на эти старорусские названия питий и сопровождавшие их мерные емкости, например со стопой или гусем, каким-нибудь красовулом или скобкарем, мы зачастую не можем сразу сообразить, о чем идет речь, не говоря уже о возможности соотнесения их объема с современными величинами. Наиболее ярким примером этого феномена могут служить так называемые кабацкие питейные меры.

92

4.4.Меры объема

Âлето 6494 великий князь Владимир рек: «Се Руси веселие питие не можем без сего быти...». Эта фраза и определяет интерес к таким мерам объема, как старорусские питейные меры. В них, этих народных мерах заложен один и тот же принцип – квартальная или четверичная система счисления (1 : 2 : 4 : 8 : 16). Наиболее полный анализ питейных мер России провел Б.Н. Казаченко в НИИ и Музее антропологии Московского государственного университета. Он показал, что старорусские питейные меры имеют, несомненно, антропологическое происхождение.

Питейная посуда всегда традиционно служила своеобразным мерилом любой жидкости. За истекшее тысячелетие происходило постоянное уменьшение размеров разнообразных питейных посудин, использовавшихся в быту россиян, и как следствие постоянное дробление питейных мер. Наметившаяся тенденция, обусловленная уменьшением емкостей для питейной посуды, да и самих питейных мер, например с ведра до мерзавчика, по-видимому, связана с обратно пропорциональным увеличением крепости традиционно русских напитков. Но здесь не все однозначно. Например, для древних русичей четырнадцатиградусная водка была крепкой, а для русского барина XVIII–XIX вв. и ерофеич в семьдесят градусов был сладким. Тем не менее народные массы, посещавшие кабак, чтобы хлебнуть «сиротской слезы» или выпить там «горькую», остановили свой выбор на пролетарской водке, которая благодаря трудам химикаметролога Д.И. Менделеева, навсегда получила сорокаградусный стандарт.

Все современные виды питейной посуды ведут свое происхождение от разнообразных кожаных, глиняных, стеклянных и деревянных сосудов, а те, в свою очередь, восходят к «кубку Диогена» или пригоршням.

Сами же емкости для хранения жидкости достаточно разнообразны: это и кожаные мешки (козевки, бурдюк) вместимостью до 60 л,

èдеревянные досканцы, ставцы, жбаны, ковши-скопкари, чарки, ведра и бочки (вместимостью от 123 г до полутонны и более), и глиняные амфоры, корчаги, крынки, кувшины и чашки от 143 г до 40 л,

èхорошо знакомые всем стеклянные бутыли, бутылки, графины, кружки, рюмки, стопки, пузырьки (от 61,4 г до 20 л), и даже разнообразные аптекарские и парфюмерные склянки.

93