Текст книги "Древние изобретения"

Автор книги: Питер Джеймс

Соавторы: Ник Торп
сообщить о нарушении

Текущая страница: 33 (всего у книги 48 страниц)

Огонь и винный уксус

Существование в древние времена химического способа бурения скал подтверждается интригующей историей, записанной римским историком Ливием. Описывая известный переход Ганнибала через Альпы в 218 г. до н. э. (см. "«Клешни» Архимеда" в разделе Военная техника), Ливий утверждает, что спуск с гор был слишком крутым:

"Необходимо было пройти через скалу. Проблему эту они решили оригинальным способом, применив тепло и влагу: срубили большие деревья и сложили их по кругу, затем воздвигли огромную кучу из бревен, все это... подожгли и, когда скала достаточно нагрелась, выплеснули на нее полагавшийся на паек уксус, чтобы придать ей хрупкость. После этого приступили к разработке нагретой скалы и проделали нечто наподобие зигзагообразной тропы для уменьшения крутизны спуска. Таким образом они смогли... спустить вниз многих животных и даже слонов".

Часть описания легко понять. "Горячие горные работы" представляют собой стандартный и старинный способ. Если имеется в достатке древесина, то поверхность скалы может нагреваться до того, что станет крошиться и ломаться, облегчая работу проходчиков. Данный метод упоминается в описании Диодором находящихся под контролем Египта золотых приисков в Нубии. Но какую же роль сыграл уксус в истории с Ганнибалом?

Данный абзац озадачил историков и стал предметом давнишних противоречий. Слово, использованное Ливием, lacetum, определенно означает "винный уксус". Верно, что уксусная кислота, содержащаяся в уксусе, может разъедать некоторые камни, например известняковые породы, и было высказано предположение, что если скалы, вставшие на пути армии Ганнибала, являлись известняковыми, то уксус мог быть использован для их разрушения. На практике, однако, на каждую тонну известняка, растворяемого таким способом, Ганнибалу понадобилось бы 24 тонны уксуса! Кроме всего прочего, Альпы образовались не из известняка. Другие специалисты утверждают, что текст Ливия недостоверен и что исходным словом было laceta, которое переводилось как "пешня для льда" или "паяльная трубка". Герберт Гувер, 31-й президент Соединенных Штатов и опытный горный инженер, рискнул предположить, что первоначально на латыни писали не infuso aceto ("разливание уксуса"), а in/osso acuto ("яростное копание"). Однако он допускал, что его версия, хотя и имела смысл с точки зрения шахтера, не соответствовала латыни. И наконец, шведский инженер Гёста Сандстрём считал, что запах кислот, исходящий от дерева при его сжигании ("древесный уксус"), доносился до солдат, которые, будучи несведущи в горных работах, считали, что использовался настоящий уксус. Их рассказ передавался из уст в уста, и Ливий, следовательно, лишь записал "байку 200-летних ветеранов".

Ни одна из этих теорий не принимает во внимание другие классические ссылки на использование уксуса в горном деле. Римский энциклопедист Плиний Старший также упоминает о подобном применении уксуса: "Тоннели прокладываются в горах... Если встречается кварц, то пытаются разрушить его с помощью огня и уксуса... Появляющиеся в результате пар и дым зачастую заполняют тоннели". Аналогично римский архитектор Витрувий писал: "Даже скалы из лавы, которые не могут разрушить само по себе ни железо, ни огонь, раскалываются на куски при нагревании огнем и последующем обрызгивании уксусом".

Было бы глупо предполагать, что такие ученые, как Плиний и Витрувий, просто следовали недостоверному тексту или неправильно толковали Ливия. Очевидно, что они повествовали об известной практике ведения горных работ. Нагревание скал, богатых кварцем, и затем быстрое охлаждение их водой, конечно же, может сделать их более хрупкими.

Кроме того, согласно Джону Хил и, автору классического труда по римскому горному делу, добавление уксуса в воду могло бы значительно ускорить разрушение, обусловленное действием тепла. Однако, пока выполняется практическая экспериментальная работа – единственный фактор, который опускают в путанице дискуссий и разных мнений, – мы по-прежнему не смеем быть уверены в том, действительно ли Хили наконец-то обнаружил правильное решение.

О пользе зеркал в горном деле

Другая загадка касается того, каким образом освещались шахты. Конечно, использовались факелы и масляные лампы, но в ограниченных пространствах они задымляют воздух и делают его малопригодным для дыхания. Стены многих египетских гробниц, врезающиеся глубоко в горы (см. "Устройство тоннелей"), окрашены в белый цвет, и на них нет ни малейшего следа копоти от ламп. Тогда как они освещались для художников, расписывавших их?

Ключ к разгадке лежит в приеме, используемом в египетских гробницах современными экскурсоводами. Они развешивают листы тонкой фольги на больших кусках картона и ставят их в "стратегически важных" местах тоннеля для отражения солнечных лучей. Поскольку солнце в Египте яркое, то освещение, получаемое таким простым способом, исключительно эффективно.

Изобретение аналогичного метола в древние времена вполне возможно, к тому же обнаружились факты использования зеркал в горном деле на египетских бирюзовых рудниках в горе Серабит-эль-Хадим на Синайском полуострове. В 1977 г. археологи расчистили один из рудников, разработанных примерно в 1500 г. до н. э., и обнаружили множество самых разнообразных форм для отливки металлических инструментов, оставленных шахтерами. Они представляли собой формы для топоров, тёсел, долота и ножей и несколько изложниц, явно предназначенных для отливки простого типа египетского бронзового зеркала (см. "Зеркала" в разделе Личные вещи и украшения). Как заметил археолог, "открытие литейных форм для зеркал в качестве повседневной принадлежности... представляется необычным в коллекции, состоящей главным образом из инструментов".

Он предположил, что зеркала являлись подношениями шахтеров в дар близлежащему храму Хаторы, опекающей их богини. Скорее всего, это объяснение "вымученное", и зеркала действительно изготавливались для отражения света в шахтные стволы.

Альтернативное предположение, заключающееся в том, что египетские шахтеры на Синайском полуострове пользовались способом (или даже изобрели его), находящимся и сегодня на вооружении гидов, является более правдоподобным.

УСТРОЙСТВО ТОННЕЛЕЙ

Навыки, приобретенные при разработке месторождений, также успешно и широко использовались древними при прокладке тоннелей. Специалисты времен Римской империи нередко оказывались в затруднении, когда на пути строящихся дорог или канала оказывалась гора. В этом случае либо останавливалась работа, либо сооружение отклонялось в сторону, что, естественно, означало дополнительный изнурительный труд и удлинение прокладываемого пути.

Непревзойденными мастерами в деле прокладки тоннелей были египтяне. Огромные гробницы египетских фараонов и их цариц, появившиеся в Долине царей в период Нового царства (1550—1070 гг. до н. э.), археологи обнаружили в твердых каменных породах. Почти сразу же. как только новый фараон всходил на трон, он начинал строить для себя гробницу. Годами партии рабов трудились над возведением этих величественных сооружений, используя лишь медные пилы и долота, а также буры, которыми высверливали камень с помощью пасты из наждачного порошка и воды. Гробница царя Мернептаха (сына великого Рамсеса II), построенная примерно в 1220 г. до н. э., начиналась тоннелем длиной 350 футов, затем вниз шла глубокая шахта, открывающая вход в другой тоннель длиной 300 футов, ведущий к обители смерти. Гробница его дедушки, Сети I, имеет входной тоннель длиной 700 футов.

Спустя примерно тысячу лет строительство врезающихся в скалы храмов стало повальным увлечением в Индии. Начало тенденции возведения расточительных храмов и монастырей путем прокладки тоннелей в склонах гор положили буддисты и продолжили браминские священники индусской религии. Их зачастую ошибочно описывали как "пещерные храмы", тем самым маскируя сам факт создания их исключительно руками человека. В Эллоре (Западная Индия) подземные тоннели длиной в 6 миль были проложены в твердой скале в период между 200 и 600 гг. Благодаря фасадам, украшенным замысловатыми скульптурами, эти индийские храмы остаются самыми красивыми и гармонично созданными тоннелями в мире.

Примечательно, что древнейшие буддийские образцы, датируемые II в. до н. э., также одни из самых замысловатых, особенно сильно поразили Питера Брауна, известного специалиста в области древней египетской архитектуры:

"Довольно странно, что отсутствуют доказательства экспериментальных проб или подбора высеченных фигур,

не наблюдается постепенность в развитии, отсутствуют прогрессивные стадии... искусство проявляется в уже полностью сформировавшейся форме. Действительно, из всех обнаруженных коридоров самые ранние образцы наиболее идеально расположены по одной линии, спланированы и исполнены, там каждая линия математически прямая, а каждый угол – истинный".

Фасад буддийского храма в Бхайе (штат Махараштра, Западная Индия, II в. до н. э.), высеченного в скале. Такие шедевры индийской архитектуры зачастую неправильно описывались как "пещеры ", тогда как в действительности они представляли собой созданные человеком тоннели.

Подземные водоводы

Трубопроводы большой протяженности прокладывались также в ирригационных целях, особенно на Ближнем Востоке, где многим странам хронически недоставало дождя. На большей территории Ирана, например, выпадает всего 0,6 дюйма осадков в год. В таком жарком и сухом климате водопроводы над землей, такие как знаменитые акведуки, воздвигнутые римлянами, не очень эффективны. Поэтому была создана сеть подземных гидродинамических труб (qanats), по которым вода из природных подземных источников на возвышенностях поступала в безводные области, где в ней так нуждалось сельское хозяйство. Отдельные системы имели длину до 20 миль. После рытья каналов для укладки труб через каждые 65—500 футов на поверхность выводились шахты для вентиляции и удаления обломков породы из тоннелей. Общая протяженность такой системы подводных акведуков составляет примерно 170 тысяч миль. Но когда она была введена в действие?

Иранская сеть труб самой большой протяженности относится к средневековому исламскому периоду, но и сегодня является основой иранского сельского хозяйства. Тем не менее се происхождение и возраст говорят сами за себя. Такие трубопроводы известны по Древней Армении еще до 750 г. до н. э. Ассирийцы из Ирака скопировали их в период царствования царя Синахериба в конце VIII в. до н. э. Иранские водоводы, конечно же, начали действовать ко времени Персидской империи (VI—IX вв. до н. э.), а персы внедрили метод в Египте после того, как захватили его в 525 г. до н. э. В 1968 г. X. Э. Вулфф, сообщая о своем интенсивном изучении водопроводной сети Ирана, восхищался масштабностью системы, которая "соперничала со знаменитыми акведуками Римской империи", а также ее сроком службы: вступив в действие по меньшей мерс 2600 лет назад, она используется и сегодня.

Горные проходки

Потребность в водоснабжении явилась еще одной причиной строительства знаменитого тоннеля на острове Самос в самом конце VI в. до н. э. Евпалином, первым известным нам по имени инженером-строителем. Историк Геродот в своих записях (около 450 г. до н. э.) оценивал тоннель Евпалина как "одно из величайших достижений строительства и инженерной мысли в греческом мире". Тоннель имеет длину более полумили (возможно, он укорочен в соответствии со стандартами водоводов) и проходит точно через основание холма высотой 900 футов. В 1882 г. были обнаружены остатки тоннеля, соответствующего описаниям Геродота.

Тоннель, сооруженный Евпалином на острове Самос (Греция) в VI в. до н. э. Врезанный более чем на полмили в известняк, он поражает своей прямизной. Это был эксплуатационный тоннель для обслуживания глубоководного канала.

Основной тоннель имеет высоту примерно 6 футов и такую же ширину. Внизу на глубине около 30 футов проходил канал шириной примерно 2 фута, в который были уложены трубы, обеспечивающие свежей весенней водой город Самос.

Исследование тоннеля показало, что он строился, как и современный тоннель под Ла-Маншем, соединяющий Англию с Францией, одновременно с двух концов. Соединение в середине не совсем идеально, однако все же землекопам удалось встретиться. Величайший историк древнего искусства доктор Джордж Сартон был явно озадачен таким достижением: "Как Евпалину удалось разрешить математические проблемы? Мы можем только гадать, были ли у них инструменты для измерения азимута и разности уровней".

Диоптр, сложный геодезический прибор, воссозданный по описанию Герона Александрийского (I в. н. э.). Устройство крепилось на круглой пластине и поворачивалось горизонтально вокруг своей оси при помощи червяка, приводимого в движение небольшой ручкой. Верхняя пластина размещалась на полукруглой пластине с зубьями и регулировалась в вертикальной плоскости другим червяком. Углы можно было считывать с верхнего диска, помеченного двумя линиями, пересекающимися под прямым углом. Верхняя часть устройства снималась и могла заменяться водяным уровнем. Как и современный теодолит, прибор использовался в комплекте с нивелирной рейкой визирования со скользящим маркером. Используя тригонометрию, можно было вычислить высоту, объединив в один ряд визиры, маркер на нивелирной рейке и точку удаления.

Предположительно они должны были иметь такие приборы, хотя у нас есть лишь их описания в более позднихсочинениях. В трудах известного инженера Герона Александрийского, жившего в I в. (см. "Введение" в разделе Техника и технологии и "Противопожарные устройства" в разделе Городская жизнь), приводятся математические формулы "точной проходки прямого тоннеля через гору", когда выбрано место входа и выхода, а также дается описание прибора, требуемого для выполнения работы. Названный диоптром, он очень похож на современный теодолит, используемый геодезистами, с приводными системами, позволяющими осуществлять визирование как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Вопрос в том, были ли другие разновидности подобного сложного прибора во времена Евпалина, т. е. за 600 лет до Герона, остается открытым.

Тоннель... в ад

Один из самых грандиозных в техническом плане проектов прокладки тоннелей в древнем мире был разработан не с практической, а скорее с тайной религиозной целью. Его появление связано с легендой, описанной в национальной эпической поэме "Энеида" величайшим римским поэтом Вергилием незадолго до своей смерти в 19 г. н. э. Ее герой Троянской войны Эней избороздил много морей, пока наконец не прибыл на побережье Центральной Италии, где в пещере кратера Авернус он встречается с роковой предсказательницей по имени Сибил. Та направляет его в "глубокую твердую впадину, огромную и поражающую шириной", и заклинает открыть ворота Гадеса, подземного царства. Эней послушался и долго спускался вниз, пока не достиг Стикса, реки преисподней. Его взору открылись самые ужасные картины: например, внушающий страх лодочник Харон перевозит души умерших через Стикс к месту их будущего обиталища. Он видел тени своих верных товарищей по оружию в Троянской войне, а в продолжительной беседе с духом своего отца узнал о славной судьбе, уготованной его потомкам, которым суждено было основать Рим и завоевать весь мир.

Впоследствии подтвердилось, что описание Вергилием преисподней, как и многие другие легенды, в действительности в какой-то степени обоснованны. В 1870 г. немецкий искатель приключений Генрих Шлиман взбудоражил весь мир, открыв город Трою, отправную точку "Илиады" Гомера. Но едва ли мировой публике известно, что не менее исключительное открытие было сделано в 1962 г. двумя морскими офицерами в отставке, англичанином Робертом Паджетом и американцем Китом Джонсом. Убежденные в том, что описание преисподней в "Энеиде" соответствует существующему в действительности месту, они провели два года в поисках, исследовав более сотни впадин и кратеров в вулканической области Авернуса, прежде чем наткнулись на расщелину под древним храмом в заливе Байе (фасадом, выходящим на остров Капри). Несмотря на предостережения археологов, что вхождение в нее может оказаться смертельным (из-за ядовитых газов), они спустились вниз на веревках и очутились в совершенно безопасном месте. Исследователи действительно обнаружили вход в ад, описанный в "Энеиде", который, как оказалось, представлял собой хорошо продуманную оригинальную систему тоннелей, созданных человеком. Первый участок тоннеля оказался свободным, и Паджет с Джонсом прошли 200 ярдов, постепенно спускаясь все ниже и ниже, пока не заметили, что до поверхности земли расстояние составляет 140 футов. Здесь они обнаружили "реку Стикс", подземный поток, питаемый двумя горячими источниками вулканического происхождения. Интересно, что благодаря чьей-то изобретательности в нем поддерживается постоянный уровень воды. Хотя одно из главных ответвлений было засыпано фунтом, Паджету и Джонсу удалось проследить основные изгибы и повороты тоннельного комплекса, включая верхнее пространство, образовавшее внутреннее убежище. Они исследовали проходы общей длиной 290 ярдов, причем все были проделаны в твердой скальной породе.

По описаниям древних историк Роберт Темпл восстановил схему, по которой священнослужителями был проложен комплекс, известный как "Путеводитель мертвых". По нему для посетителей организовывались "экскурсии" в преисподнюю. "Экскурсантам" давали галлюциногенные наркотики (которые использовались во многих древних культах – см. "Наркотики" в разделе Пища, напитки, наркотики), и унылые фигуры в черном вели их по тоннелям в мерцающем свете чадящих ламп. Одновременно на сцене искусно разыгрывалось действие, призванное убедить посетителей в том, что они действительно побывали в аду и возвратились обратно. Священнослужители, должно быть, неплохо зарабатывали на желающих заглянуть в потустороннюю жизнь или воспользоваться возможностью поговорить со своими умершими родственниками. Темпл, однако, так и не нашел ответа на вопрос, как были сооружены эти тоннели.

"Путеводитель мертвых", по-видимому, не одобрял Маркус Агриппа, "правая рука" императора Августа (27 г. до н. э.—14 г. н. э.). Он вырубил лесок, скрывавший вход в подземелье, получив таким образом корабельную древесину, и засыпал землей один из тоннелей. Темпл подсчитал, что для осуществления этой задачи потребовалось 30 тысяч человеко-ходок, при этом только несколько человек могли работать одновременно в узких тоннелях, заполняя одну часть комплекса грунтом. Темпл благоразумно воздержался от подсчетов времени, необходимого для раскопки всей системы из твердой вулканической породы. Должно быть, понадобились бы годы, если прибегнуть к любому из обычных средств. Более того, тоннели отличались идеальным исполнением, причем, как замечает Темпл, "отсутствуют следы пробных или случайных ходов или же ошибочного начала".

Но величайшей загадкой остается то, как разрабатывался проект. Первый отрезок (408 футов) входного тоннеля ориентирован на восход солнца по Иванову дню (24 июня, летнее солнцестояние). Кто бы ни создавал эту модель преисподней, учитывая также и вышеназванный фактор, должен был знать, что при выполнении работ по прохождению через горную породу они наткнутся на подземный поток совершенно горячей воды, который должен будет выступить в роли реки ада. Введя в воду флуоресцентные "путеводные" химические вещества, Паджет и Джонс доказали, что "река Стикс" не связана ни с одним из конкретных источников вне пещеры. В свое классическое сочинение по архитектуре римский писатель Витрувий включил главу "Как обнаружить воду", используя информацию о почве, растительности и характере местности. Однако подобные методы (наряду с погружением в воду, о котором Витрувий не упоминает) едва ли отличаются точностью. По-видимому, все было задумано заранее, но как строителям удалось объединить ориентирование на солнце с искусством прохождения сквозь скалы вплоть до обнаружения невидимого подземного течения?

Таинственный тоннельный комплекс в Байе (Италия), использовавшийся во времена Римской империи как "Путеводитель мертвых по которому посетители совершали экскурсии в "преисподнюю ". Все ходы имеют ширину 21 дюйм и высоту 6 футов. Вдоль стен проделаны ниши для масляных ламп.

И последняя загадка, на которую указывает Темпл, заключается в том, что мы не имеем ни малейшего представления, кто соорудил "Путеводитель мертвых" в Байе. Если, как он полагает, это место являлось копией описания ада, использованного в "Одиссее" Гомера (VIII в. до н. э.), то тогда он первым изобразил его. Или, что более вероятно, гомеровский сюжет вдохновил строителей? По-видимому, сочинения классиков греческого и римского мира всесторонне исследовались теоретиками, однако многие вопросы по-прежнему остаются без ответа.