ПРЕДИСЛОВИЕ
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ ИСТОКИ ХИМИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ Глава первая ВОЗНИКНОВЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ РЕМЕСЕЛ Ремесленная химия до начала новой эры
Ремесленная химия в эллинистический период
Химическая ремесленная техника в первые века новой эры в Древнем Риме и в других странах
Глава вторая МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ДРЕВНОСТИ
Медь и ее сплавы
Золото
Серебро
Свинец
Сурьма
Ртуть
Оловянная бронза. Олово
Железо
Глава третья МИФОЛОГИЧЕСКИЕ ИСТОКИ УЧЕНИЯ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ Глава четвертая ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ НАТУРФИЛОСОФСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВЕЩЕСТВЕ
ЧАСТЬ ВТОРАЯ ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ В СРЕДНИЕ ВЕКА Глава пятая ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ ВО II-VI ВЕКАХ Глава шестая ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ АРАБОВ (VII-XII ВВ.) Глава седьмая ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ В ЗРЕЛОМ. СРЕДНЕВЕКОВЬЕ Глава восьмая ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ В ПОЗДНЕМ СРЕДНЕВЕКОВЬЕ (XV-XVII вв.) ............................................258 Иатрохимия - лекарственная алхимия .......................258 Химическая технология и алхимия Возрождения ..............266 Алхимия: искусство и ремесло .............................270 Закат алхимии ............................................275 Глава девятая МЕСТО АЛХИМИИ В ИСТОРИИ ХИМИИ ............................278 'Химическая' интерпретация алхимического текста ..........278 Историко-химические концепции алхимии ....................283 Алхимия в средневековом природознании ....................288 Заключение КАНУН НАУЧНОЙ ХИМИИ ......................................301 ЛИТЕРАТУРА ...............................................309 Источники иллюстраций ....................................320 ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение I. АРИСТОТЕЛЬ. МЕТЕОРОЛОГИЯ. КНИГА IV .......................322 Приложение II. АЛЬБЕРТ ВЕЛИКИЙ. МАЛЫЙ АЛХИМИЧЕСКИЙ СВОД .................345 ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ ........................................393
Подготавливаемое Институтом истории естествознания и техники АН СССР многотомное издание ''Всеобщая история химии'' представляет собой серию взаимосвязанных монографий, характеризующих зарождение, становление и развитие основных представлений, идей и методов химической науки от древнейших времен до наших дней.
Предлагаемая вниманию читателей книга посвящена возникновению и развитию химических знаний с древнейших времен до XVII в. В отечественной и зарубежной историко-химической литературе этот период освещен весьма фрагментарно. Между тем понять процесс становления химии как науки без глубокого анализа истоков химии не представляется возможным. Ведь именно в древности исподволь формировалась опытно-теоретическая проблематика химии нового времени.
Перед авторами этой книги стояла задача всесторонне воссоздать процесс формирования химических знаний в древности и в средневековье. Предстояло раскрыть сложнейший процесс кристаллизации рациональных знаний, без которых были бы немыслимы дальнейшие успехи химии как науки.
Химическое искусство возникло в глубокой древности, и его трудно отличить от ремесла, потому что оно рождалось и у горна металлурга, и у чана красильщика, и у горелки стекольщика.
Металлы стали основным естественным объектом, при изучении которого возникло понятие о веществе и его превращениях.
Выделение и обработка металлов и их соединений впервые дали в руки практиков множество индивидуальных веществ. На основе изучения металлов, особенно ртути и свинца, родилась идея превращения металлов.
Овладение процессом выплавки металлов из руд и выработка методов получения из металлов различных сплавов привели в конце концов к постановке научных вопросов о природе горения, о сущности процессов восстановления и окисления.
Ремесло, таким образом, рождало не только средства и методы удовлетворения жизненных потребностей человека. Оно будило разум. Рядом с магической обрядностью мифологического мышления, порожденной верой в сверхъестественное, появились ростки совершенно нового образа мысли, основанного на постепенно увеличивающемся доверии к силе разума, прогрессирующего по мере усовершенствования орудий труда. Первое завоевание на этом пути - желание понять скрытую природу вещей, обусловливающую цвет, запах, горючесть, ядовитость и многие другие их качества.
В эту книгу, посвященную истории древней химии, включена глава, содержащая анализ мифологических истоков учения об ''элементах-стихиях''. Чтобы понять, почему ''вода'', ''огонь'', ''апейрон'' заняли в ионийской натурфилософии место универсальных принципов, необходимо вникнуть в мифологическое прошлое этих начал. Зная это, мы глубже поймем, почему именно в античной философии происходит формирование теоретических представлений о предмете химического знания.
Изучение текстов античных философов, от Фалеса до Лукреция, позволило выявить ряд удивительно глубоких подходов к проблеме детерминации свойств вещества. Вершиной натурфилософского античного теоретизирования о веществе являются атомистические идеи, предвосхищающие будущее знание о химических элементах и их соединениях.
Атомистическое учение - высшее достижение греческой науки - было плодом научной абстракции. Творцы атомной теории сочли объективно существующим порожденное ''чистой'' мыслью. У греческих философов абстракция и наблюдение взаимно дополняли друг друга, но если бы древние ученые не сумели выйти за пределы непосредственных чувств, они никогда не дошли бы до гениальной догадки об атомах.
В глубинах античной натурфилософии мы находим истоки фундаментальнейших понятий химии (атом, элемент, соединение, структура) и попытки их синтеза, наиболее яркие в атомистике Эпикура-Лукреция.
Представлялось важным выяснить, что являли собой химия Платона и химия Аристотеля, биологизм и квалитативизм аристотелевской химии? Читатель найдет ответы и на эти принципиально важные вопросы.
Как показал анализ, античная химия неспособна была синтезировать такие основные понятия химического знания, как атом и элемент. Античное мышление принципиально не могло соединить представления об атомах с процессом их взаимодействия и образованием химического соединения, поскольку свойства образуемого химического соединения не являются суммой свойств составляющих его компонентов. Так возникло глубокое противоречие - образование химического соединения требовало утраты индивидуальности атома, но атом (античный) не мог утратить эту индивидуальность, ибо он неизменен и вечен.
В разобщении атомизма с учением об элементах в немалой степени ''повинна'' алхимия. Демокритовский атомизм был принципиально чужд алхимии. Для атома в алхимических трактатах не было места.
Автор третьей главы убедительно показал, что разобщение учения об элементах и учения об атомах оказалось ''роковым'' для развития химии. Это разобщение было обусловлено разобщением ''теории'' и ''практики''.
Мы попытались это наглядно показать на схеме.
В средние века из двух одновременно существовавших атомистического учения Демокрита-Эпикура и учения Аристотеля о началах именно последнее было принято химиками. Учение Аристотеля привлекало своей простотой и законченностью. Оно открывало простор для химических опытов. Данные о превращаемости веществ, как тогда казалось, с очевидностью подтверждали правильность учения Аристотеля. Опыт показывал, что при химических операциях одно вещество, обладающее определенными свойствами, превращается в другое вещество с иными свойствами. Поэтому не было никаких оснований отвергать аристотелевскую точку зрения и становиться на позиции Демокрита-Эпикура с их вечными и постоянными атомами. Кроме того, оставался неясным вопрос о том, как из бесцветных, лишенных запаха и вкуса, невидимых частиц складывается вещество, обладающее цветом, вкусом и запахом.
Теоретические представления древнегреческих натурфилософов, с одной стороны, и эмпирическая разработка практических приемов в древних химических ремеслах, с другой, казалось бы, подготовили почву для возникновения научной химии. Между тем пятнадцать веков разделяют химию древних и химию как науку XVII-XVIII вв. Потребовалась длительная работа для того, чтобы безграничная вера в полную взаимопревращаемость вещества в конце концов рухнула под напором практики алхимиков.
Анализ алхимических источников убедительно продемонстрировал историческую обязательность эпохи ''заблуждений и обмана''.
Античная наука о веществе на пути к науке Бойля-Лавуазье нуждалась, следовательно, в посреднике - в алхимии, осуществившей своеобразный синтез ремесленной и натурфилософской традиций античной поры. Переформулированные в алхимические начала первоэлементы Аристотеля обретают в руках алхимиков новую жизнь в виде телесных, химически обрабатываемых вещественных объектов.
''Ртуть-серная'' теория алхимиков выглядит куда более ''деловой'' по сравнению с теоретически чистыми и, казалось бы, логически безупречными умозрительными построениями греческих мыслителей.
Алхимия, таким образом,- тот исторически необходимый, логически закономерный ''горн'', в котором странным, неповторимым образом осуществилась ''переплавка'' и ремесла, и умозрительной натуральной философии, размышляющей над веществом. В результате и ремесло, и натуральная философия к XV-XVI вв. уже совершенно другие. Осуществились кардинальные преобразования химических ремесел в систему химической технологии (Бирингуччо, Агрикола, Палисси), а схоластико-мистических умозрений по поводу вещества - в атомно-молекулярное учение XVII-XVIII вв. (Бойль, Лавуавье и далее-Дальтон).
Именно такой подход дает возможность представить становление учения о химических элементах Бойля как органический и закономерный итог развития предшествующих химических знаний. Именно такой подход позволяет понять алхимию как совершенно необходимое прошлое новой химии, выполнившее свое историческое предназначение своеобразного посредника между великими умами древности и не менее великими испытателями природы великого XVII столетия. Именно такой подход способен сообщить веское историческое обоснование знаменитому тезису Ф. Энгельса о том, что только Бойль ''делает из химии науку''.
Автор второй части книги сосредоточил основное внимание на химических знаниях в средневековой Европе и в средневековом арабском мире. Именно европейская алхимия наиболее ярко отразила основные черты этой деятельности, переосмысленные и ассимилированные в химии Бойля.
В XVI в. лечение ''больных'' металлов алхимическими эликсирами оборачивается лечением больного человека эликсирами иатрохимическими. Иатрохимия выступает как целительная, лекарственная алхимия.
Запросы возникающих новых производств обусловили многие научные изыскания и технические изобретения. До этого опытные данные, получаемые ремесленниками, как правило, не обобщались и не описывались. В своем индивидуальном творчестве они порой достигали поразительных результатов (краски древности, керамика, обливные облицовочные плитки, булатная сталь). Однако строго сохраняемая профессиональная тайна мастерства оставалась долгое время скрытой в мастерской умельца-одиночки. Но когда в XIV-XVI вв. на металлургических и горных предприятиях, на красильных и стекольных фабриках начали возникать специализированные корпорации мастеров, потребовался более широкий обмен опытом. В результате экономической конкуренции технологический рецепт превращается в объект торговли. Отдельные технические усовершенствования и открытия, сделанные в результате проб наугад, смогли стать не игрой случайности, а плодом научных изысканий только с помощью теории. Как говорил Ф. Бэкон, ''правильно же открытые и установленные аксиомы вооружают практику не поверхностно, а глубоко, и влекут за собой многочисленные ряды практических приложений''.
Яркий пример тому А. Либавий. Главное свое сочинение он назвал ''Алхимия'', но автор ее, в сущности, уже не алхимик. Лейтмотив алхимии Либавия - практика, вторгающаяся во все сферы химической деятельности: оснащение химической лаборатории, получение и. применение различных веществ.
В истории науки с алхимией связана не только загадка ее исторического места и исторической роли, но и загадка происхождения. В свое время один из первых исследователей алхимии М. Бертло с удивлением ставил вопрос: как практика имитационных подделок под золото породила веру в возможность истинной трансмутации металлов? Пожалуй, настоящая книга дает ответ на эту загадку. Она позволяет понять ''экспериментальные'' истоки алхимии, вытекающие из наблюдений над ''превращениями'' металлов и сплавов при термической обработке.
Каждая из глав книги написана своим индивидуальным почерком, иногда с элементами стилизации языка той эпохи, о которой пишут авторы. Разнообразие стилей может быть понято в какой-то мере как отражение своеобразия стилей мышления, характерного для определенных периодов развития химических знаний. Это дополнительная, хотя и существенная и совершенно необходимая, краска в воспроизведении химической картины мира минувших эпох.
Надеемся, что новизна подхода и основательность анализа привлекут внимание не только историков химии, но и философов, а также и всех интересующихся проблемами истории культуры.
Глава I - написана доктором химических наук Н. А. Фигуровским, глава II-доктором химических наук И. Р. Селимхановым и доктором исторических наук В. В. Ивановым, глава III - кандидатом химических наук А. В. Ахутиным, глава IV - кандидатом химических паук В. П. Визгиным. Главы V-IX, посвященные алхимии, написаны кандидатом химических наук В. Л. Рабиновичем.
Дух эпохи, характер мышления, уровень знаний и представлений - все это ярче всего воспринимается путем знакомства с оригинальными произведениями изучаемого исторического периода. Поэтому в Приложении вниманию читателей предлагаются два таких произведения, впервые публикуемые на русском языке; оба они анализируются в соответствующих главах основного текста.
Первый из них - четвертая книга ''Метеорологии'' Аристотеля (конец IV в. до н. э.) содержит наиболее интересное изложение химических взглядов древнегреческого мыслителя, чьи научные воззрения оказали громадное влияние и на культуру Греции и Рима, и, что особенно важно, на культуру арабского и европейского средневековья и Возрождения. Трактат Аристотеля дается в переводе Н. В. Брагинской под редакцией и с комментариями доктора философских наук И. Д. Рожанского и В. П. Визгина.
Второй памятник - алхимический трактат Альберта Больштедского, прозванного Великим (XIII в.), особенно интересен содержащимися в нем чисто химическими сведениями, характеризующими достаточно высокий уровень знания о веществах, их поведения и способах превращений. Вместе с тем - это пример отношения средневекового алхимика к химическому объекту и химической процедуре с естественными и характерными для того времени одушевлением вещества, безоговорочной верой в ''божественную силу'' и почтительнейшим обращением к этой ''силе''. Альбертов текст примечателен также содержащимся в нем своеобразным кодексом поведения истинного ученого.
Трактат Альберта дается в переводе и с комментариями В. Л. Рабиновича.
При подготовке рукописи к печати редактор кандидат химических наук А. М. Цукерман дополнил некоторые разделы рукописи. Ему же принадлежат примечания, отмеченные в тексте Прим. ред.
Монографии серии ''Всеобщая история химии'' не нумеруются, но на корешке и титульном листе каждой книги изображен один из символов, помещенных на переплете.
Период древней химии и алхимии символизируется традиционной ретортой. Развитию химии как науки о составе и развитию методов исследования вообще отвечают весы. История химической атомистики, учения об элементах и периодического закона символизируется схематическим атомом. Тетраэдр символизирует учение о строении химических соединений как органических, так и неорганических. Учению о химических равновесиях и процессах отвечает символическая кривая, а познанию и попыткам моделирования химии живой природы (биоорганическая химия, эволюционный катализ) соответствует ''двойная спираль''. Монография по общим вопросам (закономерности развития химии, классификация, историография, химическая литература и т. п.) маркируется шестиугольником.
Ю.И.Соловьев
Исторический анализ развития химических знаний и химической техники приводит к определенному выводу, что истоками и основой накопления фактического материала в химии служили три области ремесленной химической техники: высокотемпературные процессы - керамика, стеклоделие и особенно металлургия; фармация и парфюмерия; получение красителей и техника крашения. Сюда же следует добавить использование биохимических процессов, в частности брожения, для переработки органических веществ. Эти важнейшие области практической и ремесленной химии получили свое начальное развитие еще в эпоху рабовладельческого общества во всех цивилизованных государственных образованиях древности, в частности в Средней и Ближней Азии, в Северной Африке и на территориях, расположенных по берегам Средиземного моря [I].
Еще за несколько тысячелетий до новой эры на обширных пространствах Северной Африки и Средней Азии, а также на Индостанском субконтиненте, в Междуречье и т. д. возникли рабовладельческие государства, постепенно подчинившие многочисленные и разрозненные племена и народы. Крупнейшим среди таких государств в Северной Африке был Египет, додинастическая государственность которого фиксируется с V тысячелетия до н. э., а первая династия - с 3400 г. до н. э. В III тысячелетии до н. э. в Междуречье (Месопотамия) возникли крупные рабовладельческие государства - Ур, преемником которого стало Вавилонское государство, и Ассирия. Рабовладельческий уклад жизни в этих государствах способствовал образованию на их территории крупных городов, явившихся средоточием ремесел и культурной жизни. Росту благосостояния городов способствовали плодородие почвы, обеспеченность дешевыми сельскохозяйственными продуктами, особенно продуктами скотоводства. Города древних государств обслуживались большим количеством рабов, число которых росло за счет покоренных племен и народов. Рабы выполняли тяжелые работы на рудниках, на постройках, предпринимавшихся деспотами, в сельском хозяйстве и т. д. Использование совершенно дарового труда рабов позволяло властителям государств предпринимать грандиозные постройки пирамид, дворцов, ''висячих садов'' и др.
В условиях рабовладельческого общества и возникли ремесленные производства. В отличие от первобытного общества, в котором отсутствовала какая-либо специализация производства и все операции производственного цикла выполнялись одним человеком, в рабовладельческом обществе можно уже констатировать появление специалистов-ремесленников, в совершенстве овладевших техникой изготовления определенных изделий или даже определенной производственной операцией. Такая специализация, связанная с разделением труда, придававшим производству коллективный характер, чрезвычайно способствовала как быстрому усовершенствованию производственных приемов, так и возникновению новых производств.
Следует отметить значительные достижения ремесленной техники в рабовладельческом обществе в отдельных крупных отраслях производства, в особенности в области металлургии, ткацкого мастерства и крашения тканей, в области изготовления художественной керамики, производства фармацевтических и парфюмерных средств, в строительной технике и других областях, особенно связанных с постройками и украшениями дворцов и других грандиозных сооружений.
Отметим, что в ремесленной технике стран Древнего мира много общего. Это объясняется не только торговыми и культурными связями, существовавшими в отдаленные эпохи между отдельными государствами, или, напротив, военными столкновениями, но и общими чертами путей освоения ремесел, одновременностью изобретения в разных странах тех же самых приемов ремесленного мастерства в связи с одинаковым уровнем состояния производительных сил и технических возможностей. Рассмотрим вкратце состояние и достижения ремесленной техники в отдельных странах Древнего мира в главнейших областях производства.
Металлургия. В рабовладельческом обществе происходило довольно быстрое расширение сведений о металлах, их свойствах и способах их выплавки из руд и, наконец, об изготовлении различных сплавов, получивших большое техническое значение *).
Достижения ремесленных металлургов древности стали, в общем, основой металлургической техники всего средневековья. Лишь в новое время в старинные методы выплавки металлов, особенно в технику получения железа были внесены существенные усовершенствования [2].
*) Освоению металлов в древности посвящена вторая глава этой книги.
Краски и техника крашения. В древности широко использовались некоторые минеральные краски для наскальной и стенной живописи, в качестве малярных красок и в других целях. Для окраски тканей, а также и для косметических целей использовались растительные и животные краски.
Для наскальной и стенной живописи в Древнем Египте применялись земляные краски, а также искусственно полученные окрашенные окислы и другие соединения металлов. Особенно часто применяли охру, сурик, белила, сажу, растертый медный блеск, окислы железа и меди и другие вещества. Древнеегипетская лазурь, изготовление которой было позднее (I в. н. э.) описано Витрувием [3, с. 69], состояла из песка, прокаленного в смеси с содой и медными опилками в глиняном горшке.
Для глазурей, наносимых на керамические, в том числе фаянсовые, изделия, также применялись окрашенные соединения меди, в частности малахит и азурит, смешанные с содой, а иногда и с тонкорастертым песком и другими компонентами. Синяя глазурь, окрашенная медью, зафиксирована в изделии, относящемся приблизительно к 2800 г. до н. э. В ряде изделий, относящихся к позднейшему времени (около 1500г. до н. э.), в составе стекла был обнаружен кобальт. С начала I тысячелетия до н. э. египтяне стали употреблять и свинцовую глазурь, дававшую желтые и зеленоватые цвета.
Наряду с минеральными красками и в Передней Азии, и в Египте даже в глубокой древности население использовало растворимые природные красители. Среди находок, относящихся к додинастическому периоду Древнего Египта (более 3500 лет до н. э.), имеются циновки, окрашенные в красный цвет. По клинописным табличкам, найденным в Месопотамии, расшифрованы красители и рецептуры, относящиеся по крайней мере к II тысячелетию до н. э. Замечательно, что даже в столь далекие времена были освоены способы не только прямого, но и протравного крашения. В качестве источников красителей использовали растения: алканну, вайду, куркуму, марену, сафлор, а также и некоторые животные организмы.
Сопоставляя находки и тексты, можно реконструировать цветовую палитру народов этого региона вплоть до начала нашей эры. Алканна - род многолетних растений сем. Asperifoliaceae, близких к известной у нас медунице. Наиболее интересна A. tinctoria, фиолетово-красный корень которой содержит смолистое красящее вещество, растворяющееся, например, в маслах, с образованием раствора яркого красно-малинового цвета. Краситель хорошо растворяется в щелочах, даже в водном растворе соды, окрашивая его в голубой цвет, но при подкислении он выпадает в виде красного осадка. Дает окраску красивую, но весьма непрочную. Древнейшие обнаруженные в Египте выкраски алканной датируются XIV в. до н. э.
Химическая процедура в III тысячелетии до н. э.
Вайда (синильник) - один из видов растений рода Isatis, к которому принадлежит также и знаменитая индигофера. Все они содержат в своих тканях вещества, которые после ферментации и воздействия воздуха образуют синюю краску. Как выяснилось уже в конце XIX в. (А. Байер), в состав лучшего индийского ''индиго'', полученного из индигоферы, входит не только синий краситель - индиготин, но и красный - индигорубин. В различных видах рода Isatis количество индигорубина различно, и из растений, где его мало или вовсе нет, выделяется синий краситель унылого цвета. Именно поэтому ярко окрашивающее индиго из Индии ценилось особенно дорого, но доставка его была нелегка. Геродот сообщает, что в VII в. до н. э. на территории Палестины имелись значительные плантации вайды, но краска была известна много ранее. Так, ею окрашена туника Тутанхамона (XII в. до н. э.).
Куркума - многолетнее травянистое растение сем. имбирных. Для крашения использовали желтый корень С. longa, который высушивали и истирали в порошок. Краситель легко экстрагируется содой с образованием красно-бурого раствора. Окрашивает в желтый цвет без протравы и растительные волокна, и шерсть. Легко изменяет цвет при малейшем изменении кислотности, бурея от щелочей, даже от мыла, но так же легко восстанавливает яркий желтый цвет в кислоте. Нестоек на свету.
Марена красильная - хорошо известное растение, толченый корень которой носил название крапп. Содержащийся в краппе ализарин давал с железной протравой фиолетовые и черные выкраски, с алюминиевой - ярко-красные и розовые, а с оловянной - огненно-красные. В Египте этот краситель был в ходу, но шумеры его не знали.
Сафлор - высокорослое (до 80 см) однолетнее травянистое растение с яркими оранжевыми цветками, из лепестков которых изготовляли краски - желтую и красную, легко отделяемые друг от друга с помощью уксуснокислого свинца. Несмотря на относительную нестойкость к свету и мылу, сафлор, даже не разделяя, использовали для прямого, без протравы, окрашивания хлопка в желтый или оранжевый цвет. В Египте найдены окрашенные сафлором ткани, относящиеся к XXV в. до н. э.
Кермес - этот краситель получали из особого насекомого - дубового червеца, паразитирующего на разновидности дуба, произрастающей в Средиземноморье. Для приготовления красителя ''орешки'' на листьях, а в более поздние времена - самок насекомых в определенное время собирали (в Испании, например, это делали в июне), умерщвляли уксусом, выдерживали на солнечном свету и высушивали. Красящее начало растворимо в воде, от кислоты желтеет, а от щелочи приобретает фиолетовый цвет. С алюминиевой протравой дает кроваво-красный цвет, с железной - фиолетово-серый, с медной и винным камнем - оливково-зеленый, с оловянной и винным камнем - канареечно-желтый. С железным купоросом кермес дает черный цвет вследствие наличия в нем таннидов. Плиний (I в. н. э.) сообщает, что половина податей, выплачиваемых Испанией Риму, погашалась поставками кермеса.
Кермес использовали в Месопотамии не позже чем в начале II тысячелетия до н. э. как основную красную краску. Любопытно, что красили не только остриженную шерсть, но даже шерсть непосредственно на животных. В документах о продаже, датируемых XIII в. до н. э., фигурируют окрашенные овцы.
Пурпур - знаменитая краска древности, известная в Месопотамии по меньшей мере во II тысячелетии до н. э. Источником краски служил напоминающий мидию двустворчатый моллюск рода мурекс, обитавший на отмелях о-ва Кипр и у финикийского побережья. Образующее краску вещество находится в маленькой железе в виде мешочка, из которого выдавливали студенистожидкую бесцветную массу с сильным чесночным запахом. При нанесении на ткань и высушивании на свету вещество начинало менять окраску, последовательно становясь зеленым, красным и, наконец, пурпурно-красным. После простирывания с мылом окраска становилась ярко-малиновой. Из 12 000 моллюсков можно было получить 1,5 г сухого красителя.
Для приготовления краски в основном поступали другим образом: тело моллюсков разрезали, солили, некоторое время варили в воде, раствор выдерживали на солнечном свету и упаривали до достижения нужной интенсивности окраски.
Разрез фильтровальной тарелки (III тысячелетие до н. э.)
Следует отметить, что шумеры большую часть красителей и даже окрашенной шерсти получали из Сирии, где техника крашения достигла высокого уровня. Египтяне для получения пурпурной окраски наносили красную краску на синюю ткань, а для зеленой окраски - синюю на желтую. Для желтой использовали также и хну. В качестве протрав употребляли вначале алюминиевые квасцы и соли железа, главным образом сульфат, но затем и ацетат. Медные, свинцовые и оловянные протравы вошли в практику уже во второй половине I тысячелетия.
Алюминиевые квасцы добывали в Древнем Египте в пустыне, к западу от Нила. Геродот указывает, что в VI в. до н. э. из Египта в Дельфы было направлено 1000 талантов (более 36 т) ''вяжущей земли''. Однако этот продукт был известен более чем за 1000 лет ранее. Во II тысячелетии до н. э. греки использовали квасцы для крашения мареной. В I тысячелетии месопотамцы уже знали, что вещество, пригодное для протравы, можно выделять из лишайников; теперь мы знаем, что это сульфат и тартрат алюминия. О применении квасцов для дубления кож и в медицине упоминается во времена Навуходоносора (XII в. до н. э.).
В качестве протравы другого типа в Месопотамии уже во II тысячелетии до н. э. употребляли танниды из галловых орешков, из плодов, древесины и корня гранатового дерева, из древесины и плодов акации (катехины), из сумаха и др. Последующая обработка солями железа давала черные или темно-фиолетовые выкраски.
На пороге новой эры расширился ассортимент и протрав, и природных красителей, и способов крашения. К числу растений - источников красок добавились водоросли (лакмус), чистотел (желтый), шафран (желто-оранжевый), черника и др.
Из числа методов следует отметить набивку тканей, выполнявшуюся в Египте. Расширился и ассортимент минеральных красок, среди которых искусственно полученные ярь-медянка (ацетат меди), свинцовые белила (ацетат свинца или хлорид свинца) и др. Отметим, наконец, что рисунки древнеегипетских художников на стенах храмов и на поверхности саркофагов, отличающиеся яркостью цветов, покрывались сверху защитным слоем высокопрочных лаков типа олифы. Китайская тушь и китайские весьма прочные лаки также были известны с древнейших времен.
Стекло и керамика. Стекло было известно в Древнем мире очень рано. Распространенная легенда о том, что стекло было открыто случайно моряками-финикийцами, потерпевшими бедствие и высадившимися на одном острове, где они развели костер и обложили его кусками соды, расплавившимися и составившими вместе с песком стекло, малодостоверна [4, с. 295]. Возможно, что подобный случай, описанный Плинием Старшим [5, кн. XXXVI, с. 65], и мог иметь место, однако в Древнем Египте обнаружены изделия из стекла (бусины), относящиеся к 2500 г. до н. э. Техника того времени не позволяла изготавливать из стекла крупные предметы. Изделие (ваза), относящееся приблизительно к 2800 г. до н. э., представляет собой спеченный материал - фритту - плохо сплавленную смесь песка, поваренной соли и окиси свинца. По качественному элементному составу древнее стекло мало отличалось от современного, однако относительное содержание кремнезема в древних стеклах ниже, чем в современных. Настоящее производство стекла развивается в Древнем Египте в середине II тысячелетия до н. э. Цель заключалась в получении декоративного и поделочного материала, так что изготовители стремились получать окрашенное, а не прозрачное стекло. В качестве исходных материалов использовали природную соду, а не зольный щелок, что следует из весьма низкого содержания в стекле калия, и местный песок, повсеместно содержащий некоторое количество карбоната кальция.
Более низкое содержание кремнезема и кальция и высокое содержание натрия облегчало получение и плавку стекла, поскольку снижалась температура плавления, но это же обстоятельство уменьшало прочность, увеличивало растворимость и снижало атмосферостойкость материала.
Окраска стекла зависела от введенных добавок. Аметистового цвета стекло середины-второй половины II тысячелетия до н. э. окрашено добавкой соединений марганца. Черный цвет вызван в одном случае наличием меди и марганца, а в другом - большого количества железа. Значительная часть синих стекол того же периода окрашена медью, хотя образец синего стекла из гробницы Тутанхамона содержал кобальт. Более поздние исследования показали наличие кобальта в ряде стеклянных изделий начиная с XVI в. до н. э. Это обстоятельство особенно интересно, во-первых, потому, что в Египте кобальт не встречается вовсе, а вовторых, потому, что кобальтовые руды в отличие от медных не имеют характерного цвета, и их применение для подцвечивания свидетельствует о большом опыте древних стеклоделов.
Зеленое египетское стекло второй половины II тысячелетия до н. э. окрашено не железом, а медью. Желтое стекло конца II тысячелетия окрашено свинцом и сурьмой. К тому же времени относятся образцы красного стекла, цвет которых обусловлен содержанием окиси меди. В гробнице Тутанхамона обнаружено молочное (глушеное) стекло, содержащее олово, а также кусочек окиси олова, по-видимому, специально приготовленной. Там же обнаружены и изделия из прозрачного стекла.
В Месопотамии были найдены стеклянные бусы эпохи древнего Ура
(IV тысячелетие до н. э.). Очевидно, что к XVII в. до н. э.
уже существовало развитое стекольное производство, о чем свидетельствуют
таблички из библиотеки Ашшурбанапала. Найденная там рецептура относится
к цветному стеклу.
При раскопках в Восточной Палестине обнаружены печи для
выплавки стекла, относящиеся к III тысячелетию до н. э.
Существует мнение, что стекло в древности, появилось в результате
развития техники глазуровки
Изготовление керамики относится к числу наиболее древних ремесленных производств. Гончарные изделия обнаружены в древнейших культурных слоях древнейших поселений Азии, Африки и Европы. В глубокой древности появились и глазурованные глиняные изделия. Наиболее древние глазури представляли собой ту же глину, которая шла на производство гончарных изделий, тщательно растертую, видимо, с поваренной солью. В более позднее время состав глазурей был значительно усовершенствован. Туда входила сода и окрашивающие добавки окислов металлов. Рано появились и раскрашенные, но не глазурованные керамические изделия, в частности в Индии в эпоху дохараппской культуры. Помимо производства глиняной посуды, развитого повсеместно, в странах Древнего мира получили распространение и другие керамические производства. Так, постройки месопотамских городов украшались орнаментированными плитками, служившими наружными кирпичами. Эти плитки делались следующим образом: на кирпич после легкого обжига наносился контур рисунка расплавленной стеклянной черной нитью. Затем окаймленные нитью
Делительный сосуд (ок. 3600 г. до н. э.). Разрез делительного сосуда (ок. 1400 г. до н. э.)
площадки заполнялись сухой глазурью и кирпичи подвергались вторичному обжигу. При этом глазурная масса остекловывалась и прочно связывалась с поверхностью кирпича. Такая разноцветная глазурь в сущности представляла собою род эмали и обладала большой долговечностью. Образец такой глазурованной различными цветами керамики хранится в Берлинском музее ''Пергамон'' и представляет собой изображения львов, драконов, быков, воинов. Изображения, выполненные в ярких синих, желтых, зеленых и других тонах, превосходно сохранились до нашего времени. По-видимому, этот способ лег в основу покрытия разноцветной эмалью металлических изделий (выемочная, или перегородочная, эмаль).
Производство облицованных разноцветной глазурью керамических изделий было известно и в древнекитайской и среднеазиатской архитектуре. По-видимому, художественная керамика Китая и связанные с нею фарфоровое и фаянсовое производства имеют по меньшей мере четырехтысячелетнюю историю. Около II тысячелетия до п. э. в странах Междуречья, а также в Египте появились и фаянсовые изделия. Древнеегипетский фаянс по составу значительно отличался от обычного фаянса и приготовлялся из глины в смеси с кварцитным песчаником. До настоящего времени не выяснено, каким связующим материалом пользовались древние мастера при изготовлении и формовке фаянсовых смесей. Предполагают, что использовалось какое-то органическое вещество, выгоравшее при обжиге. Глазуровка фаянсовых изделий первоначально производилась смесью соды и окрашивающих добавок окислов металлов, преимущественно малахитовой или азуритовой муки. Позже стали готовить сначала сухую глазурь сплавлением соды, местного песка, всегда содержащего (в Египте) соли кальция, и окрашивающих добавок.
Другие отрасли ремесленной химической техники. Из других отраслей ремесленной химической техники следует упомянуть прежде всего древнейшее искусство фармации и парфюмерии. Одна из древнейших сохранившихся рукописей Древнего Египта, так называемый ''Папирус Эберса'' (XVI в. до н. э.), содержит ряд рецептов изготовления фармацевтических средств. Несмотря на то что эти рецепты не могут быть названы чисто химическими, поскольку они посвящены способам извлечения из растений различных соков и масел, они дают представление об операциях вываривания, настаивания, выжимания, сбраживания, процеживания и пр., свидетельствуя о хорошем знакомстве древних мастеров с многочисленными операциями, вошедшими впоследствии в арсенал методов, применяемых в химических лабораториях. Выше мы уже отмечали, что наряду с металлургией фармация является одной из областей, которую следует считать главным истоком дальнейшего развития экспериментальной химии.
В Древнем Египте получило широкое распространение ремесло мумификацпи трупов умерших. Долгое время не удавалось в точности восстановить некоторые операции ''консервирования'' трупов, доведенного до высокой степени совершенства. На основе тщательного исследования мумий, закончившегося в первой трети XX столетия, было установлено, что труп вначале закапывали на несколько недель в сухую природную соду - ''натрон'', или ''нитрон'',- встречающуюся в Египте (она образуется при высыхании естественных содовых озер). При этом в условиях жары труп почти полностью обезвоживался. Затем (или предварительно) из трупа вынимали внутренности и мозг, череп (иногда) заливали смолой, а полость живота заполняли ветвями благовонных растений. В некоторых случаях внутренности не вынимали. Далее труп заворачивали в ткань типа марли, длиной иногда в несколько сот метров, с применением благовонных средств. Лицо покойника гримировали, применяя свинцовый блеск, пиролюзит, окись меди, окрашенные глины и, вероятно, некоторые растительные краски. Сурьма (сернистая) для этой цели в древности не применялась. На лицо царских мумий клали маску из листового золота. Наконец, труп помещали в саркофаг. Искусство бальзамирования трупов возникло еще в Древнем царстве.
В качестве строительного вяжущего материала в Древнем мире применяли обычно гипс. В Индии такой гипсовый цемент обнаружен в постройках, относящихся приблизительно к 2000 г. до н. э. Известковые строительные растворы в Древнем мире долгое время не были известны. Это и понятно, так как известняк требует для обжига достаточно высокой температуры - около 1100oС.
Сосуд для перегонки (ок. 3500 г, до н. э.)
Кроме такого гипсового цемента, при кладке зданий в качестве вяжущих веществ применялся асфальт и битум, те же строительные растворы применялись в Ассирии и Вавилонии. Несколько слов скажем о средствах для письма, применявшихся в Древнем мире. Древнеегипетская бумага - ''папирус'' - широко применялась уже в Среднем царстве. Ее изготовляли из стеблей растения - нильской лилии. Стебли разрезали на узкие полоски, которые складывали друг около друга в два слоя крест-накрест на плоской каменной плите, затем покрывали куском ткани и выколачивали плоским камнем, без применения клея. Получалась цельная пленка, которую сушили, разглаживали и, наконец, лощили. С помощью такой простой техники изготовляли полосы папируса шириной 30-40 см и длиной иногда до 40 м. На папирусе писали тушью с помощью заостренной палочки.
Помимо папируса иногда применялся и пергамент - специально выделанные телячьи кожи. По пергаменту, кроме туши, писали золотом, серебром и золотоподобными составами.
В странах Древнего мира, конечно, существовали и другие разнообразные приемы ремесленной техники, имеющие более или менее близкое отношение к химии, о чем свидетельствуют имеющиеся в музеях археологические материалы. С течением времени, естественно, происходило, хотя и весьма медленно, дальнейшее накопление практического опыта и расширение круга используемых в ремесленной технике веществ и материалов. Об этом, в частности, можно судить по дошедшим до нас письменным памятникам, относящимся к так называемому эллинистическому периоду в истории Египта.
В 332 г. до н. э. Египет в числе других стран Древнего мира был покорен войсками Александра Македонского (356-323 гг. до н. э.). В следующем году в дельте Нила был заложен город Александрия. Город этот благодаря выгодному географическому положению быстро вырос и сделался крупнейшим торговым и промышленно-ремесленным центром Древнего мира. После смерти Александра Македонского и распада его империи в Египте воцарился один из полководцев македонян Птолемей Сотэр, основавший династию Птолемеев.
В Египте поселилось много ученых и ремесленников-греков, которые овладели знаниями и практическим опытом египетских мастеров и жрецов и внесли свой вклад в дальнейшее развитие античной ремесленной техники. В Египте в этот исторический период, получивший название ''эллинистический'', скрестились знания и практический опыт двух древнейших культур: египетской и древнегреческой. Поселившиеся в Египте пришельцы-завоеватели - эллины (греки) получили доступ к накопленным в течение тысячелетий секретам египетской ремесленной техники, к рецептурной литературе, касающейся добычи и переработки драгоценных металлов и камней. Сами же греки принесли в Египет и свои обширные знания и опыт, также накопленные в течение длительного времени, начиная с критской и микенской культур.
Новые властители Египта Птолемей, подражая прежним фараонам и деспотам восточных империй, завели роскошный двор, окружив себя искусными врачами, учеными и астрологами. В качестве придворного учреждения Птолемей учредили Александрийскую Академию, вначале построенную по образцу Платоновской Академии. При Академии был организован музей (Дом муз), в котором были собраны различные редкости, а также богатейшая в Древнем мире библиотека. Почти тысячелетнее существование Александрийской Академии представляет собою одну из важнейших страниц истории науки. Здесь было сделано немало открытий, особенно в области механики, военной техники и физики, а также в области медицины.
Ремесленная техника эллинистического периода может быть охарактеризована как высшая ступень античной ремесленной техники. В эллинистическом Египте процветали важнейшие направления ремесленной химической техники: переработка металлических руд, производство и обработка металлов, в том числе производство разнообразных сплавов, красильное искусство с более широким ассортиментом красителей по сравнению с Древним Египтом, приготовление разнообразных фармацевтических и косметических препаратов.
До нас дошли некоторые литературные памятники эллинистического Египта, в том число и рецептурпо-химические сборники. Следует подчеркнуть, однако, специфический характер таких сборников. Они не представляли собой записок обычных мастеров-ремесленников, а скорее - представителей так называемого ''священного тайного искусства'', получившего в Александрии весьма широкое развитие. Древнеегипетские мастера владели искусством изготовления золотоподобных сплавов. Уже в первые столетия до н. э. такое искусство подделки металлов приобрело широкое распространение. Оно процветало и в самой Александрийской Академии, где и получило свое наименование.
Изучение дошедших до нас письменных памятников эпохи эллинистического Египта, содержащих изложение тайн ''священного тайного искусства'', показывает, что способы ''превращения'' неблагородных металлов в золото сводились к трем путям:
1) изменение поверхностной окраски подходящего сплава либо воздействием подходящих химикатов, либо нанесением на поверхность тонкой пленки золота;
2) окраска металлов лаками подходящего цвета;
3) изготовление сплавов, внешне похожих на подлинное золото или серебро.
Из литературных памятников эпохи Александрийской Академия особенно широкую известность приобрел так называемый ''Лейденский папирус X''. Этот папирус был найден в одном из погребений около г. Фивы. Он был приобретен голландским посланником в Египте и около 1828 г. поступил в Лейденский музей. Долгое время он не привлекал внимание исследователей и был прочитан лишь в 1885 г. М. Бертло. Оказалось, что папирус содержит около 100 рецептов, записанных на греческом языке. Они посвящены описаниям способов подделки благородных металлов.
Несколько позднее, в 1906 г., стало известно о существовании другого папируса, относящегося к тому же времени (III в. н. э.). Это так называемый ''Стокгольмский папирус'', попавший из того же источника (что и Лейденский) в библиотеку Стокгольмской Академии наук около 1830 г. Расшифровка этого папируса показала, что он содержит 152 рецепта, из которых 9 относятся к металлам, 73 - к изготовлению поддельных драгоценных камней и 70 - к крашению тканей, в особенности к окраске в пурпурный цвет. Впоследствии было установлено, что оба папируса - Лейденский Х и Стокгольмский - представляют собой единое целое и искусственно были разделены на две части при продаже. Хотя эти папирусы датируются эпохой Диоклетиана, они, очевидно, переписаны с более древних сочинений, и в частности сочинений Псевдо-Демокрита - Болоса из Мендеса, жившего в Египте в III в. до н. э. Во всяком случае эти тексты восходят к началу Александрийского периода и непосредственно примыкают к египетской жреческой доэллинистической традиции.
Рецепты ''Лейденского папируса X'' и ''Стокгольмского папируса'' неоднократно анализировались в историко-химической литературе. Около четвертой части рецептов ''Лейденского папируса X'' посвящены, как указал Е. Липпман [6], изготовлению дорого ценившегося в Древнем мире золото -серебряного сплава, известного в Древнем Египте под именем ''азем'' (греческое название ''электрон''). Однако в ''Лейденском папирусе'' под названием ''азем'' фигурирует несколько сплавов совершенно различного состава.
Исходными продуктами для получения азема служили различные металлы и сплавы. В основе искусственного азема лежала медь. Прибавки других металлов, сплавов и окислов металлов придавали меди серебристо-белый цвет и окраску, близкую к подлинному азему. В числе добавок рецепты упоминают олово, ртуть, свинец (с целью увеличения удельного веса), ''кадмию'' (нечистая окись цинка), ''орихалькум'' (вероятно, ''мессинг'', т. е. сплав меди с цинком), отбеливающий ''сандарак'' 1 (белый мышьяк) и др. Путем смешения всех этих компонентов в определенном порядке получался белый медный сплав (в основном окраска получалась при добавке к меди мышьяка). Для того чтобы придать окончательному продукту особенно ''благородный'' внешний вид, к нему подмешивали и некоторое количество серебра, что, по утверждению рецептов, делает сплав по качеству ''лучше природного''.
Полученный сплав путем добавок к нему дешевых примесей иногда ''удваивали'' (диплосис) или ''утраивали'' (триплосис). Добавками в этом случае служили медь с примесями уксуса, квасцов, соли, олова, ртути, ''магнезии'' (это слово, употреблявшееся в различных значениях, в данном случае означает сплав светло-белой окраски), свинцовые белила, ''золотистый свинцовый блеск'' (ацетат свинца). При соблюдении предписания рецептов относительно порядка и количеств добавок, как утверждает рецепт, получался настоящий ''истинно-египетский азем'', или же ''прима-азем''.
Кроме рецептов и предписаний по изготовлению различных видов азема, ''Лейденский папирус X'' содержит несколько рецептов получения серебро- и золотоподобных предметов, изготовленных из меди. Это достигалось путем ''отбеливания'' (левкосис) меди или окраски ее поверхности в желтый цвет (ксантосис), т. е. придания медному предмету вида золотого предмета. Для отбеливания меди служили наносимые па ее поверхность ''сандарак'', амальгама олова и свинцовые белила. Для придания медному предмету вида золотого его покрывали порошком настоящего золота в смеси с свинцовой пылью. Затем предмет прокаливали, окислившийся свинец отделяли, золото же оставалось на поверхности в виде тонкого слоя. Операцию повторяли несколько раз, увеличивая толщину золотой пленки так, чтобы покрытая таким путем золотой пленкой медь могла ''выдержать пробу''.
1 Собственно название сандарак относится к породе хвойного дерева. Прим. ред.
В ряде рецептов описываются и другие методы придания изделиям из меди вида настоящего золота и вообще приемы обработки поверхностей неблагородных металлов (меди) с целью придания им внешнего вида благородных металлов.
Несколько рецептов ''Лейденского папируса X'' посвящены способам окраски различных изделий яркими красками. В эллинистическом Египте особенно ценилась пурпуровая окраска, главным образом с применением растительных красителей с различными добавками. Под именем пурпура в ''Лейденском папирусе X'' фигурируют самые различные красители. В качестве добавок к растительным сокам применялись чернильные орешки, кора и семена растений, содержащих дубильные вещества, мыльный корень, моча, известь, винный камень, квасцы, ''мелантерия'' (купорос), как в обычном, так и в обожженном виде, различные сорта поваренной соли, нитрон (нечистая природная сода) и другие вещества и материалы. Кроме того, для различных технологических целей в предписаниях ''Лейденского папируса X'' рекомендуются квасцы, аурипигмент, ''хризоколла'' (ярь-медянка), ''кадмия'' (нечистая окись цинка), ''мизи'' (блестящий золотистого цвета колчедан), нитрон, реальгар, ''синопис'' (красные минеральные краски - киноварь, окислы железа, сурик и др.), ртуть и другие вещества.
Описанные в ''Стокгольмском папирусе'' приемы ремесленной химической техники в основном не расходятся с предписаниями Лейденского папируса. Как уже говорилось выше, часть рецептов Стокгольмского папируса посвящена металлам и их обработке, главным образом - поверхностной, с целью придать им внешний вид благородных металлов. Так описывается способ ''приготовления'' настоящего серебра. Согласно предписанию, медная жесть или пластинка ''кипрской меди'' вначале подвергается очистке многократным травлением ''уксусом красильщиков'' и квасцами, а также обработке ''хиосской землей'' и ''каппадокийской солью''. Затем жесть покрывают составом, содержащим некоторое количество настоящего серебра, и нагревают. Поверхность меди принимает вид настоящего серебра (мельхиор). В других рецептах ''Стокгольмского папируса'' описываются операции ''удвоения'' и вообще ''умножения'' серебра добавками меди с различными примесями.
Главная часть ''Стокгольмского папируса'' посвящена изготовлению жемчуга (перлов) и других поддельных драгоценных камней, главным образом путем добавок к стеклообразной основе различных окрашивающих веществ. Жемчуг приготовляли из смеси растертой слюды, воска и ртути. Из этой смеси на коровьем молоке с примесью траганта и яичного белка замешивали тесто, из которого формовали шарики подходящей величины. Последние в сыром виде просверливали, затем нагревали и полировали. При этом, по утверждению предписания, получался жемчуг, ''еще более красивый, чем настоящий''.
Для изготовления поддельных драгоценных камней в качестве стеклянной основы применялся так называемый ''табазис'', представлявший собою, по мнению Е. Липпмапа, стекловидный нарост, образующийся между стеблями бамбука. Он вывозился из Индии. Сплавлением этого кремнистого вещества с разнообразными окрашивающими добавками и приготовлялись камни, полировавшиеся перед поступлением в продажу. В ''Стокгольмском папирусе'' описывается приготовление таким путем изумруда, рубина, граната, аметиста, берилла, хризолита и некоторых других.
Наконец, в ''Стокгольмском папирусе'' фигурируют рецепты крашения шерсти в различные цвета. Среди красящих веществ упоминаются вайда, алканна, шерлах (кермес), орсель, красильная марена, чистотел и др. Большое значение древние красильщики придавали правильному подбору и применению вспомогательных веществ при крашении. Большое внимание уделяется знаменитой в древности краске - пурпуру. Один из рецептов описывает способ имитации настоящего пурпура: краситель изготовляли из смеси красителей вайды и алканны. В эту смесь добавляли и некоторое количество ''шерлаха'' (кермеса). Пропись сопровождается предостережением: ''держи рецепт в тайне''.
В историко-химической литературе обсуждался вопрос: для кого же собственно были составлены сборники рецептов, представленные в Лейденском и Стокгольмском папирусах?
Очевидно, следует принять, что оба рецептурных сборника III в. до н. э. предназначались главным образом для представителей ''священного тайного искусства'', центром которого была Александрийская Академия. Мы не обсуждаем вопрос о происхождении этих сборников, о их назначении. Интересующихся этими вопросами мы отсылаем к статье Г. Дильса [7]. Укажем лишь, что описываемые в рецептах обоих сборников операции, а также круг веществ и материалов, перечисляемых в сборниках, дают достаточно наглядное представление о состоянии и достижениях ремесленно-химической техники в первые столетия существования Александрийской Академии.
Несмотря на то что ремесленно-химическая техника Древнего мира и достигла значительных успехов, ее последующее развитие как в части расширения круга применявшихся веществ и материалов, так и в отношении усовершенствования технологических приемов обработки и изготовления веществ шло весьма медленно. Об этом свидетельствует и то обстоятельство, что некоторые предписания Лейденского и Стокгольмского папирусов в общем виде фигурируют в сборниках, появившихся несколько столетий спустя после создания упомянутых папирусов.
Александрийская Академия прекратила свое существование формально после завоевания Египта арабами. Однако уже задолго до этой даты (640 г.) библиотека и музей Александрийской Академии неоднократно подвергались разгромам фанатиками-христианами. Так, в 385 г. под руководством архиепископа Феофила христиане разрушили храм Сераписа, а 5 лет спустя погибли книги и свитки, хранившиеся в этом храме. В 415 г., по указанию патриарха Кирилла, был разгромлен Университет Академии, причем были убиты многие профессора. Христианское духовенство видело в деятельности Академии, в особенности в развитии теоретического естествознания, прямую угрозу подрыва только что сложившихся канонов христианской религии.
Отметим в заключение, что процветавшее в недрах Александрийской Академии ''священное тайное искусство'', т. е. разработка способов изготовления золото- и сереброподобных сплавов и придание изделиям вида настоящего золота, а также изготовление искусственных драгоценных камней, дорогих красок и т.д., получило в последние столетия существования Александрийской Академии широкое распространение и по крайней мере частично стало ''секретным'' достоянием ремесленников-химиков. Таким образом, в первые столетия новой эры наметилась обратная связь между представителями ''священного тайного искусства'' и ремесленниками-химиками. В дальнейшем, однако, эти связи в значительной степени оказались утраченными.
Относящиеся ко времени Римской империи (первые века новой эры) памятники материальной культуры, собранные в музеях, наглядно свидетельствуют о том, что уровень ремесленного производства как в самом Риме, так и в его главных колониях (по берегам Средиземного и Черного морей) был весьма высоким. К сожалению, однако, технические приемы ремесленного производства, и в особенности ремесленно-химических производств, изучены еще недостаточно, и на основе исследований памятников материальной культуры далеко не всегда возможно судить как о круге веществ и материалов, использовавшихся ремесленниками, так и о некоторых химических процессах, осуществлявшихся в процессе производства.
Некоторое представление в этом плане дает известное сочинение Кая Плиния-Секунда (старшего), появившееся в Риме во второй половине I столетия под заглавием ''Естественная история'' (''Historia naturalis'') [5]. Это сочинение представляет собой своего рода энциклопедию, но лишь в последних главах (книгах) автор приводит сведения по химии, минералогии и металлургии (кн. 32-37). При составлении своего труда Плиний использовал многочисленные источники: сочинения античных авторов и рецептурные сборники, большею частью не дошедшие до нас.
Плиний называет довольно много минералов, очевидно, служивших исходными и вспомогательными материалами в химической ремесленной технике, в том числе алмаз, серу, кварц, природную соду (нитрон), известняк, гипс, мел, алебастр, асбест, глинозем, разнообразные драгоценные камни и другие вещества, а также и стекло. Среди многих химикатов и материалов Плиний упоминает прежде всего металлы, ''рождающиеся'' в земных недрах под влиянием тепла и постепенно совершенствующиеся 2. Более подробно он говорит о золоте, затем о серебре. Он знает медь, железо, олово, свинец, ртуть. В сочинении Плиния упоминаются также соли и окислы и другие соединения металлов. Он знает купоросы, киноварь, ярь-медянку, свинцовые белила и сурик, галмей, ''сурьму'' (видимо, сернистое соединение), реальгар, аурипигмент, квасцы и многие другие вещества. Плиний знает и многие органические вещества - смолы, нефть, клей, крахмал, сахаристые вещества, воск, а также некоторые растительные краски (крапп, индиго и др.), бальзамы, масла, различные душистые вещества.
2Как мы увидим позже (см. гл. IV),- это отражение взглядов Аристотеля.- Прим. ред.
Описывая различные операции с применением перечисленных веществ и высказывая соображения и данные о происхождении и переработке различных материалов, Плиний пользуется, очевидно, сведениями, почерпнутыми у ремесленников-химиков, а также, как уже говорилось, и из некоторых письменных источников. Однако, не будучи сам знаком со всеми приемами химической ремесленной техники, Плиний пользуется собранными им данными без должной критики и сообщает наряду с интересными и достоверными фактами множество фантазий и непроверенных сведений. Так, он сообщает свою известную историю об изобретении стекла, совершенно случайном, по его мнению. Однако при всех недостатках изложения ''Естественная история'' Плиния представляет собой важнейший источник для суждения об уровне ремесленной химической техники в Римской империи на рубеже начала новой эры.
Эпоха расцвета культуры, в том числе и ремесленного 3 производства, в Римской империи была непродолжительной. Вместе с падением могущества империи происходила деградация, а затем и полный упадок культуры квалифицированного искусного ремесленного мастерства. Уже в III в. римские владения в Италии стали подвергаться постоянным нападениям полудиких народов и племен Европы с севера. В эту эпоху в связи с явлениями, сопровождавшими так называемое ''великое переселение народов'' из Азии в Западную Европу и в связи с этим перемещение европейских народов, а также в связи с резким обострением классовых противоречий в Римской империи, восстаниями рабов и другими событиями столица Римской империи неоднократно оказывалась на краю гибели. В IV в. столица империи была перенесена в Константинополь (Древняя Византия), культура Рима все более и и более приходила в упадок. В конце V в. под напором варваров Рим пал, и Римская империя (Западная Римская империя) перестала существовать. Часть искусных ремесленников и ученых переселилась в Константинополь, где в дальнейшем, после потрясений, связанных с религиозной борьбой, возник средневековый центр ремесленной техники.
Нам остается сказать несколько слов о развитии ремесленной химии в других регионах. Государства Индии, Тибета и Китая, существовавшие в древности до III в. н. э., почти не участвовали в политических событиях, происходивших в странах Средиземноморского бассейна. Развитие культуры и ремесленной техники происходило в этих странах, если и не полностью изолированно, по, в общем, вполне независимо, несмотря на то что торговые связи между Индией, Египтом и Грецией, а также и Римом, несомненно, существовали. Северо-западная Индия со времени походов Александра Македонского (IV в. до н. э.) познакомилась с эллинистической культурой и отчасти с ремесленной техникой Древней Греции. Однако установившиеся связи были кратковременными и не оказали серьезного влияния на развитие науки и ремесел в Индии.
3Масштабы многих производств даже выходили за рамки ''ремесленных'': например, при добыче и переработке металлических руд совместно трудились десятки тысяч рабов. - Прим. ред.
Культура и ремесленная техника в Индии возникли в очень давние времена, за несколько тысячелетий до новой эры. Однако судить о достижениях древнеиндийского ремесла в достаточно отдаленные времена мы можем лишь на основании изучения археологических памятников (культура Хараппи). Приблизительно во втором тысячелетии до н. э. в Индии возникли религиознопоэтические гимны, пополнявшиеся в последующие эпохи и получившие название ''Веды''. В истории культуры Индии ''ведический период'' относится к эпохе 1500-800 гг. до н. э. В этот период обособились четыре группы ''Вед'' (Ригведа, Самаведа, Яджурведа, Ахтарваведа). Несмотря на специфическое содержание, веды дают некоторые сведения о состоянии и химической ремесленной техники, а также и о натурфилософских представлениях, зародившихся и получивших своеобразное развитие в Индии [8].
Натурфилософские учения вошли также в состав канонов буддизма (Будда жил около VII в. до н. э.) и возникли, по-видимому, независимо от античных и греческих натурфилософских систем. В IV в. до н. э. в Индии была написана книга ''Артхашастра'', автор которой Каутилья был главным министром у одного из императоров династии Маурьев (321-296 гг. до н. э.). Хотя эта книга и посвящена в основном политическим, военным и административным вопросам, в ней содержатся некоторые данные по экономическим проблемам, в частности затрагиваются вопросы о рудниках, о добыче и разработке минеральных природных ресурсов, о металлах, их добыче и обработке и о некоторых проблемах ремесленно-химических производств. В книге даются общие сведения о металлах: золоте, серебре, меди, железе, олове и свинце, о получении этих металлов из руд. Далее, имеются упоминания о существовании некоторых ремесленно-химических производств, в частности о приготовлении алкогольных напитков.
Около начала новой эры ремесленная химическая техника Индии использовала для различных производственных целей довольно широкий, но уже знакомый нам круг веществ и химических материалов. Так, в различных ремеслах применялись железный и медный купоросы, сера (она также применялась для медицинских целей), природные соединения мышьяка - аурипигмент и реальгар, для технических целей изготовлялись различные щелочи, а позднее стал применяться и белый мышьяк (полутораокись).
Больших успехов достигло искусство крашения тканей, в котором помимо красок применялись различные вспомогательные вещества: уксус, квасцы и др. Знаменитая краска ''индиго'' получалась из местного растения ''индигофера'' и в течение многих веков вывозилась из Индии в различные страны Древнего мира. Многие приемы индийской ремесленно-химической техники имели много общего с соответствующими приемами, бытовавшими в странах Средиземноморского бассейна и Месопотамии. Некоторые виды ремесленно-химической техники получили значительное развитие и в Тибете.
О высоком уровне металлургической техники и техники обработки металлов свидетельствуют сохранившиеся памятники индийской материальной культуры. Например, в Дели сохранилась большая железная колонна из сплошного куска железа, весом 6,5 т. Колонна имеет высоту 7,3 м, диаметр у основания 41,6 см, у вершины - 29,5 см. Колонна была изготовлена, по-видимому, путем сварки множества криц и последующей ковки (около IV в. н. э.). В Дели она была перенесена в 1050 г. Как показали специальные анализы, колонна состоит из почти чистого железа (99,7 % Fe) с незначительными примесями углерода, серы и фосфора. Видимо, железо для колонны было получено в горнах с применением древесного угля. Ничтожное содержание примесей и обусловило поразительную коррозионную устойчивость этого изделия древнеиндийской металлургической ремесленной техники.
Для индийских ремесленников в древности была характерна цеховая организация ремесленных производств. Это способствовало накоплению практического опыта и передачи его по наследству, расширению круга веществ и материалов, применявшихся в производстве.
Из имеющихся отрывочных данных следует, что ремесла Древней Индии развивались в общем теми же путями, как и в других странах Древнего мира.
Остановимся теперь на состоянии ремесленной химической техники в Древнем Китае. Китайские металлурги достигли больших успехов и в обработке металлов. Так же как и в других странах Древнего мира, в Китае получило развитие крашение тканей, были созданы различные краски для этой цели, а также и для целей письма (китайская тушь).
Крупными достижениями китайской ремесленной техники древности являются изобретение бумаги, пороха и фарфора. В 12 г. до н. э. в китайских летописях уже упоминается о бумаге, получавшейся в виде листов из шелковой ваты - отходов шелкового производства. В 105 г. чиновник Цай Лунь, ведавший снабжением императорского двора промышленными изделиями, изобрел способ изготовления бумаги из различных бросовых материалов: древесной коры, тряпок, старых рыболовных сетей и т. д. Этот способ был далее усовершенствован и получил распространение в других странах. В 751 г. китайский способ производства бумаги был осуществлен в промышленном масштабе в Самарканде. В Китае же, по-видимому, за много столетий до Гутенберга. был изобретен и способ книгопечатания.
Еще в глубокой древности в Китае были известны ''огненные составы'' для фейерверков, применявшихся для увеселительных целей. В связи с этим китайским пиротехникам были хорошо известны составные части пороха - селитра, сера и уголь, применявшиеся также и в медицинской практике. В 682 г. китайский ремесленник описал один из первых образцов пороха - хорошо горящую смесь из серы, селитры и древесной пыли. В 808 г. китайский алхимик Цинь Сюй-цзы сообщил о порохе из селитры, серы и угля. Около VIII в. порох стал применяться в Китае и для военных целей. Однако огнестрельное оружие в примитивных формах (бамбуковая труба, заряжавшаяся порохом и пулей) стало применяться лишь в XII столетии. Несмотря на то что китайцы хранили секрет пороха в большой тайне, сведения о нем проникли в Западную Европу в XIII в., и в следующем столетии появилось огнестрельное оружие.
Особенно больших успехов китайские ремесленники добились в области производства керамических изделий. Еще за два столетия до начала новой эры в Китае началось производство первых фарфоровых изделий. Около VII в. в Китае были введены специальные печи для обжига фарфоровых изделий, и с этого времени началось массовое производство фарфора, высоко ценившегося на внешних рынках. Вскоре китайский фарфор приобрел известность и в Европе.
Таким образом, ремесленная химическая техника в Древнем Китае достигла больших успехов. Известно также, что, наряду с производством различных материалов, в Китае процветали и алхимические занятия. Характерными для китайских алхимиков были поиски, наряду со способами трансмутации металлов, так называемого ''эликсира молодости''.
Химико-практические знания и некоторые приемы ремесленно-химической техники рано проникли и в страны Европы, лежащие за пределами Средиземноморского бассейна, правда, не получив здесь такого высокого развития, как в Египте, Месопотамии, Армении, Греции и Риме. В эпоху Римской империи, когда Рим овладел обширными территориями в Галлии, Испании и на юге Англии, в этих странах возникли разнообразные ремесленные, в том число и химико-ремесленные и металлургические, производства.
Еще ранее греческие и римские колонии на северных берегах Черного моря и в Крыму (Ольвия, Пантикапея, Херсонес Таврический и др.) не только сами по себе стали крупными центрами ремесленной техники, но и оказались передатчиками химикопрактических знаний народам Причерноморья. Опять-таки у кочевников причерноморских степей получили прежде всего развитие металлургия и обработка металлов. Другим путем передачи химико-практических знаний и ремесленных производств в древности был Кавказ, ставший своего рода ''воротами'', через которые приемы металлургической техники древней Армении и способы обра- ботки металлов и сплавов проникли на Северный Кавказ, в степные районы Причерноморья и Прикаспия и на Нижнюю Волгу.
Развитие химико-практических знаний и ремесленной химической техники в Древнем мире явилось первой и весьма важной в историческом отношении ступенью в возникновении и развитии научных и химических знаний. Накопленный в течение многих веков богатейший практический опыт ремесленников-химиков послужил основой для знакомства наших предков с разнообразными веществами и их свойствами, с возможностями использования всех этих веществ для удовлетворения практических нужд и для решения множества выдвигавшихся жизнью практических задач.
1. Forbes R. У. Studies in Ancient Technologie. Vol. VIII. Leiden, 1971. Vol. IX, 1972; Levey M. Chemistry and Chemical Technology in Ancient Mesopotamia. Amsterdam, 1959; Lucas A., Harris R. У. Ancient Egyptian Materials and Industries. London, 1962; Partington J. R. Origins aiiA Development of Applied Chemistry. London; New York, 1935.
2. Aitchison Leslie. A History of Metals. London, 1960. Vol. 1, 2.
3. Феспгер Г. История химической техники. Харьков: ГНТИ, 1938. 304 с.
4. Лукас А. Материалы и ремесленные производства Древнего Египта. M.: Изд-во иностр. лит., 1958. 747 с.
5. The Elder Plinys Chapter on Chemical Subjects. Part 1. London. 1929. 249 с. Лат. и англ. текст. Ранний рус. текст.: Кайя Плиния Секунда Естественная история ископаемых тел, переложенная на российский язык в азбучном порядке и примечаниями, дополненная трудами В. Севергина. СПб., 1819. 364 с.
6. Lippmann Е. О. Beitrage zur Geschichte der Naturwissenschaften und der Technik. Berlin, 1923.
7. Дилъс Г. Химия в античном мире.- В кн.: Античная техника. M.; Л., 1934, 215 с. См. с. 109 и далее.
8. Acharia Prafulla Chandra Ray. History of Chemistry Ancient and Medieval India. Calcutta, 1956. 494 p.
Познание человеком металла и начало его использования было связано с накопившимися за длительный период практическими знаниями, в том числе открытием, приблизительно за 100 000 лет до этого, способов добычи огня и его употребления в быту. Еще до познания металла человек научился распознавать некоторые минералы, особенно по внешним признакам и прежде всего по привлекающим цветам: ярко-красным, зеленым, синеватым. Среди них: серпентин, бирюза, малахит, азурит, гематит, реальгар, аурипигмент, галенит и др. Изделия из этих минералов обнаруживаются в древнейших человеческих захоронениях, относящихся к эпохе раннего использования металла. Малахитовые бусы, например, были обнаружены в древнем поселении Чайоню-Тепези в Анатолии, датированном около 7000 лет до н. э. [I], а куски минерала азурита нашли в древнем поселении, датированном около 6000 г. до н. э. на о-ве Крит [2]. Следует отметить, что минералы - ярко-зеленый малахит и обладающий металлическим блеском галенит - также широко применялись в древности для окраски глазниц. Некоторые минералы красных цветов, как ярко-красный реальгар (As4S4), наделялись магическими свойствами [З].
Открытие металла относится ко времени нового каменного века (неолита) и совершалось в процессе поиска подходящих пород камней, когда для изготовления каменных орудий натолкнулись на самородки металла, и в первую очередь на медные, которые имеют гораздо большее распространение в природе по сравнению с золотыми и самородками других металлов. Именно наблюдение за изменением формы самородков под ударами твердых камней натолкнуло на мысль использовать их для изготовления мелких украшений путем ковки вхолодную. Позднее человек начал производить ковку самородков меди с предварительным отжигом. Какой же из металлов был первым, познанным и использованным человеком? Не исключено, что, наряду с медными самородками, внимание человека в новом каменном веке привлекли также и золотые самородки [4, с. 20]. Однако золотые изделия в древних погребениях, датированных временем до конца V тысячелетия до н. э., до сих пор не обнаружены. Можно лишь предположить, что люди каменного или новокаменного века ввиду большой ценности золота не клали его в погребения вместе с другими предметами, а продолжали его использовать в быту [5, с. 2]. Поэтому в настоящее время общепринято, что в древности до начала широкого использования железа наибольшее значение в материальной культуре человечества играли медь и ее сплавы с другими цветными металлами.
Согласно новейшей схеме, предложенной Когленом [6, с. 18], освоение человеком меди и ее сплавов проходило по фазам в такой последовательности:
1) использование самородной меди сначала путем ковки вхолодную, а затем с предварительным ее отжигом;
2) получение меди путем плавки руд;
3) сплавление меди с другими металлами.
Эта схема, однако, не учитывает одновременное независимое использование других металлов.
Обработка медных самородков путем холодной ковки имела, как теперь ясно, ограниченные возможности. Согласно экспериментам, проведенным Когленом [6, с. 26-27], ковкой вхолодную можно было придать форму лишь малым по величине предметам - шилам, булавкам, проволоке, крючкам, наконечникам стрел, ножам, требовавшим лишь небольшой ковки и шлифовки, и то используя самородки меди пластинчатой формы. Ранее же проведенные эксперименты показали, что ковкой одного самородка из района Верхнего озера (США) получить листовидную медь оказалось невозможным вследствие растрескивания материала при холодной ковке.
В районе Верхнего озера в США из самородной меди изготовлялись различные предметы (3000 лет до н. э.-1400 лет н. э.). Изучение микроструктуры показало, что их изготовляли путем ковки самородков с предварительным отжигом. Плавка же самородной меди, для чего требовалась температура не ниже 1084o С, не производилась [5, с. 2; 47, с. 13-16].
Во второй фазе человек начал использовать медь, получаемую восстановительной плавкой ее руд - минералов, первоначально из окисленных, например малахита СuСОз.Сu(ОН)2. Окисленные руды не требовали предварительного обжига по сравнению с сульфидными рудами, обжиг которых был необходим для удаления химически связанной серы.
Опытным путем Коглен установил, что при достаточном доступе кислорода в печи в смеси малахита с углем последний сгорает, образуя окись углерода, которая, вступая в реакцию с малахитом, восстанавливает химически связанную медь до металла (CO + СuСОз = 2СОз + Сu). Однако при избытке кислорода окись углерода окисляется до двуокиси, и восстановление меди из природного карбоната при этом не достигается.
Выдвигалось немало гипотез [6, с. 2] относительно открытия возможности получения меди путем восстановительной плавки ее руд. Но, по-видимому, оказалось невозможным выяснить, как же это открытие было сделано. Иногда отмечалось, что первым металлургическим горном явился лагерный костер. Однако, чтобы восстановить руду до металлической меди, необходимы, по Коглену, по крайней мере, два условия: первое - температура должна быть достаточно высокой, чтобы произошло восстановление без принудительного дутья; второе - руда должна быть перемешана и покрыта углем или древесным топливом так, чтобы она находилась в восстановительной зоне пламени. Иначе восстановление до металлической меди не произойдет.
Температура древесного огня лежит около 700o С. Для восстановления же меди из карбонатной руды - малахита требуется температура не ниже 700-800oС. Поэтому если лагерный костер усиливался при сильном ветре, то температура нагрева получалась достаточной для восстановительного процесса. Проведенные Когленом [там же, с. 28-29] опыты по плавке малахита на костре, подобном лагерному, показали, что хотя при этом температура для выплавки меди была достаточной, но восстановительная способность среды для получения металла оказалась все же недостаточной. Малахит лишь кальцинировался, превращаясь в окись меди. Выяснилось, что для выплавки меди необходимо вести процесс в изоляции от избытка кислорода воздуха: в миниатюрном обжигательном горне или же в накрытом тигле. Таким образом, гипотеза открытия металлургии меди в результате случайного попадания кусков руды в лагерный костер не отвечает действительности.
По-видимому, умение древних мастеров плавить медь в виде самородков до того, как они научились получать ее плавкой руд, указывает на то, что в те времена существовали печи, в которых достигалась температура не ниже 1084o С. Древние печи для обжига керамики, в которых температура нагрева достигала 1100o С, были обнаружены в Тепе-Гавра (Северная Месопотамия). Там же, равно как и в Сузах (Иран), были найдены керамические сосуды, обжиг которых был проведен при температурах в пределах 1000- 1200oС. То же самое показали найденные в Египте сосуды, датированные додинастическим периодом (5000-3400 гг. до н. э.). Обжиг их был проведен при температуре 1100-1200oС. Древние мастера поэтому могли получать медь восстановительной плавкой малахитовых руд. Плавку производили в печах примитивного типа, например глиняный тигель с рудой и углем помещался в неглубокую ямку с насыпанным поверх слоем древесного угля. В этих случаях, несомненно, могла быть достигнута температура, необходимая как для восстановительной плавки руды, так и для получения расплава меди, т. е. температура не ниже 1084oС.
В опытных плавках, проведенных Когленом в наше время, когда восстановление меди достигалось при существенно более низкой температуре, не выше 700-800oС, она получалась лишь в губчатой форме, непригодной для непосредственного использования; полученный продукт необходимо было подвергать дополнительному нагреву в отдельном тигле для плавки. В последнее время высказываются большие сомнения в том, что человечество в древности использовало самородную медь в качестве первого металла, т. е. тем самым ставится под сомнение существование так называемого ''медного века'', хотя в местах, где имелись большие скопления самородной меди, ее действительно могли широко использовать, например в районе Верхнего озера (Северная Америка) [8].
Отсутствие химико-аналитических данных о составе древнейших металлических изделий, не подвергавшихся химическому анализу, в частности из-за плохого состояния металла, не позволяет подтвердить, что они действительно изготовлены из самородной меди. К таким изделиям относятся в первую очередь мелкие изделия из меди, обнаруженные в древнейших памятниках эпохи раннего металла в Восточной Азии.
По мнению В. А. Пазухина [З], чистота меди в древнейших предметах объясняется не только (и не столько) тем, что они изготовлены из самородков; медь было проще выплавлять из ее окисленных руд. При этом в древности плавильщики, не владевшие еще техникой шлакования, видимо, отбирали для плавки по возможности чистые медные минералы, не только малахит, азурит, куприт, по, возможно, и не столь приметный черный или землистый мелаконит (СuО). Этим, видимо, и объясняется чистота меди в древнейших изделиях.
По-видимому, в разных районах мира исторически имели место оба пути освоения металла: в одних случаях человек впервые знакомился с самородной медью, в других же получал металл плавкой окисленных руд. Древнейшие металлические изделия были обнаружены на территории Анатолии и Ирана [9] (см. ниже). И хотя сообщалось [7] об одной якобы медной овальной привеске, обнаруженной в 1960 г. в местности Шанидар (Северный Ирак) в одном захоронении, датированном 9500 г. до н. э., однако впоследствии выяснилось, что она изготовлена не из самородной меди, а из минерала серпентина [10]. Впрочем, в местности Зави Шеми, недалеко от Шанидара, при раскопках древнейшего поселения были найдены малахитовые бусы.
Самым древним свидетельством использования человеком металла служат находки в докерамическом неолитическом поселении на холме Чайоню-Тепези в Юго-Восточной Анатолии (в верховьях р. Тигр) [21]. Металлические изделия были найдены в напластованиях холма, возраст которых по радиоуглероду составляет 9200+200 и 8750+250 лет до н. э. Это были проволочные булавки, четырехгранное шило, сверла, бусы и их ''полуфабрикаты'' из меди, а также непросверленные, но хорошо обработанные бусы. Кроме металлических бус, там же были найдены и малахитовые бусы. Было высказано предположение, что все металлические предметы изготовлены из самородной меди. Однако спектральный анализ шила показал содержание около 0,8% мышьяка [21], что вносит определенные сомнения о самородном происхождении меди. Остальные же предметы анализированы не были. Поселение Чайоню-Тепези расположено недалеко от богатого меднорудного месторождения в Анатолии - Эргани Маден, которое, вероятно, и являлось центром снабжения медью. Вопрос о том, какая же медь использовалась для изготовления предметов в Чайоню-Тепези, пока обсуждается.
По мнению Б. А. Колчина [8, с. 5-13], опираясь на последние данные о находках древнейших металлических изделий на Ближнем Востоке, на территории Анатолии в начале VII тысячелетия до н. э. уже использовалась металлургическая медь. Речь идет, в частности, об обнаружении металлических изделий в неолитическом поселении Чатал-Гуюк на плоскогорье Конья в Анатолии. В горизонтах этого многослойного поселения, датированных 6400-5700 гг. до н. э., были найдены различные мелкие металлические украшения: медные .бусины, трубочки, колечки, а также бусины и привески из свинца. В развалинах же одного жилища, в горизонте, датированном 5900-5800 гг. до н. э., обнаружен шлак от плавки медной руды [9].
Раскопки Чатал-Гуюка выявили ограниченное использование населением этого периода керамических изделий; основным материалом для утвари служило дерево; употреблялись также плетеные корзины и орудия из обсидиана.
Обнаружение свинцовых изделий подтверждает существование в Анатолии в конце VII и начале VI тысячелетия до н. э. металлургической выплавки меди и свинца. Самородки свинца в природе весьма редки и притом очень малы. Поэтому в древности металлический свинец мог получаться лишь восстановительной плавкой галенита.
В связи с вопросами производства меди в конце V тысячелетия до н. э. значительный интерес представляет памятник Тали-Иблис на территории. Ирана, расположенный вблизи Машиза в центральной части Керманской горной цепи. Несколько южнее от него, около Бафта, находится месторождение медных руд, в котором обнаружены остатки древних рудных разработок в виде открытых ям, где добывали малахит и азурит [10, с. 42-45]. В горизонте этого поселения, датированном по радиоуглероду 4091+/-74 гг. до н. э., было найдено небольшое число медных изделий и множество фрагментов тиглей с окисленными остатками застывшей плавленой меди. По-видимому, в Тали-Иблисе производилась пирометаллургическая выплавка меди, а самородную медь, возможно, там не плавили. Судя по большому количеству фрагментов тиглей, предполагается, что в конце V тысячелетия до н.э. в Тали-Иблисе выплавляли медь в количестве, превышающем местное потребление; излишек ее переправляли в Южную Месопотамию.
Одним из древнейших памятников раннего металлоделия являются также находки в районе Тепе-Сиалк, близ г. Кашана, где в слоях, датированных в пределах 5100-4900 гг. до н. э., обнаружены шила, наконечник стрелы, медная булавка и другие металлические изделия небольшой величины. Все они оказались изготовленными из меди с несущественными примесями других металлов. Было высказано предположение, что они изготовлены из меди, полученной плавкой малахита, хотя, разумеется, нельзя отрицать возможность происхождения их из самородков меди, тем более, что последние встречаются в Талмесси, вблизи ТепеСиалк. Включения закиси меди, найденные в микрошлифе одной из булавок [II], свидетельствуют о том, что металл был либо литым, либо булавка была откована вгорячую.
В Египте первые предметы из меди относятся ко времени Бадарийского периода, т. е. к IV тысячелетию до н. э., хотя вблизи Каира был найден кусок медной руды, который, по всем данным, был обработан даже в V тысячелетни до н. э. и относится к меднорудному месторождению на Синайском полуострове. В погребениях бадарийского времени были найдены несколько бусин из свернутой узкой медной полоски и иглы для закрепления погребальных ковриков.
Очевидно, химико-практические и металлургические знания были переданы в Египет бадарианцами - народами, мигрировавшими из Азии.
По А. Лукасу [12, с. 200-201; 18, с. 318-319], медные изделия бадарийского времени в Египте изготовлены не из самородной меди, а из меди, полученной восстановительной плавкой малахита. О применении же минерала малахита в Египте еще до начала использования самородного металла свидетельствуют обнаруженные там древнейшие малахитовые изделия. Кроме того, древнее население Египта использовало косметическую малахитовую пасту как краску для век; малахитом же окрашивали стены жилищ. Изучение древних металлических предметов, найденных в других местах Древнего мира, показало, что они вообще по возрасту ''моложе'' памятники, в которых они обнаружены, не старше 6000 лет до н. э. В них также найдены изделия из меди. Например, в Телль Эс-Саван, в Северном Ираке (вблизи Багдада), в горизонтах, датированных 5600-5400 гг. до п. э., обнаружены бусы и небольшой нож из меди. А в Саммара, возраст которого 5000 лет до н. э., кроме медных бус, обнаружено также железное долото [13, с. 878].
Медная сковорода (ок. 3000 г. до н. э.)
В Южной Месопотамии древнейшим металлическим предметом явился наконечник копья, найденный в Уре, в слоях, относящихся к IV тысячелетию до н. э. Химический анализ установил, что в нем содержится 99,69% Сu, 0,16% As, 0,12% Zn и 0,01% Fe [14]. На Кавказе и в Закавказье металл начали использовать с первой половины IV тысячелетия до н. э. Это была медь, которую получали металлургической плавкой окисленных медных руд, порой совместно с мышьяковыми минералами [15].
Еще позднее металл стали использовать в Центральной Европе, во всяком случае не ранее III тысячелетия до н. э. Плоский медный топорик примитивной формы, найденный в Горне Лефантовце в Западной Словакии, датируется приблизительно серединой III тысячелетия до н. э. По данным спектрального анализа, топорик изготовлен из меди, содержащей примеси мышьяка (0,10%), сурьмы (0,35%) и незначительного количества других металлов [16], что говорит о том, что медь, из которой изготовлен топорик, была не самородного происхождения, а вернее всего, была получена восстановительной плавкой малахитовых руд.
Новейшими исследованиями, с применением химического и количественного спектрального анализов, установлено, что многие древние медные и бронзовые предметы, найденные в различных регионах Старого света, изготовлены не из чистой меди, а из медно-мышьяковых сплавов [З].
Колокольчик из мышьяковой бронзы, датированный приблизительно началом
второго тысячелетия до н. э., найден в одном из курганов Ставропольского
края. Содержание мышьяка в меди этого колокольчика достигает 18%, что
придало ему светло-серебристый цвет (диаметр колокольчика 7 см) Наиболее древняя выплавка мышьяковистой меди относится к середине V тысячелетия до и. э.; это доказали обнаруженные металлические предметы из V культурного слоя в древнем многослойном памятнике Тепс-Яхья, на юго-востоке Ирана. Это самая ранняя из существовавших в Древнем мире металлургия мышьяковистой меди на всем Ближнем Востоке [20]. В остальных регионах Ближнего Востока орудия труда, оружие и украшения, изготовленные из медно-мышьяковых сплавов, появляются позднее, например в Анатолии, по данным анализа одного шила из Чайоню-Тепези [21], с VII тысячелетия до н. э. В Закавказье предметы из медно-мышьяковых сплавов появляются также с IV тысячелетия до н. э., что доказывается анализами металлических предметов из зольного холма Кюльтепе в Нахичеванской АССР. Локальность производства мышьяковистой меди подтверждена результатами химического исследования найденных там литейных форм и остатков литья [15].
Предметы, изготовленные из медно-мышьяковых сплавов, найдены также в Германии, Испании, Португалии в памятниках начиная с III тысячелетия до н. э. [З]. В тех областях, где не было месторождений оловянных руд, мышьяковистую медь продолжали производить в большом количестве до начала I тысячелетия до н. э. Но среди древнейших предметов, найденных в ЮгоВосточной Азии, пока нет ни одного предмета, который был бы изготовлен из медно-мышьяковых сплавов 4).
4) Эти факты, подобранные и проанализированные И. Р. Селпмхановым'' свидетельствуют именно о преднамеренном введении мышьяка в медный плав, а нс о случайном попадании его, что утверждал Лукас (см. [18, с.341]).- Прим. ред.
Топор-секира из мышьяковой бронзы, датировка его - середина второго тысячелетия до н. э., найден в Казахском районе Азербайджанской С С P
Мышьяк в медных сплавах улучшал их физико-механические свойства. Присутствие в меди 0,5% мышьяка улучшает ее ковкость в холодном состоянии, дает возможность получить более плотные отливки, а также увеличивает жидкотекучесть сплава. Таким образом, присутствие мышьяка в меди облегчало получение плотных отливок в рельефных литейных формах; без присадок мышьяка или же других легирующих элементов это представлялось сложной задачей. Кроме того, по сравнению с чистой медью, плавящейся при температуре 1083oС, медь, легированная мышьяком, плавится при более низкой температуре, зависящей от содержания мышьяка в сплаве. То же самое относится и к твердости мышьяковистой меди, которая в результате наклепа резко повышается. Предметы из мышьяковой бронзы легко поддаются холодной ковке и по твердости мало уступают оловянистой бронзе (твердость кованой мышьяковой бронзы в условных единицах, по Виккерсу, от 100 до 245, оловянистой - от 116 до 252). С увеличением содержания мышьяка до 8% пластичность мышьяковистой меди не ухудшается, в отличие от медно-оловянного сплава, но выше этого предела пластичность падает и сплав становится хрупким. Таким образом, мышьяковистая медь по многим физико-механическим свойствам не уступает различным типам медно-оловяпных сплавов. Цвет мышьяковистой меди различен (от белого до красноватых и золотистых оттенков). Мышьяковые минералы обычно распространены в верхних частях месторождений первичных мышьяково-колчеданных руд, и в древности человеку не представляло трудности их обнаружить в местах залегания. Первоначально мышьяковые минералы - золотистый аурипигмент и ярко-красный реальгар - могли привлечь внимание человека как магические средства, в частности, и потому, что красные минералы с древнейших времен наделялись волшебными свойствами [З]. Что же касается использования энаргитовой руды для выплавки мышьяковистой меди, то ее вкрапления, или жилы, обычно встречаются в глубоких горизонтах месторождений и реже - в обнажениях. Поэтому использование энаргитовой руды в качестве исходного сырья для получения мышьяковистой меди, по крайней мере в начальные исторические этапы ее металлургии, маловероятно.
Предположение о применении в древности плавильщиками реальгара и аурипигмента было подтверждено многочисленными опытными лабораторными плавками. Плавильщик не мог не заметить, что присадка этих минералов дает сплав лучшего качества. Меняя доли добавляемых минералов, он получал сплавы различных цветов и с хорошими механическими свойствами 5).
Медно-никелевые сплавы Большое содержание никеля в некоторых шумерских предметах из медных сплавов впервые привлекло внимание при исследовании этих предметов специальным комитетом, организованным Британской ассоциацией развития науки [14].
Полагали, что присутствие никеля позволит установить происхождение меди, использовавшейся шумерами, поскольку считалось, что примесь никеля в медных рудах необычна. Вскоре в меднорудном месторождении в Омане на Аравийском полуострове были найдены руды, соотношение меди и никеля в которых составляло 19 : 1. Однако месторождение это было маломощным и не могло обеспечить своей медью всю территорию Междуречья. Позднее большое содержание никеля было установлено в медных сплавах и из других мест. Например, среди анатолийских изделий оказалось немало изделий, содержащих до 4% никеля, а в отдельных случаях даже выше. Однако во всех случаях высокое содержание никеля сопровождалось также повышенным содержанием мышьяка (до 3%) или олова.
Аналогичная картина была установлена для некоторых медномышьяковых предметов, найденных на Северном Кавказе, например в Больших Курганах р. Кубань, и датированных серединой III-началом II тысячелетия до н. э. [22], а также в Чечено-Ингушетии [23].
Медно-мышьяково-никелевый предмет - четырехгранная приколка, найденная в Азербайджане, в поселении на холме Кюльтепе, содержит 1,15% мышьяка и 1,6% никеля. Датировка ее точно не установлена, но, по-видимому, около 3000 лет до н. э. [22].
В Грузии был найден нож из могильника в Тквиави, датированного III-II тысячелетиями до п. э.; в нем оказались повышенные примеси никеля [24].
5) Такое резкое изменение окраски и свойств металла при введении малых добавок было, несомненно, одним из источников, питавших позже алхимические представления о трансмутации металлов и о ''философском камне'', малое количество которого ''совершенствует'' большое количество металла. Подробнее об этом см. в ч. II настоящей книги.- Прим. ред.
Бронзовые предметы с высоким содержанием никеля (до 3,3%) найдены и в Мохенджо-Даро, причем в Индии известны и медные руды, содержащие около 5% никеля [19]. В свете сказанного о древних восточных связях шумерских металлургов нельзя исключать ввоз в Шумер из Индии никелистых бронз или руды, шедшей на их изготовление. О достаточно широком распространении никелистых бронз свидетельствует обнаруженный бронзовый предмет (XIII в. до н. э., Троада), в котором 2,7% олова и 8,9% никеля. Высокое содержание никеля, характерное для майкопской меди III тысячелетия до н. э., объясняют характером медных руд с примесью никеля [22].
Латунь - сплав меди с цинком, как предполагается, получали в Древнем Иране, а может быть и ранее, хотя цинк в свободном виде был выделен значительно позже. Леви [30, с. 36] указывает, что в III тысячелетии до н. э. шумеры различали более тяжелые соединения цинка SU. НЕ (греч. ''сподос'') и летучую окись KU; НЕ (греч. ''помфоликс''), возгонявшуюся при обжиге полиметаллических или цинксодержащих сернистых медных руд. Латунь могла быть получена случайно при выплавке меди из руд, содержащих цинк, или при намеренном добавлении окиси сульфида или других соединений цинка в медную шихту.
Бесспорные письменные свидетельства о латуни и латунных изделиях в Египте на рубеже новой эры цитирует Лукас [18, с. 350]. В Древнем Риме при Августе из латуни уже чеканили монету.
Золото наряду с медью было одним из первых металлов, использованных человеком в быту. В Египте золотые изделия были обнаружены в погребениях бадарийской культуры (5000-3400 лет до н. э.), по они оказались ''моложе'' предметов из меди, найденных там же.
Золото в древности добывалось обычно из аллювиальных песков и гравия, представляющих собой продукты разрушения золотоносных пород, которые в течение длительного времени подвергались действию речных потоков. Позже золото добывали также из жил, пронизывающих кварцевые породы (такое золото называется ''жильным'').
Добыча жильного золота в Египте описана греческим автором II в. до н. э. Агатархидом, но оригинал его труда не дошел до наших дней. Его описание добычи золота, однако, сохранилось в труде римского автора Диодора Сицилийского (I в. н. э.), который цитирует Агатархида.
Агатархид, посетивший золотые рудники в Египте, видел, как добывают золото, раскалывая сначала скалу, в которой находились жилы. Затем обломки породы нагревали огнем, резко охлаждали водой и дробили кирками и молотами непосредственно в шахтах. Раздробленную породу извлекали из шахты, толкли в больших каменных ступках ''до величины гороха'', а потом мололи в ручных мельницах до мелкого порошка. Для отделения золота полученный порошок промывали водой на наклонной плоскости. Отмытое золото сплавляли в небольшие слитки.
Совсем недавно на местах, где находились древние рудники добычи золота, обнаружены мельницы, дробилки и остатки каменных столов для обработки измельченной золотоносной породы [18, с. 3571.
На территории Египта обнаружено около ста древних разработок золота в кварцевой породе. По-видимому, для извлечения золота использовались породы, содержащие не менее десятых долей процента золота. Во времена Агриколы, в XVI в., низший предел содержания золота в породе для рентабельной его добычи составлял 0,188% [36] (сейчас с успехом используются породы, содержащие даже 0,0001% золота).
Золото, широко встречающееся в природе в самородном состоянии, редко бывает химически чистым. Основными примесями в больших концентрациях являются серебро, медь, в небольших - другие металлы, в том числе и железо. Как показали современные анализы, основная примесь в природном египетском золоте - это серебро, содержание которого в добываемом золоте колеблется примерно от 10 до 30%, составляя в среднем 15-18%. В династический период практиковалось уже и сплавление золота с серебром или медью, которое в Древнем Египте не всегда было совершенным. Иногда на поверхности золотых предметов можно заметить включения серебра в виде разбросанных светлых пятен, как, например, в украшениях, обнаруженных в египетских гробницах XXI-XXV династий (1085-664 гг. до н. э.).
Как указывает Лукас [18, с. 358], результаты химического анализа некоторых древних египетских золотых изделий свидетельствуют, что золото не подвергалось рафинированию, т. е. специальной очистке. Тем не менее, в древних египетских текстах, например XX династии (1200-1090 гг. до н. э.), есть упоминание о двукратной и даже трехкратной его очистке. А в письменных источниках 1090-945 гг. до н. э. упоминается высокопробное золото. Позднее, во II в. до н. э., очистка золота уже, безусловно, производилась. Согласно Агатархиду, в Древнем Египте процесс рафинирования проводили путем нагревания золота со свинцом, оловом, солью и ячменными отрубями. Видимо, при этом процесce полностью удалялось серебро, о выделении которого не сообщается.
Процесс извлечения золота с помощью ртути был достаточно давно известен и применялся в эпоху римского владычества, что подтверждает Плиний Старший (I в. п. э.) [29]. Согласно его описанию, руду, содержащую золото, дробили и смешивали с ртутью, затем породу отделяли от ртути фильтрацией через кожаный (замшевый) фильтр, а золото получали из амальгамы путем выпаривания ртути.
Цвет золота зависел преимущественно от содержания естественных (природных) или искусственно введенных примесей: меди, серебра, мышьяка, олова, железа, что характерно, например, для золотых изделий, найденных в Египте. Древние химикипрактики принимали все эти сплавы золота за разновидности самого золота [28]. В общем же, найдены золотые изделия, охватывающие большую гамму цветов: от ярко-желтого, тускло-желтого и серого до различных оттенков красного цвета (красноватого, алого, темно-пурпурного, розового).
Золото ярко-желтое и тускло-желтое по своему химическому составу приближается к чистому золоту и содержит лишь малые примеси серебра, меди или других металлов. Серое золото содержит большой процент серебра, которое на поверхности изделия с веками превращается в хлорид, разлагающийся на свету с выделением микрокристаллов серебра, придающих поверхности изделия сероватую окраску. Розоватый цвет золота обусловлен, как показал Р. Вуд, либо природным содержанием, либо преднамеренным добавлением небольшого количества железа [18, с. 363]. Как сообщает Лукас, золото красновато-коричневого оттенка содержит железо и медь. В некоторых случаях красный или пурпурный цвет золотых египетских цаходок был обусловлен окрашиванием неопределенным органическим красителем [там же, с. 362].
В древности изделия из золота изготовляли путем ковки или литья, что было легче, чем литье меди, температура плавления которой на 20o выше, чем золота.
Широко применялось, особенно в Египте, листовое золото - фольга. Фольгой покрывали самые различные предметы, как металлические, так и деревянные. Например, фольгу накладывали (и укрепляли с помощью пайки) на медь, бронзу, серебро. Золотой фольгой покрывали деревянную мебель. Листовое золото уже в древности использовалось для изготовления зубных коронок. Покрытие золотом изделий из меди спасало их от коррозии. Как свидетельствует Лукас, древнеегипетским мастерам были известны и доступны почти все современные способы обработки золота [там же, с. 360].
Золочение с помощью ртутного амальгамирования стало известно лишь во времена римского владычества, т. е. после 30 г. до н. э.
В Древнем Египте широко применялись изделия из природного сплава золота с серебром, который египтяне называли азем, греки - ''электрон'', а римляне - ''электрум''. Полагали, что он назван так потому, что своим светло-желтым цветом напоминал янтарь, который древние греческие авторы Гомер (не ранее XI в. до н. э.) и Гесиод (со ссылкой на VIII в. до н. э.) также называли электроном. Но так как сплав ''электрон'' был известен ранее янтаря, то возможно и даже вероятно, наоборот: янтарь получил свое название благодаря цветовому сходству со сплавом золота с серебром [18, с. 364].
Грань между ''золотом'' и ''электроном'' весьма условна. По Плинию Старшему (I в. н. э.), ''электрон'' светло-желтого цвета; золото приобретает его, если содержание в нем серебра достигает 20% и более. Поскольку в Египте имеются месторождения золота с содержанием серебра даже более 30%, древнейший ''электрон'', по-видимому, был природным. Широкое распространение в Древнем мире, особенно в Египте, ''электрона'' объясняется его гораздо лучшими механическими свойствами по сравнению с чистым золотом: он тверже золота, более прочен и не столь подвергается износу, особенно при трении.
Металлургия серебра возникла в прямой связи с добычей свинца из соединений, где свинец и серебро встречались вместе; археологические находки двух этих металлов синхронны [19, с. 194-259].
В течение длительного времени в Древнем мире из серебра изготовлялись различные предметы украшения, ювелирные изделия - бусы, кольца, перстни, в том числе перстни-печати, вазы, сосуды, фурнитура для одежды и даже для дверей. Из серебра, как и из золота, изготовлялись тонкие листы и фольга, которыми покрывались некоторые деревянные предметы. Остатки тонкого листового серебра, например, сохранились на одеяниях царя и царицы, изображенных на троне Тутанхамона, а также на полозьях ларца и ковчегов в гробнице [18, с. 386-387].
Позднее серебро широко использовалось для чеканки монет, как, например, в Ассирии в IX-VII вв. до н. э. [30, с. 183-184].
Для коммерческих и торговых целей серебро применялось в различных видах: массивные кольца, бруски, слитки, крупные куски металла, плитки, проволока, небольшие обрубки различной формы. Серебром даже в раннюю эпоху Египта (XVIII в. до н. э.) иногда спаивали медные изделия [18, с. 340].
В быту серебро почти повсюду появилось позднее меди и золота, а в некоторых регионах - незадолго до появления железа [31, с. 525]. Древнейшие серебряные изделия обнаружены на территории Ирана и Анатолии. В Иране их нашли в Тепе-Сиалк; это пуговицы, датированные 4800-4500 гг. до н. э., а в Анатолии, в Бейджесултане, найдено кольцо, датированное концом V тысячелетия до н. э. Источники древнейшего серебра не выяснены, но предполагают, что оно впервые было получено во время случайной купеляции свинцового плава, содержащего серебро [11, с. 1257-1267]. Впрочем, Лукас [18, с. 381-382] считает, что впервые серебро попало в руки человека в виде самородных золото-серебряных сплавов с содержанием золота менее 50%. Он подтверждает это анализами древнеегипетских серебряных изделий, которые все содержат золото, иногда до 38%.
В городах внутренней долины Инда (начало II тысячелетия до н. э.) обнаружены серебряная ваза и различная утварь. В Центральной Европе серебро появилось позднее, но в Эгейском пространстве - уже в III тысячелетии до н. э. Немало серебряных изделий найдено в ''Трое II'' (около 2000 лет до н. э.) [26, с. 343]. На Кавказе древнейшие серебряные изделия датируются III тысячелетием до н. э. [22]. Сведений о находках столь древних изделий в других регионах нет.
В древней Южной Месопотамии серебро отождествлялось с богом луны - Сином и обозначалось словом ''зеленое''. По-видимому, отождествление серебра и Луны имеет весьма древнее происхождение (время еще не установлено). В Древнем Египте серебро обозначалось словами ''хэд'' или ''хат'', что означает ''белый'', ''белое'', ''блестящее''; на шумерском языке серебро называлось ''кубаббер'' [31, с. 527].
Согласно клинописным источникам, в Южной Месопотамии в основном существовало два сорта серебра, одно называлось ''денежным'', а другое - ''производственным''. Эти сорта серебра получались различными методами, выяснить которые не удалось, но различные обозначения названий и сортов серебра в отдельных клинописных текстах позволяют высказать некоторые предположения. Например, название серебра ''мессу'', обычно относящееся к ''денежному'', может быть переведено как ''мытое''. В одном из ассирийских клинописных текстов отмечено: ''пять шекелей серебра, потерянные при мытье'', что, вероятно, относится к неизвестному ''мокрому'' методу химического рафинирования серебра. Другой же клинописный текст более определенно отмечает: ''10 мин вымытого (мисо) серебра и 1 мина чистого золота (полученные) как штраф за нарушение договора''.
Другие названия серебра, приведенные в клинописных текстах, относятся к серебру, полученному каким-то термическим способом. А название ''муррука'' также относится к ''денежному'' серебру и означает ''очищенное'' [30, с. 181].
Плиний Старший [29] пишет, что египтяне ''окрашивали'' серебро, при этом он отмечает, что ''как ни странно, но ценность серебра возрастает, если его великолепный блеск потускнел''. Судя по рецептам с применением серы или яичного желтка, Плиний имеет в виду чернение серебра (превращение в сернистое серебро или смесь сернистых соединений серебра и меди) [18, с. 384].
Данные химического анализа показывают, что древнее серебро обычно представляло собой сплав с медью, нередко со значительными примесями золота. Впервые состав изделий из серебра систематически изучал М. Бертло [27, с. 85]. Его анализ фрагмента одной вазы, найденной в Сузах (Иран), датированной, вероятно, VII в. до н. э., показал, что в двух пробах, отобранных им для исследования, содержится 65,27 и 64,14% серебра. Меди в одной из проб оказалось 2,95%, золота 1,12%, ''песка'' 1,4-1,49%. В другом же образце содержалось 63% серебра, 15,5% меди, 0,34% золота, 0,27% окиси железа.
Анализы серебряных изделий Древнего Египта показали, что они изготовлены из сплава серебра с золотом (от 1 до 38%) и медью (от 0 до 8,9%) [18, с. 716]. Древнее серебро из Ура встречается и без золота, и с малым количеством меди [26, с. 2361.]
В природе самородное серебро встречается редко. Его распространенность по отношению к золотым самородкам не превышает 20%, а к меди - всего 0,2%. При этом самородки серебра залегают в глубинных зонах рудных месторождений [13, с. 875-887]. Видимо, впервые металлическое серебро получали из жил в породах, а не промывкой речных песков, ибо, в отличие от золота, его извлечение затруднено. Именно этим следует объяснить тот факт, что в начальные периоды оно ценилось дороже золота. В Египте, например, серебро было дороже золота до 3000 лет до н. э., но стало дешевле в VI в. до н. э. По-видимому, серебро стало дешевле после того, как древние мастера освоили процесс его получения из свинцово-серебряных руд [18, с. 379].
Сложилось мнение, что значительную часть серебра в древнее время получали из серебристых свинцовых руд, в основном галенита. Процесс извлечения серебра и золота из свинца, называемый купеляцией, практиковался уже до 4000 лет до н. э. Однако убедительным доказательством выплавки серебра из свинцовых руд являются обнаруженные в Махматлар, в Южной Месопотамии, пуговицы, датированные III тысячелетием до н. э. [26, с. 236]. Серебристые свинцовые руды в ряде случаев содержат значительный процент серебра, как, например, отдельные образцы из месторождения в Лаур ионе (Греция) [13, с. 875-887].
Получение серебра способом купеляции на рубеже новой эры описал Плиний Старший [29]. Согласно Плинию, выплавку производили в специальном тигле, в котором окисление свинца велось с помощью притока воздуха на поверхность расплавленного металла. При этом свинец выжиганием превращался в глет, который абсорбировался стенками пористого тигля, в то время как серебро оставалось неизменным 6. Для этой цели изготовлялись пористые тигли. Золото от серебра купеляцией не отделялось; свинец восстанавливали из полученного глета обычным путем, так же как из свинцовой руды,- прокаливанием с углем. Свинцовые руды, содержащие заметное количество серебра, распространены во многих регионах; они имеются в Иране и на Кавказе.
Страбон [34, с. 144-145], ссылаясь на Полибия, пишет о серебряных рудниках у Нового Карфагена, которые занимали площадь 400 стадий в окружности; там постоянно было занято 40 000 рабочих, которые приносили римской казне 25 000 драхм ежедневного дохода. Руду, содержащую серебро, дробили, и в воде пропускали через сита. Затем осадок после промывки многократно дробили; слив воду, вновь дробили; пятый осадок плавили. При этом получалось, по его описанию, чистое серебро.
6) В более позднее время этот процесс мог служить одним из истоков алхимических представлений о ''совершенствовании'' металлов. Подробнее об этом см. в ч. II этой книги.- Прим. ред.
Свинец является одним из металлов, начало использования которого, в общем, не столь отстает по времени от меди. Но в отличие от меди, которая могла использоваться и в виде самородков, свинец можно было только выплавлять из руд, ибо, в отличие от золота и меди, самородки свинца в природе очень редки и незначительны по величине.
Свинец в древности получали из минерала галенита (свинцовый блеск), имеющего характерный металлический блеск, который не мог не привлечь внимание древних мастеров.
Извлечение свинца из руд путем восстановительной плавки является простейшей из всех металлургических операций, требующей одно лишь восстановительное прокаливание. Выплавка свинца производилась на костре в неглубокой яме, на дно которой стекал расплавленный свинец [18, с. 374-377].
В силу своей пластичности свинец не мог найти самостоятельное широкое применение; это подтверждают и результаты археологических раскопок. Из свинца и его сплавов с оловом или же сурьмой отливали культовые фигурки, грузила для рыболовных сетей, кольца, бусы, различные предметы украшения, пробки, модели тарелок, подносов. Свинцом также заполняли полости бронзовых статуэток и гирь для весов.
Свинцовый блеск, растертый в пудру, широко применялся на Ближнем Востоке в качестве краски для подведения глаз, а в Египте соединения свинца применялись для окрашивания матовых стекол в желтый цвет различных оттенков [13].
Некоторые сведения о свинце приведены в клинописных табличках, в иероглифических папирусных документах и надписях, выгравированных на камнях, хотя не всегда удается установить, идет ли речь о свинце, олове или сурьме. Например, названия свинца на шумерском языке абар или агар, а на аккадском - анаку или аннакум в отдельных случаях также относятся и к олову [35]. Его сплавы с оловом или сурьмой в древних текстах не обозначены. Такая неясность объясняется прежде всего некоторым подобием физических свойств свинца, олова и сурьмы, в результате чего в Древнем Египте и Двуречье эти металлы воспринимали как различные разновидности именно свинца, который стал известен человечеству раньше, чем олово и сурьма.
Плиний Старший (I в. н. э.) различает свинец и олово, используя названия plumbum nigrum (черный свинец) и plumbum album (белый свинец) [29]. Кстати, название plumbum свидетельствует о главном применении свинца в древности - для закупоривания сосудов. Даже в XVI в. Г. Агрикола [361 еще применяет аналогичную терминологию: у него plumbum nigrum - свинец, plumbum candidum - олово, a plumbum cinereum - висмут.
Свинцовое кольцо, продетое через раковину ''каури'', найденное в Эларе (Армянская ССР). Возраст его около 5000 лет
Сохранившиеся данные о свинце, несмотря на их ограниченность, дают некоторое представление о его роли в материальной культуре в древности. Так, в клинописных табличках из древнего поселения Кюльтепе в Анатолии говорится о выплавке свинца и его использовании во второй половине III тысячелетия до н. э. [25], а в клинописных табличках из Южной Месопотамии можно найти запись о получении из руд меди, серебра и значительных количеств свинца. В клинописных табличках III династии Ура (XXII в. до н. э.) упоминается о свинце как о приплаве к меди в соотношении 85,76% меди, 18,04% свинца и 0,84% неизвестного металла. Данные об использовании свинца в древности содержатся также в письменных трудах более поздних авторов. О широком использовании свинца писал греческий историк Геродот (V в. до н. э.) [37]. Он упоминает о свинцовых позолоченных монетах. По-видимому, речь шла о монетах из свинцового сплава. В одном из самых ранних центров предгородской цивилизации Малой Азии - Чатал-Гуюке в VII и VI слоях (рубеж VII и VI тысячелетий до н. э.) найдены свинцовые бусы и подвески [38, 39]. В соседнем географическом ареале на островах Эгейского моря, где широко распространены свинцовые руды, в середине III тысячелетия до н. э. встречаются как магические изделия из свинца - человеческие фигурки и модели лодок, так и свинцовые скрепы для укрепления разбитых сосудов. В числе древнейших предметов из свинца, найденных в Египте, статуэтка (3400-3900 гг. до н. э.), а также сифон с фильтром из Тель-эль-Амарпы, где в III тысячелетии до н. э. существовала водопроводная система [26, с. 82].
Свинец в III тысячелетии до п. э. широко применялся в виде листов. Из свинца также отливались сосуды. Анализ одного из найденных в Южной Месопотамии предметов показал, что его металл - свинец (98,29%), содержащий 1,3% Sn, которое, возможно, приплавляли к РЬ для повышения прочности изделия.
Археологические раскопки в Закавказье показали, что предметы из свинца, а также из его сплавов с оловом использовались там с III тысячелетия до н. э. В Азербайджане, например, найден предмет из свинца - ''втулка'', принадлежащая поселению на холме Кюльтепе (близ г. Нахичевань). Анализ показал, что предмет отлит из чистого свинца. Примесей в нем оказалось немного: 0,001% олова, 0,06% серебра, 0,001% никеля и 0,005% железа, что можно объяснить выплавкой металла из местного галенита. При раскопках в Армении было обнаружено колечко из свинца с очень небольшими примесями: 0,05% серебра, 0,01% висмута, 0,002% железа [77, с. 34] (см. рис. на стр. 53).
На юге Европы свинцовые предметы бытовали в течение всего бронзового века. Широкое использование свинца в древности в европейских странах характерно для всего периода римского владычества. Из него изготовляли водопроводные трубы, различные хозяйственные сосуды, саркофаги. Для повышения прочности изделия к свинцу иногда приплавляли немного олова [14].
В древней металлургии свинец использовался в основном для легирования меди вместо дорогого олова. Иногда его приплавляли к меди вместе с оловом. Анализ показал, что свинец присутствует также и в некоторых медных сплавах. Видимо, он прибавлялся для повышения жидкотекучести сплава в процессе отливки из него профилированных предметов, например статуэток и различных фигурок. Приплав мог осуществляться либо непосредственным внесением металлического свинца в расплавленную медь, либо совместной восстановительной плавкой медных и свинцовых руд. Выплавка медно-свинцовых сплавов требовала высокого мастерства плавильщиков из-за ликвации (расслоения) металлов в процессе плавки вследствие большой разницы в удельных весах. Выплавка облегчалась наличием в меди других металлов-примесей.
Несмотря на низкую точку плавления свинца (327o С), его приплав к меди не вызывает существенного понижения точки плавления медного сплава. Диаграмма плавкости системы медь - свинец показывает, что даже в сплаве 1 : 1 точка плавления его не ниже 950oС.
В Древнем мире получали сплавы на основе меди и свинца, из которых изготовлялись различные предметы: орудия труда и быта, а также боевое оружие. В одном из предметов эпохи поздней бронзы, найденных во Франции (в районе Нанта), анализ обнаружил 36% свинца и всего 5% олова. Столь высокое содержание свинца в сплаве, из которого изготовлены найденные предметы, до сих пор остается необъяснимым [42].
Одним из металлов, известных с глубокой древности, была сурьма. Хрупкий металл использовался в основном для изготовления небольших украшений - подвесок, медальонов, пуговиц. Анализ найденных предметов показал, что материал, из которого они изготовлены, содержал, кроме сурьмы, свинец, реже - олово, а также другие металлы.
В древних письменных источниках - папирусах и клинописных табличках - специальный письменный знак для обозначения сурьмы отсутствует. По-видимому, сурьму принимали за одну из разновидностей свинца (с III тысячелетия до и. э.). Возможно, металлическая сурьма не была еще широко известна ни в Египте, ни в Месопотамии: в обоих регионах было найдено несколько бусин из сурьмы и один фрагмент вазы (2500 г. до н. э.). Анализ подтвердил, что материал, из которого была изготовлена ваза, содержал в основном сурьму, с небольшими примесями других элементов (0,57%) [43].
Известна пока всего лишь одна достоверная находка из металлической сурьмы в Древнем Египте: в Эль Лахуне было найдено несколько бусинок, относящихся к 945-745 гг. до н. э. Повидимому, не применялся как таковой и сульфид трехвалентной сурьмы, а встречающиеся его следы обусловлены естественной примесью к свинцовой руде [18, с. 309].
Большое количество предметов, изготовленных из сурьмы: привесок, медальонов, бусин - найдено на территории Закавказья, в погребениях, относящихся к II-1 тысячелетиям до н. э. Исследования показали, что в них присутствуют примеси, характерные для сурьмяного блеска (антимонита) местных месторождений. Сурьмяные руды добывались из месторождения антимонита в Зопхито (Горная Рача, Грузинская ССР), где до настоящего времени сохранились остатки древних горных разработок. Предметы из сурьмы (бусины, пуговицы) найдены также в Италии. Было высказано даже ошибочное мнение о том, что найденные там предметы изготовлены из самородной сурьмы. Но самородная сурьма встречается в природе очень редко, и следует считать, что металлическую сурьму стали использовать после того, как научились получать металл в процессе плавки из сурьмяных руд. В Древнем Египте и Месопотамии использовались сурьмяные бронзы. Но так как там отсутствуют месторождения сурьмяных руд, предполагается, что материал привозили с Кавказа [43]. Хрупкость металлической сурьмы не позволяла широко использовать сам металл для изготовления из пего предметов. Даже в Древнем Закавказье, где было много разработок антимонита и недостатка в сурьме не было, сам металл использовался ограниченно, а в основном применялись его сплавы, особенно медносурьмяные.
Лукас [18, с. 308-316] подробно анализирует разнообразные сообщения о находках изделий или покрытий из металлической сурьмы в Древнем Египте и приходит к выводу, что эти сообщения почти все ошибочны. Он считает, что во всем Древнем мире не умели выделять металлическую сурьму из руды и что этот процесс стал доступным лишь в XV в. н. э. Даже специфическое использование сернистой сурьмы (лат. stibia) относится, по его мнению, к началу новой эры. Тем не менее, на Кавказе найдено немало небольших сурьмяных предметов, служивших украшениями или имевших ритуальное назначение. Большая их часть относится ко II-1 тысячелетиям до н. э. [43].
Распространение оловянной бронзы в Древнем мире вызвало много интересных вопросов и поставило немало проблем. К ним прежде всего относится выяснение происхождения олова как входившего в состав древней бронзы, так и использовавшегося самостоятельно. Последовательность открытия оловянной бронзы и олова также остается пока невыясненной. Можно было бы предположить, что до получения оловянной бронзы человек научился выплавлять олово из его руды - касситерита (SnO2), тем более, что процесс выплавки не представлял трудностей благодаря низкой температуре плавления олова (232oС). Однако повсюду оловянные предметы появились либо одновременно с бронзовыми, либо позднее их. В Таиланде, где найден древнейший в мире предмет из оловянной бронзы, столь же древние оловянные изделия пока не найдены [45]. Тем не менее, нет сомнений в том, что олово было знакомо человеку в странах Ближнего Востока по крайней мере с середины III тысячелетия до н. э., но тогда там уже использовались предметы из оловянной бронзы [46, с. 38], а в Тепе-Яхья, в северо-восточном Иране, бронза появилась на несколько столетий ранее [20].
Очевидно, переход от медно-мышьяковых сплавов к медно-оловянным был постепенным, и первоначально олово присаживали к меди совместно с мышьяком. Этим, видимо, объясняется, что в странах на Ближнем Востоке и в некоторых других регионах в начальном периоде ''бронзового века'' оловянная бронза содержит небольшое количество олова и притом совместно с мышьяком. Исключением являются древние бронзы Таиланда, не содержащие примеси мышьяка [47].
В таблице приведены некоторые данные о древнейших меднооловянных предметах, цитированные из литературы [44, с. 15; 48]. Как уже упоминалось, выплавка олова из его природной двуокиси - касситерита - с древесным углем довольно проста, и выплавленное олово может быть добавлено к выплавленной меди для получения бронзы. Другой вариант возможного получения бронзы - совместная плавка медных руд, предварительно смешанных с касситеритом. Таким путем можно получать сплавы с различным содержанием олова (чистый касситерит содержит почти 80% Sn) [46, с. 38-41]. Следует, однако, учитывать, что совместная выплавка меди и олова в больших масштабах требовала доставки оловянных руд к местам, где находились источники меди.
Сведения о древнейших медно-оловянных предметах
Легирующая
Страна Памятник Предмет Датировка (гг. до н.э.) примесь, %
Sn As
Таиланд Бан Чианг Кинжал 3600 2,5 -
Иран Тепс-Яхья '' 3000 3,0 1,1
СССР Бабадервиш Крючок 3000 - 2500 0,97 1,3
(Азербайджан)Казахский р-н
Ирак Ур Лезвие 2800 - 2500 2,40 -
Турция Троя II '' 2500 - 2000 2,18 0,97
Пакистан Мохенджо Даро '' 2100 - 1700 1,2 -
Египет Гробница Тутан- '' 2000 - 1800 1,8 Следы
хамона
Англия Игмннтон Кинжал 1700 1,54 2,9
Редкое обнаружение древних оловянных предметов в некоторых регионах указывает на то, что олово не во всех случаях присаживали к меди в виде металла. Более реально полагать, что первоначально олово присаживали к меди в виде его двуокиси, т. е. касситерита. Восстановление олова в шихте с медной рудой и с древесным углем и его, таким образом, одновременная присадка - процесс более простой, чем изолированное восстановление олова с последующей его присадкой к меди. В пользу этого как будто говорит обнаружение около 16 кг белого вещества, имеющего консистенцию пасты, в обломках древнего, датированного 1200 г. до н. э., торгового судна, затонувшего у берегов мыса Гелидония (Турция) [49]. Химическим анализом установлено, что это вещество в своей основе содержит 14% SnO2 и 71% СаСОз. Однако имеются противоречивые суждения: были ли это слитки из металлического олова или же это был минерал - касситерит, подвергнувшийся агрессивному действию морской воды [5, с. 15]. Больше оснований в пользу второй версии, поскольку двуокись олова в древности применялась в производстве глазури для глиняной посуды и фаянсовых бус [5, с. 16].
Многие соображения относительно возможных источников олова в древности зачастую исходят из ошибочных и путаных сведений об олове в трудах некоторых древних и средневековых авторов. Месторождения олова по сравнению с другими металлами очень редки; поэтому предполагалось, что установление источников олова в регионах, где расцветала металлургия, не представит затруднений. На самом же деле эта проблема остается нерешенной до сих пор [50, с. 234-240].
Для выявления источников олова его часто искали в тех районах, где обнаружено много древних медно-оловянных предметов, например в Иране и на Кавказе [51, с. 57]. Однако, судя по современным геологическим исследованиям, в Иране месторождения оловянных руд отсутствуют. Металлогеническими и геохимическими методами была также установлена невероятность залегания в пределах Кавказа промышленных оловянных руд, как по запасам, так и по содержанию олова [52, с. 164]. Различные названия металлов в древних клинописных текстах иногда неправильно ориентировали в решении вопросов установления центров древнейшей добычи олова. Например, о больших количествах ''анаку'' упоминается в клинописных текстах, найденных вблизи Иракского Курдистана. Неизвестно, однако, действительно ли название ''анаку'' относится к олову [53].
Большинство известных в мире месторождений касситерита (Sn02) находится в Малайзии, Индонезии, Китае, Боливии, на Британских островах (на Корнуэлле), Саксонии, Богемии, Нигерии. При этом довольно часто отмечается Богемия как один из центров снабжения оловом бронзовой металлургии. Но месторождения олова там глубоко залегают в гранитах, так что вряд ли они были доступны древнему рудокопу. Существует мнение, что олово доставлялось с Корнуэлла и с близлежащих островов, ранее называвшихся ''Касситериды''. Однако трудно предположить, минерал ли касситерит получил название от названия островов или же острова названы от греческого слова ''касситерос'' [37]. Это слово действительно встречается в ''Илиаде'' Гомера, но неизвестно, обозначало ли оно в то время олово или бронзу. Доставка же олова с Британских островов вряд ли была возможна в столь древние времена 7).
Изучение древних оловянных предметов в Англии показало, что выплавка олова началась на Британских островах в более позднее время, в основном в эпоху Римского владычества. Поэтому американские исследователи сомневаются в существовании там древней добычи оловянных руд [46]. Отсюда обоснованные сомнения и в вывозе олова с Британских островов означала II тысячелетия до н. э.
7) Касситеридами, вероятно, называли сначала все Британские острова. В V в. до н. э. о них упоминаэт Геродот [37, с. 173J. Согласно Страбону [34, с. 169], в начале I в. до н. э. проконсул Рима в Испании П. Красе, выслеживая финикийские корабли, издавна привозившие оловянную руду в нынешний Кадис, обнаружил и эти острова (ныне о-ва Силли), и оловянные рудники на них. Позднее добычу вели уже римляне. Некоторые подробности см. в кн.: Т. R. Holmes. Ancient Britain. Ox ord, 1907, p. 483-498. По-видимому, возможность добычи олова на Касситеридах в стародавниe времена остается достаточно вероятной.- Прим. ред.
В последнее время настойчиво высказывается соображение, что древняя бронзовая металлургия на Ближнем и Среднем Востоке, а также на Кавказе снабжалась оловом из аллювиальных месторождений касситерита на Малайском архипелаге и в соседних с ним странах [52, с. 161-164]. Эти место- рождения расположены в ''оловянном поясе'', простирающемся, начиная с Индонезии, через Сингапур, Малайский полуостров (Малайзия), Юго-Восточный Китай, в пределах Восточной Сибири и далее 8). Металлогеническая зона Малайского архипелага, располагаясь на небольшом регионе земного шара, в то же время вместе с Боливией является основным источником олова в мире. Надо полагать, что доставка олова из стран Юго-Восточной Азии происходила не только морским путем, но и сухопутным - караванным.
Присадка олова к меди, начиная с минимальных долей процента, улучшает ее литейные качества, но изменяет пластичность сплава. Бронзы, содержащие до 5% олова, допускают ковку и волочение вхолодную, при больших же содержаниях олова такая обработка возможна только вгорячую. С повышением содержания олова хрупкость бронзы увеличивается; бронзы, содержащие до 30% олова, дробятся под молотком.
Небольшая добавка олова к меди незначительно понижает ее
точку плавления, например, медь с 5% олова плавится при 1050o С,
с 10% - при 1005oС
8) Менее значительные месторождения, доступные древним рудокопам, имелись и имеются в Средней Азии, в частности в Западном Памире. Это несколько ближе к Месопотамии. Страбон и Плиний (I в. н. э.) сообщают о добыче россыпной оловянной руды в Испании и Португалии.- Прим.ред.
Как и в отношении ряда других металлов, освоение человечеством железа могло идти (и шло) двумя путями: использование природного металлического железа и химическое превращение железной руды.
Природное металлическое железо встречается на поверхности Земли как самородное и как метеоритное. Самородное железо встречается в виде мелких листочков и чешуек, вкрапленных в горные породы, в частности в базальты. Нередко оно образует также кусочки неправильной формы, а иногда и сплошные массы довольно значительных размеров. В частности, описаны железо-базальтовые монолиты в сотни тонн. Самородное железо всегда содержит заметные количества никеля. Различают два типа такого железа: аварит (содержание никеля до 2,8%) и джозефинит (50% и более никеля). Самородное железо ковко и тягуче, так что в принципе оно могло бы быть использовано человеком, если бы не исключительно редкие находки его масс, доступных механическому ручному переделу.
Значительно более доступно природное металлическое железо неземного происхождения - метеоритное железо, которое действительно использовалось на заре ''железного века''. Второй путь - путь химического превращения железной руды - требовал освоения достаточно высоких температур. Вообще говоря, для восстановления железа из его окислов окисью углерода, что и происходит в обычном металлургическом процессе, достаточна температура лишь несколько выше 700o С - такую температуру дает даже лагерный костер. Однако железо, получающееся таким путем, представляет собой спеченную массу, состоящую из металла, его карбидов, окислов и силикатов; при ковке оно рассыпается. Чтобы практически реализовать возможности процесса восстановления с целью получения железа, пригодного для переработки, необходимы были три условия: 1) введение окислов железа в зону нагревания в условиях восстановления; 2) достижение температуры, при которой получается металл, пригодный для механической переработки; 3) открытие действия добавок - флюсов, облегчающих отделение примесей в виде шлаков, что обеспечивает получение ковкого металла при не слишком высоких температурах.
*) Этот раздел написан В. В. Ивановым.
Первоначальные опыты ранних гончаров Ближнего Востока с окислами железа были связаны скорее всего с ролью последних как красящего вещества, от примеси которого зависит цвет глины (в частности, бурый) и цвет керамики (красный при окислении железа, темно-серый или черный при восстановлении железа из окислов). Максимальный красящий эффект достигался при температуре около 900o С. Как показал недавно осуществленный химический эксперимент Р. Мэддина, при 960o С добавление флюса того типа, который использовался в печах Мецамора и Аргиштихинили (Урарту), в том числе 7% костной смеси (Ca0, P205) приводит к получению железных криц, пригодных для ковки (без такого флюса получающиеся губчатые куски железа для ковки не пригодны) [54].
При температурах выше 1000o С от сплошной спеченной металлметаллоксид-силикатной массы уже отделялась фаза образующихся в этих условиях искусственных силикатов, что создавало предпосылки для развития стекловарения. При температурах 1075oС и выше уже даже без добавки костной смеси возможно образование таких железных криц, которые можно ковать. Как известно, медь плавится при 1083o С, и отсюда следует, что теоретически возможен был прямой, минуя период бронзы, переход от металлургии чистой меди к металлургии железа.
При температуре 1174o С из металлического железа, его окиси (Fe0) и силиката железа - фаялита (FeO-SiO2) образуется эвтектическая система, при ковке которой силикат и окись выдавливаются, а частицы железа свариваются в сплошную металлическую массу. Добавление флюса - костной смеси - заметно снижает эвтектическую температуру.
Если ковке подвергают эвтектику, образовавшуюся в температурном интервале 900-1200o С, то образующееся железо содержит еще существенное количество примесей и еще достаточно мягко. Впрочем, при ковке криц от них могли отделяться более твердые науглероженные пластины, пригодные для примитивного штучного изготовления стальных изделий.
Для получения железа путем прямого восстановления его окислов сыродутным методом необходима была температура выше 1400oС, более определенно она зависела от используемого сырья. Так, для восстановления Fe0 достаточно 1420o С, для Fe3O4 - 1538o С, а для Fe2O3 - 1565o С. Температура выше 1400o С (до 1540o С) требуется и для производства стекла. Поэтому почти одновременное открытие в культурных центрах Древнего Востока производства железа посредством сыродутного способа (в Малой Азии) и производства стекла (в Месопотамии и Египте) явилось следствием температурного потенциала, достигнутого цивилизацией.
Железо, как и стекло, достаточно рано начали получать в качестве шлаков - побочных продуктов при керамическом производстве или производстве меди и бронзы. Об этом свидетельствуют, например, железные шлаки, обнаруженные, по данным К. X. Кушнаревой и Т. Н. Чубинишвили [55, с. 132], в остатках металла в тигле на Южном Кавказе времени куро-аракской культуры и в древней медеплавильной печи (около XVIII в. до н.э.) из Аладжа-Гуюка [56].
Казалось бы, относительная простота технологии получения железа, сравнительно с технологией выплавки бронзы, и значительно большая доступность сырья должны были бы способствовать быстрому вытеснению бронзы железом. Тем более, могло бы конкурировать с бронзой метеоритное железо, которое во многих языках Древнего Востока называлось ''металлом неба''. Этого, однако, не произошло по трем причинам. Во-первых, как уже давно отмечалось, производство и некоторые виды применения бронзы во многих регионах имели обрядовый характер. Это обстоятельство, кстати, напоминает о необходимости учитывать в истории техники внетехнические - культурно-исторические - причины, замедлившие наступление ''железного века''. Оно также лишает ''обязательности'' историческую последовательность камень-медь-бронза-железо, ступени которой рассматривались как типологические, необходимые и ''естественные''. Недаром ряд позднейших культур миновал этап бронзы [57]. Во-вторых, железные руды менее ярки, а потому менее заметны, чем медные, так что, несмотря на распространенность, их поиск на первых порах был более сложным. Кроме того, из бронзы без труда можно было делать отливки, тогда как плавка железа требовала весьма высоких, не сразу достигнутых температур и особой техники. В-третьих, железо, получавшееся в примитивных горнах, было чересчур мягким и не сразу могло соперничать с бронзой в качестве материала для изготовления орудий труда и оружия. Наиболее ранние образцы обработанного железа, найденные на территории Древнего Востока, в Египте и Месопотамии, изготовлены из метеоритного железа, что устанавливается содержанием в них никеля (порядка 4-10%). Недавно подсчитано, что на территории Древнего Ближнего Востока могло находиться до 1 млн. r железных метеоритов. Вывод о широком использовании метеоритного железа в древности имеет одно-единственное исключение, которое и позволяет точно определить область, где в Евразии был открыт способ получения железа из руды: по новейшим данным металлографического анализа, железные клинки из Аладжа-Гуюка (2100 г. до н. э., а возможно, и ранее) были изготовлены из земного железа [58, 59]. Эти выводы историков материальной культуры можно прямо связать с одновременными свидетельствами староассирийских табличек из торговых колоний в Малой Азии рубежа III и II тысячелетий до н. э. Основным предметом торговли были металлы - медь и серебро, которые вывозили из Малой Азии, и олово, которое ввозили в эту область, отличавшуюся необычайно высоким уровнем техники производства металлов (с чем связано и столь раннее становление торгового капитала). Ассирийские купцы образовывали также и специальные торговые общества с целью приобретения железа (аккадское asi'u), которое ценилось необычайно высоко - в 40 раз дороже серебра и в 5 (а то и в 8) раз дороже золота. Необычайные трудности, с которыми столкнулись предприимчивые ассирийские торговцы, были связаны с тем, что торговля железом целиком контролировалась властями местного анатолийского царства - Куссара. Из староассирийских табличек следует, что существовало производство железных криц (аккадское amufcu), которые далее обрабатывались в кузницах.
В одном из документов описывается, как крица, принесенная автором, была против его воли местным должностным лицом отдана кузнецу для обработки, причем указана и потеря в весе в результате обработки. Отсюда, кстати, следует, что в крице содержалось значительное количество удаленных при ковке шлаков, что характерно для раннего этапа развития сыродутного способа производства.
В обширной древнехеттской надписи Анитты (XVI в. до н.э. упомянуты железные предметы, в частности железный трон и железный скипетр, принесенные Анитте правителем города-государ) ства Пурусханда [60]. Предметы из железа и железные изделия (в том числе железный очаг, железные гвозди, священные изображения из железа) многократно упоминаются в позднейших хеттских текстах.
Особая культовая значимость железа в ритуальной традиции хатти выделяет эту последнюю (и отчасти продолжающую ее древнехеттскую) из числа других древневосточных культур и объединяет ее с позднейшими западнокавказскими, в частности абхазской, что представляет особый интерес ввиду наличия ряда сходств языка хатти и абхазско-адыгских языков. В традиции хатти отсутствовала та аксиологическая (ценностная) преграда для осознанного использования железа как значимого металла, которая могла задержать развитие металлургии в других областях [57, с. 726-727]. Очевидно, в области расселения хатти, где отсутствовали залежи олова, необходимые для производства бронзы, но в изобилии имелись железные руды, не было и второй причины, тормозившей использование железа в тех областях, где раньше появилась бронза. Данные о малоазиатских клинках из земного железа позволяют предположить, что хаттские (и позднее хеттские) металлурги и кузнецы научились преодолевать и третью трудность, мешавшую использованию железа в древности, - излишнюю мягкость этого металла, получаемого сыродутным способом. Видимо, на первых порах для изготовления клинков могли использоваться упомянутые выше отделяющиеся при ковке от криц науглероженные стальные пластины, чем объясняются высокая стоимость и редкость клинков.
Вывод, согласно которому металлургия железа в Передней Азии (а потом и в Евразии в целом) распространяется из области культуры хатти, подтверждается историей названий железа и стали. Все древние языки Малой Азии и прилегающих областей (хеттский, хурритский, западные - левантийский, диалекты аккадского) заимствуют название железа из хатти, где железо называлось hapalki-hawakki - с характерной для языка хатти приставкой ha-, как в хатти ha-prassun - ''леопардовый'', откуда название барса -леопарда в разных языках Евразии, в том числе и России. Заимствование названия леопарда - барса в языке Евразии из языка хатти объясняется исключительно культовой значимостью леопарда в традиции хатти, здесь прямо продолжающей традицию религии обитателей Чатал-Гуюка. Роль для последней сдвоенных символов леопардов позволяет предположить малоазиатское происхождение железного меча с изображением двух леопардов, найденного в Дораке и относимого к культуре Иортан, синхронной со временем, когда в Аладжа-Гуюке уже знали производство железа, так что было бы неправильно описывать этот предмет вне его культурно-исторического малоазиатского контекста [61, с. 94].
Хаттское название железа или стали (через возможное посредничество одного из языков запада Малой Азии) проникло в древнегреческий язык в двух формах. Более ранняя из них - calpoz - основной металл - медь, сталь встречается уже в микенском како, откуда ка-ке-u равно calpenz кузнец, что указывает на заимствование эпохи, когда греки еще не знали металлургии железа, и более поздней caluy - сталь, встречающийся уже у Эсхила и в имени народа ''железоделателей'' - халибов - calubez , обитавших на черноморском берегу Малой Азии, где, судя по новейшим данным, находился центр ранних поселений хатти [62].
Если техника получения из руды железа, а возможно и стали, (''хорошего железа'' для клинков) была изобретена хатти, то, как полагает большинство исследователей, роль хеттов - прямых наследников усвоенной ими культуры хатти, состояла скорее в том, что они способствовали задержке широкого распространения железа. Предполагается, что у хеттов в эпоху Нового Царства (XIV-XIII вв. до н. э.), как до этого в царстве Куссар в эпоху староассирийских колоний и как много позднее в Китае (I в. до н. э.), осуществлялась государственная монополия на железо [63]. Несомненно, что железо оставалось у хеттов дорогим металлом, доступным для изготовления единичных ювелирных изделий, которые хранились на царских складах (''домах печати'') в ограниченном количестве.
В XII в. до н. э., после падения Хеттской империи, железо распространяется среди разрушивших ее народов (''народов моря'', как их называют египетские источники) и соседних народов. Характерно, что в IX в. до н. э., когда для Ассирии констатируется классический железный век, основные количества железа ассирийцы получают либо из области Хатти (15 т при Ашшур-нацирапале, 24 т при Салманассаре III), либо из Наири (18 т при первом из этих царей) и из других областей на территории исторической Армении. Полагают, что производство железа в Древней
Армении, непосредственно примыкающей к Хеттскому царству, начинается в XIII-XIV вв. до н. э [64]. Несколько позднее металлургия железа начинается в Западной Грузии - около XII в. до н. э. Связь закавказских центров с хаттскими (и позднейшим хеттским) доказывается и языковыми данными: грузинское rkina - железо связано с одним из производных от хаттского названия железа, сохраненным в хаттском названии города Hawarkiпа (вариант Hawalkina от hawaiki - железо); в грузинском отражена форма без приставки ha-). К другому производному от того же хаттско-хеттского названия восходит и армянское егkat/ - железо.
Свидетельства языка представляются весьма существенными и для того, чтобы проследить дальнейшее продвижение железа по Евразии в тысячелетний период, прошедший после падения Хеттского царства на рубеже XIII и XII вв. до н. э. Предполагается, что в Китае производство железа было начато в VII в. до н. э., если не двумя-тремя веками позже; в древнекитайский и тибетский языки западноазиатское название железа, восходящее к hawaiki, проникло в форме *khlek. Это звучание сходно с греческим calpoz - металл, медь, сталь, идущим из того же источника. Далее - архаическое китайское thiet /: *thek (cek). Несколько ранее, к рубежу II и I тысячелетий до н. э. (судя по новым радиоуглеродным датировкам), железо начали производить в Индии [65]. Предполагавшаяся одно время более ранняя датировка железного памятника из Кутуба не подтвердилась. В I тысячелетии до н. э. производство железа распространяется также в Египте, к 600 г. до н. э., побеждая бронзу, и далее в Мероэ и других областях в Африке начиная примерно с 1000 г. до н. э. Кстати, в Центральной Африке еще до недавнего времени сохранялся архаичный способ выплавки железа из руды. В I тысячелетии до н. э. ''железный век'' приходит в Европу. Первые образцы кельтского (а отчасти и германского) железа достаточно примитивны, но далее методы производства постепенно совершенствуются.
Археологическое различие между некоторыми западноевропейскими и восточноевропейскими традициями производства железа и стали любопытно сопоставить с различием терминов. В то время как славянские и балтийские названия типа русского железо в конечном счете объясняются из древней формы хаттско-хеттского происхождения, сходной с греческим calpoz, древние кельтские и германские названия типа английского iron, немецкого Eisen из *isarnim могут свидетельствовать о местной периферийной традиции, достаточно отличной от первоначальной. Напротив, о древних связях Рима с ближневосточными центрами металлургии железа свидетельствует латинское ferrum, родственное обозначению железа, заимствованному еще во II и I тысячелетиях до н. э. также в ряду древнесемитских языков (аккадское parzillu, древнееврейское barzal, угаритское brsl) и в сванский (berez). Для сопоставления с археологической датировкой начала производства железа в Грузии (около XII в. до и. э.) существенно расхождение между сванским и другими картвельскими языками, к XII в. до н. э. уже отделившимися от сванского.
В Древнем Египте, как указывает Лукас [18, с. 365-374], первые изделия из железа имели или культовое, или ювелирное назначение. Наиболее ранние из них - полностью окислившиеся к моменту обнаружения бусы, изготовленные из метеоритного железа (они содержали 7,5% Ni). Эта находка насчитывает более 3500 лет до н. э. Еще несколько очень небольших амулетов, датировка которых достоверно относит их к периоду до середины II тысячелетия до н. э., также изготовлены из метеоритного железа. В гробнице Тутанхамона (XIV в. до н. э.) найдено несколько миниатюрных изделий из железа, в том числе небольшой кинжал. Со времени этого фараона число находимых железных изделий постепенно увеличивается, но, судя по находкам, настоящее распространение железо получает в Египте только в VII в. до н. э., а производство в самом Египте и относительное равноправие железа и бронзы наступает еще лет на 100 позже. По данным письменных источников, в III в. до н. э. рабочим на египетских каменоломнях уже выдавали железный инструмент. Письменные же источники свидетельствуют о том, что в середине II тысячелетия побеждавшие в войнах египтяне накладывали на покоренные малоазиатские народы дань железом.
В Древней Греции железо распространилось заметно раньше, чем в Древнем Египте. Так, Гомер (XI-Х в. до н. э.) упоминает о железных изделиях и железе как предмете обмена.
Римляне владели искусством изготовления высококачественных видов железа и стали, что давало их металлическому оружию превосходство над примитивным кельтским. Масштабы добычи железной руды в римское время свидетельствуют о растущей значимости металлургии железа [66].
Предполагается, что первым социально значимым использованием железа было именно изготовление оружия, что, кстати, привело к перевороту в военном деле. Однако для того чтобы перейти от изготовления из железа и стали ювелирных (и вообще уникальных) драгоценных изделий (в том числе и клинков) к использованию железа и стали для массового изготовления разных видов оружия, а затем и орудий труда (в частности, сельскохозяйственного), потребовались и технический прогресс, и мутационный скачок в ценностной ориентации. В этом по существу и состоял переход к так называемому ''железному веку''.
Начало ''железного века'' в истории орудий труда знаменуется изготовлением целых серий железных (и стальных) предметов разнообразного назначения, подобно тому как такие серии предметов изготовлялись из чистой мод и в Египте, а из бронзы - в Шумере и в древних городах долины Инда. Наиболее ранние свидетельства таких серий орудий из железа дают раскопки в Гордионе (Фригия), относящиеся к VIII в. до н. э. Любопытно, что эта ранняя серия железных орудий засвидетельствована на той самой территории центра Малой Азии, где за полторы тысячи лет до этого возникла металлургия железа, а еще за пять тысяч лет до этого - начало металлургии меди. Сходным образом окончательное наступление железного века в Восточной Европе первой половины I тысячелетия до н. э. характеризуется сериями железных предметов Черняховской культуры [67].
В раннем ''железном веке'' процесс прямого восстановления железа из его окислов осуществлялся посредством так называемого сыродутного способа, основные особенности которого реконструируются достаточно точно на основании сравнения археологических находок с этнографическими данными о племенах и народах (в частности, африканских), до XX в. сохранивших этот способ производства железа. Сыродутный горн сооружался из глины или из камней, обмазанных глиной. В стенах горна оставлялись отверстия для дутья, обычно два, на противоположных сторонах. В эти отверстия вставлялись глиняные трубки - сопла, на которые надевали кожаные мехи, приводившиеся в движение, как правило, рычагами. Горн засыпался древесным углем и железной рудой. Частицы железа при сыродутном способе его получения свариваются в крицу - комок железа, представляющий собой, после проковки его молотом, предварительный материал для кузнечной работы.
В отдельных местах Западной Европы ремесленное производство железа таким способом продолжалось до XVIII в., а в стране басков, в Испании - и еще позднее. В начале новой эры в Западной Европе использовались простейшие ямы для плавки железа диаметром около 1,5-1,6 м, глубиной 0,6-1 м. Ямы были обмазаны двумя слоями глины соответственно толщиной 16 и 8 см. Сохранились следы глиняных сопел для принудительного дутья.
В другом типе древнеевропейских железоделательных сооружений, известных начиная с римского времени, для дутья использовали естественный ветер (в частности, горный). При слабом ветре приходилось создавать движение воздуха, размахивая веером из ветвей деревьев.
Металлургические процессы в железоплавильной печи сыродутного типа были изучены в стране басков. Для изготовления 100 кг железа требовалось 312 кг руды (с содержанием 63,99% Fе2Оз, 5,13% Мn2Оз, 12,2% Si02) и 340 кг угля. В железоплавильной печи с принудительным дутьем процесс восстановления железа начинался в зоне, прилегающей к наружному слою. В зонах, расположенных в глубине печи, энергично протекали процессы восстановления железа из окислов, шлакообразования и сплавления капель железа. В верхней зоне руда содержала 49,21% Fe2Оз, 26,95% Fез04, 4,13% Мnз04.
В следующей зоне, где выделялись уже капельки восстановленного железа, химический состав меняется и характеризуется содержанием 1,04% восстановленного железа, 59,51% Fe0, 22,91% Fe2Оз и 4,03% Мnз04. В нижележащей, третьей, зоне, еще более удаленной от наружного слоя, шло интенсивное восстановление железа, кусочки которого сплавлялись вместе, а железные кристаллики соединялись, образуя корку толщиной 2 мм на поверхности мягкой железной массы черного цвета. При температуре 1000oС в шлаках содержалось 41,2% Fe0, 11,7% Mn0 и 27,5 SiO2; капельки железа составляли 7,55% шлаков. В четвертой, самой нижней, зоне при температуре 1200-1300o С шлаки отделялись от кусков железа [68].
Из археологических раскопок в средневековой Европе для изучения подобных совершенных методов производства железа сыродутным способом значительный интерес представляет славянская домница VIII-IX вв. н. э. в Желеховицах (Чехословакия), изученная Р. Плейнером [69]. Домница включала целую систему сыродутных горнов. Общий для всей системы горнов шлаковый выпуск одновременно служил и воздушным отверстием для перехватывания часто дующих в горных местах Северной Моравии западных ветров. В каждом горне имелось воздуходувное сопло для принудительного дутья. От очага наискось вверх шла воронкообразная шахта печи, наклоненная на 70o к западу. Внутренность шахты и очаг обмазывались несколькими слоями веществ разной степени огнеупорности: песчаный слой красного цвета был менее плотен, но огнеупорность его была 1730oС (по своим качествам этот слой может быть сопоставлен с современными огнеупорными обмазками), более плотный глинистый слой имел наименьшую огнеупорность (1200oС).
Процесс плавки в домнице реконструируется так. Для восстановления железа из руды (магнетита Fез04 и гематита Fе2Оз) использовали древесный уголь, полученный из ясеня, клена и липы. К предварительно нагретым горнам доставляли раздробленную на мелкие части руду. В горнах зажигали древесный уголь, в разгоравшийся огонь бросали руду и производили принудительное дутье из меха, расположенного за горном, вместе с тем пользовались и природным ветром. Как показывают исследования шлаков, температура в горнах достигала 1450oС. Восстановление железа начиналось при температуре 500-600oС.
I. C + O2 = CO2 III. ЗFе2Оз + СО = 2Fез04 + СО2
II. C02 + C = 2CO IV. Fез04 + СО = ЗFеО + С02.
При 900o С осуществлялось выделение частиц железа.
V. FeO + CO = Fe + CO2.
При температуре 1100-1200oС образовавшаяся на предыдущем этапе закись железа Fe0 принимала участие в шлакообразовании.
Частицы железа сплавлялись при 1300-1400oС в железные крицы. Жидкий шлак предохранял образовавшееся железо от нового окисления.
Сходный температурный потенциал был достигнут при изготовлении железа в средневековой Польше [70] и Древней Руси [71]. Ранние этапы сыродутного способа производства железа моделировались в серии экспериментов Б. А. Колчина. На территории раскопок в Новгороде была построена глиняная печь древнерусского типа. Руда доставлялась из отвалов древних выработок старого сосновского рудника на Урале. Были учтены такие существенные технологические подробности, как предварительный разогрев печи, сушка руды. В 17 произведенных опытах плавки было получено губчатое железо. Многократные попытки превратить железную губку в крицу - в монолитный кусок железа без шлака и пустот (в таком виде железо и должно было поступать к кузнецам для обработки) - не увенчались успехом [72]. Крайняя сложность получения крицы (высокотемпературный режим и ожижение шлаков особыми сварочными флюсами) была подтверждена и другими опытами моделирования сыродутного способа производства железа. Очевидно, эти трудности не были преодолены кельтами, не знавшими во всем объеме технических достижений древних металлургов Ближнего Востока; этим и объясняется ломкость ранних железных изделий кельтов, не умевших еще реализовать все возможности, заложенные в сыродутном способе.
Сыродутный способ изготовления железа в его наиболее технически совершенных формах давал не только возможность производить достаточно большие количества металла, но также и создавал необходимые предпосылки для производства чугуна (для плавки которого требовался высокий температурный потенциал) и стали (получаемой либо из науглероженных пластин в сыродутной печи, либо из железа в кузнечном горне, либо, наконец, непосредственно из железной руды). Развитие ранней металлургии железа в этом направлении выявлено как в Восточной Европе, так и на материале средневековых восточноазиатских традиций, в частности древнеяпонской. Чжурчжэньская металлургия железа, бронзы и золота на Дальнем Востоке [73] представляет особый интерес ввиду следов (в частности, языковых) связей чжурчжэньской металлургической техники с центральноазиатской - иранской. Такие чжурчжэньские термины, как 'ап-c^'un (золото) [74], восходят к субстратному центральноазиатскому названию выплавляемого металла *ansuwan, предположенному на основании сравнения тохарского Aancu ''железо'', Ben'cuwo ''железо'' (в памятниках второй половины I тысячелетия до н. э. на территории Китая) с хорезмийским hncw и осетинским aendon ''сталь'' [75]. По-видимому, с иранскими продолжениями этой центральноазиатской традиции начала новой эры связано и мастерство изготовления стали в Древней Осетии - Алании.
Все указанные локальные (ареальные) термины для ''железа'' и ''стали'', отличные от первоначального хаттского и его прямых продолжений, связаны с некоторыми техническими нововведениями и местными усовершенствованиями в технологии железоплавильного и сталелитейного производств, более поздними по сравнению с первоначальным сыродутным способом. Исследование истории производства представляет исключительный интерес как тот случай, когда совместное использование археологических и лингвистических данных позволяет прийти к однозначному решению относительно местонахождения центра, из которого распространяются технические достижения.
Рассмотренный нами материал показывает, что в Древнем мире были широко распространены металлы и что людям той эпохи были хорошо известны различные операции над ними. В III-II тысячелетиях до н. э. выявляется основной набор тех химических элементов и веществ, оперирование с которыми подготовило основу для технических достижений последующих тысячелетий. Рука об руку с этими химическими экспериментами идут керамические, а также ранние опыты стекольного производства, с которыми связано существенное повышение температурного потенциала, достигнутого цивилизацией. Ко второй половине III тысячелетия до н. э. были достигнуты существенные успехи и в подборе древесного топлива для печей, и в конструировании печей, в частности печей для выплавки металлов с искусственным дутьем. Однако остается открытым вопрос: каковы были познания древних о металле как веществе? Существующие источники ничего прямо не говорят об этом. Поэтому попытаемся реконструировать эти знания. Само отсутствие трудов, содержащих натурфилософские размышления о природе металла, говорит о том, что такого подхода к металлу еще не существовало. Тем не менее должно было быть какое-то осмысление эмпирического материала, хотя бы на уровне обыденного сознания. Попытаемся выяснить это с помощью терминологического анализа.
Первое, что бросается в глаза,- отсутствие в древних языках термина ''металл'' в современном смысле слова. Слова, которые переводятся ныне как ''металл'', означали, например, в языках Месопотамии и в древнеегипетском языке - ''руда'', ''камень''.
Металл выделялся из других классов веществ не по своим физическим свойствам, а по способу получения. Понятие возникало не из теоретического осмысления вещества, а из практических действий над ним. Однако при этом существовали вполне однозначные наименования конкретных металлов-золото, серебро, медь и т. п. Причем термин относился и ко всем разновидностям данного металла. Выше указывалось, что в древних текстах существовали такие понятия, как ''желтое'', ''белое'', ''изящное'' золото. Все эти сорта явно воспринимались как разновидности одного и того же металла, а не как различные металлы. То же можно сказать и о серебре или железе. При этом металл подразделялся по способу получения: ''небесное'' и ''земное'' железо; по способу употребления: ''денежное'' и ''производственное'' серебро; по физическим свойствам: ''желтое'' и ''белое'' золото. Итак, различие в физических свойствах разновидностей одного металла осознавалось мастерами. Осознавались также и различные физические свойства видов металлов. Наиболее ярко свидетельствуют об этом ошибки древних в определении металлов. Свинец, олово и сурьма, как указывалось выше, воспринимались как один металл разной степени чистоты, что можно объяснить только близостью их физических свойств. ''Электрон'' же, наоборот, принимался за самостоятельный металл, так как он по своим внешним данным отличался как от золота, так и от серебра.
Такие взгляды на сходство и различие металлов открывали путь к мнению о том, что металлы могут превращаться друг в друга. Действительно, сплавляя два различных металла - золото и серебро, мастер получал третий - электрон. При добавках меди к золоту ремесленники получали сплав, внешним видом напоминавший золото,- для них он и был золотом. Следовательно, медь, соединяясь с золотом, сама становится им. Наблюдения над тем, что металл может превращаться один в другой, открывали путь к мысли, что в основе всех металлов лежит что-то общее, не только способ их получения.
Итак, мы видим, что развитие знаний о металле шло от единичного (каждая разновидность одного и того же металла есть отдельное вещество) через особенное (все разновидности одного металла, например золота, принадлежат к одному виду - золоту) ко всеобщему (все виды металлов - золото, серебро, медь, железо и т. д.- принадлежат к одному классу веществ - металлам вообще).
При обработке различных металлов выявились различные их физико-химические свойства. Именно металлы оказались теми природными объектами, на основе которых возникло понятие о веществе. Постоянство свойств отдельных металлов наталкивало на мысль о существовании целого ряда индивидуальных веществ со своими специфическими, присущими им свойствами. Металлы оказались, таким образом, первым наиболее удобными наглядным примером многообразия веществ. Металл поддается разнообразным видоизменениям и тем самым давал наглядный пример превращения веществ.
Разумеется, все сказанное выше не означает, что у древних была развитая химическая теория, например представление о трансмутации, об общей для всех металлов основе и т. д. Мы видели, что даже общность металлов осознавалась еще слабо. Эмпирический материал позволял сделать все указанные выше выводы, но это не значит, что эти выводы были сделаны.
Для того чтобы все указанные нами тенденции в осознании природы металлов выявились, превратились в четкие понятия, которые могли быть сведены в теорию, необходимо было натурфилософское осмысление материала, накопленного практикой.
С другой стороны, получение металла с наиболее подходящими свойствами для нужд практики потребовало от многих поколений ремесленников-металлургов тщательного изучения режима восстановления металлов из руд, в частности правильного подбора шихты, температурных условий, дутья и т. д. Овладение процессом выплавки металлов из руд и методом дальнейшей обработки полученных металлов привело в конце концов к постановке чисто научных вопросов о горении и его природе, о сущности реакций восстановления и окисления и других химических проблем.
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА. Глава II
1. Braid-wood R. J. The Paleo-Enviroment of Western Asia and the Appearance of Food Production. A Report to the National Foundation. The Oriental Institute. Chicago, 1966. 176 p.
2. Evans D. Knossos and the Neolithic of Crete.- In: Atti del VI Congresso Internazionale Delle Scienze Preistoriche е Protostoriche. II, Comunicazioni Sezioni I-IV. Roma, 29 Agosto, 1962, p. 220-224.
3. Пазухин В. А. О происхождении древнейшей мышьяковой меди.- Изв. АН СССР, 1964, серия. Горное дело и металлургия. ј 1, с. 151-165. 4. Marechal J. R. Reflections upon Prehistoric Metallurgy. Lammersdorf, 1963. 200 p.
5. Tylecot Л. F. A History of Metallurgy. London: Metal Soc., 1976. 147 p.
6. Coghlan H. H. Notes on the Prehistoric Metallurgy of Copper and Bronze in the Old World.- In: Occasional Papers on Technology, 2nd ed. Oxford: Univ. Press, 1975, p. 4.
7. The Metalsmiths/Ed. P. Knauth et al. New York: Little Brown and Co., 1974.
8. Колчин Б. А. Проблемы изучения технологии древнейших производств.- В кн.: Очерки технологии древнейших производств. М.: Наука, 1975, с. 5-13.
9. Neuninger H., Pittioni R., Siegl W. Fruhkeramische Kupfergewinnung in Anatolien.- Archaeol. austriaca, 1964, Bd. 35, S. 98-110.
10. Терехова H. H. Металлообрабатывающее производство у древнейших земледельцев Туркмении.- В кн.: Очерки технологии древнейших производств. М.:Наука,1975, с. 42.
11. Wertime T. A. Man's First Encounters with Metallurgy.- Science, 1964, vol. 146, p. 1257-1267.
12. Lucas Л., Harris J. R. Ancient Egyptian Materials and Industries. London: Edward Arnold, 1962. 1200 p. См. с. 201.
13. Wertime T. A. The Beginning of Metallurgy: A New Look.- Science, 1973, vol. 182, p. 875-887.
14. Desch С. H. Sumerian Copper. Interim Rept. Brit. Assoc. Adv. Sei. Glasgow, 1936. 38 p.
15. Селимханов И. Р., Торосян Р. M. Металлографический анализ древнейших металлов в Закавказье.- Советская археология, 1969, ј 3, с. 229-294.
16. Selimkhanov I. R., Marechal J. Д. Nouvelles conceptions sur les debuts de la metallurgie ancienne en Europe et au Caucase.- Bull. Soc. prehist. franc., Etudes et Traveaux, Paris, 1966, fasc. 65-2, p. 432-449.
17. Mellink M. J. Ancient Metals Trade.- Science, 1974, vol. 185, p. 52-53.
18. Лукас А. Материалы и ремесленные производства Древнего Египта. М.: Изд-во иностр. лит., 1958. 747 с.
19. Forbes Д. J. Studies in Ancient Technology. Leiden: Brill, 1964. Vol. 8.
20. Lamberg-Karlovsky С. С. and Martha. An Early City in Iran.- Sei. Amer., 1972, vol. 224, N 6, p. 102-111.
21. Ufuk Esin. Kuantitativ spektral analiz yardimiyla Anadoluda baslangicidan Asur koloniler cagina kadar bakir ve tune madencigi. Stanbul: Tas matbaasi, 1969. 243 p.
22. Селимханов И. Р. Историко-химические и аналитические исследования древних предметов из медных сплавов. Баку: Изд-во АН АзССР, 1960.
23. Черных Е. H. Спектральные исследования металлических изделий из могильника Гатын-кале.- В кн.: Древности Чечено-Ингушетии. М.: Изд-во АН СССР, 1963, с. 136-138.
24. Тавадзе Ф., Сакварелидзе Т. Бронзы Древней Грузии. Тбилиси: Изд-во АН ГрузССР, 1960.
25. Forbes Ji. J. Studies in Ancient Technology. Leiden: Brill, 1972. Vol. 9.
26. Partingion J. 7?. Origins and Development of Applied Chemistry. New York; London, 1935.
27. Berthelot M. Introduction a l'etude de la chemie des anciens et du Moyen Age. Paris: Steinheil, 1889.
28. Lepsius С. R. Les metaux dans les inscriptions Egyptiennes. (Traduit par W. Berend). Paris, 1977.
29. Кайя Плиния Секунда. Естественная история ископаемых тел. СПб., 1819. 364 с.
30. Levey M. Chemistry and Chemical Technology in Ancient Mesopotamia. New York; Princeton: Eisevier Publ. Co., 1959. 164 p.
31. Lippmann Е. Entstehung und Ausbreitung der Alchemie. Berlin, 1919. 742 S. См. с. 528.
32. Селимханов И. Р., Марешаль Ж. Р. О ранних этапах древней металлургии меди на территории Европы и Кавказа в свете новых понятий и результатов анализа. - VII Международный конгресс доисториков и протоисториков. Доклады и сообщения археологов СССР. М.: Наука, 1966, с. 138-147.
33. Tylecot R. F. Metallurgy in Archaeology. London: Edward Arnold Ltd., 1962.
34. Страбон. География. В 17-ти кн. М.: Наука, 1964. См. кн. III, с. 144-145.
35. Limet Henry. Le travail du metal au pays de Sumer au temps de la IIIe dynastie d'Ur. Paris: Soc. ''Les Belles Lettres'', 1960.
36. Агрикола Г. О горном деле и металлургии, в двенадцати книгах/Под ред. С. В. Шухардина. М.: Изд-во АН СССР, 1962.
37. Геродот. История. В 9-ти кн./Под общей ред. С. А. Утченко. Л.: Наука, 1972.
38. Mellaart J. Catal Huyuk, a Neolithic Town in Anatolia. London, 1967.
39. Массой В. M. Неолит Южной Турции.- В кн.: Археология Старого и Нового Света. М.: Наука, 1966.
40. Renfrew С. Cycladic Metallurgy and the Aegean Early Bronze Age.- Amer. J. Archaeol., 1967, vol. 71, N 1.
41. Aitchison L. A History of Metals. London, 1960. V. 1, p. 43.
42. Coghlan H. Я. An Examination of a Groop of French Socketed Axes and Palstaves in the Borough of Newbury Museum.- Sibrium, 1972, vol. 11, Varese, p. 349-365.
43. Selimkhanov I. R. Sur l'etude du fragment de vase de Telo appartenant au Musee Louvre et le probleme de l'utilisation de l'antimoine dans l'an* tiquite.- Ann. Lab. Rech. Musees de France, 1975, p. 45-52.
44. Tylecot R. F. A History of Metallurgy. London: Metals Soc., 1976, p. 14.
45. Gorman Chester, Charoenwongsa Pisit. Ban Chiang: A Mosaic of Impressions from the First Two Years.- Expedition, 1976, vol. 18, N 4, p. 14-26.
46. Maddin R., Weeler Г. S., Muhly J.D. Tin in the Ancient Near East: Old Questions and New Finds.- Expedition, 1977, vol. 19, N 2, p. 38.
47. Селимханов И. Р. Существовал ли медный век перед бронзовым? - Курьер Юнеско, 1976, ј 3, с. 13-16.
48. Нариманов И. Г., Селимханов И. Р. К применению первых металлов в быту населения Восточного Закавказья.- Докл. АН АзССР, 1965, ј 4, с. 95-99.
49. Bass Georg F. Cape Gelidonya: A Bronze Age Schipwreck.- Trans. Amer. Phil. Soc. N. S., 1967, 57/8.
50. В эр Д. Ч. Откуда добывалось олово, входящее в состав древнейшей бронзы? - Древпости, Труды / Московское археологическое об-во, т. VII, 1877, вып. 3, с. 234-240.
51. The Metalsmiths/ Ed. Knauth P. et al. New York: Little Brown and Co., 1974.
52. Кашкай M. Л., Селимханов И. Р. Из истории древней металлургии Кавказа. Баку: ЭЛМ, 1973. 84 с.
53. Кашкай С. М. О металле аннакит приурмийских областей.- Вестник древней истории, 1972, ј 3, с. 150-153.
54. Maddin R. Early Iron Metallurgy in the Near East.- Trans. Iron and Steel Inst. Jap., 1975, vol. 15, N 2.
55. Кушнарева К. X., Чубинишвили Т. Н. Древние культуры Южного Кавказа (V-III тыс. до н. э.). Л.: Наука, 1970. 56. Mellink M. J. Archaeology m Asia Minor.- Amer. J. Archaeol., 1974, vol. 72, N 2.
57. Kroeber A. L. Anthropology. Rev. ed. New York, 1948.
58. Wertime T. A. Pyrotechnology. Man's First Industrial Uses of Fire.- Amer. Sei., 1973, vol. 61, N 6, p. 670-682.
59. Marschall V. Transpazifische Kulturbeziehungen: Studien zu ihren Geschichte. Munchen, 1972.
60. Neu Е. Der Anitta-Text (Studien zu den Bogazkoy-Texten 18). Wiesbaden, 1974.
61. Арешян Г. Е. Первые железные изделия Ближнего Востока и Балканского полуострова.- Вестник общественных наук АН АрмССР, 1974, ј 12.
62. Berein D. Pour une voie cimerienne de diffusion de la metallurgie du fer.- Archeol. Rozhledy, vol. 16, 1964, p. 264-272.
63. Zaccagnini C. ''Monopolo'' hittito del ferro.- Riv. degli study orient., 1970, vol. 45, fasc. 1/2.
64. Гогинян С. К истории древней металлургии железа в Армении. - Историко-филолог. ж., 1964, ј 3.
65. Triparihi V. Introduction of iron India - a chronological perspective.- In: Radiocarbon and Indian archaeology / Ed. by Е. P. Agrawal, A. Ghosh. Bombay, 1973, p. 272-278.
66. Davidson W. 7., Harper J. Е. European Economic History. Now York, 1972. Vol. 1. The Ancient World.
67. Вознесенская Г. А. Техника обработки железа и стали.- В кн.: Барцева Т. Б., Вознесенская Г. А., Черных Е. Н. Металл Черняковской культуры. М.: Наука, 1972, с. 72-113.
68. Neumann В. Die altesten Verfahren der Erzeugung technischen Eisens durch direkte Reduktion von Erzen mit Holzkohle in Rennfeuern und Stuckkofen und hie Stahlerzeugung unmittelbar aus dem Eisenerz. Mit einem Nachwort von H. Wilsdorf.- Freiberg. Forschungsh. D. 1954, N 6.
69. Pleiner R. Vyroba zeleza ve slovanske huti u Zelechovic na Unicovsku.- Rozpr. Ceskosl. Akad. ved, 1955, rocn. 65, rada SV, sesit 6.
70. Krupkowski Л., Reyman T. Badania metalloznawcze nad przekutym poifabrykatem zelaza z Witowa, pow. Pincow i zuzlem dymarkowym z Igoiomi, pow. Miechow, Sprawozdania P. М. A. V., Warszawa, 1954.
71. Колчин Б. А. Черная металлургия и металлообработка в Древней Руси. М.: Изд-во АН СССР, 1953.
72. Колчин Б. А., Круг о. 70. Физическое моделирование сыродутного процесса производства железа.- В кн.: Археология и естественные науки / Под ред. Б. А. Колчина. М.: Наука, 1965, с. 196-215.
73. Ленъков В. Д. Металлургия и металлообработка у чжурчжэней в XII веке. Новосибирск: Наука, 1974. 173 с.
74. Сравнительный словарь тунгусско-маньчжурских языков. Материалы к этимологическому словарю. / Под ред. В. И. Цинциус и др. Л., 1975. Т. I, A - И.
75. Иванов В. В. История металлов на Древнем Востоке в свете лингвистики. - Историко-филолог. ж., 1977, ј 1.
76. Фестер Г. История химической техники. Харьков: ГНТИ, 1938. 304 с.
77. Рагимова M. H. Из истории использования свинца в древнем и средневековом Азербайджане. Баку: ЭЛМ, 1978. 99 с.
Данная книга посвящена возникновению и развитию химических знаний с древнейших времен до XVII в.
В книге приведены новые сведения о металлах и сплавах, о технике крашения, стекольном деле и других химических ремеслах в древности. Впервые освещается вопрос о мифологических истоках учения об элементах. Интересный анализ дан античной натурфилософии. Большой раздел книги посвящен развитию химических знаний в средние века. Анализ алхимии позволяет понять процесс становления химии эпохи Возрождения, химической технологии, научного эксперимента, подготовивших основу для создания химии как науки.
Книга рассчитана на широкий круг химиков всех специальностей. Табл. 3. Ил. 51. Библ. 266 назв.
Всеобщая история химии. М.: Наука, 1980, 399 с.
Редакционная коллегия
доктор химических наук Р.Б. ДОБРОТИH,
доктор химических наук В.И. КУЗНЕЦОВ,
доктор химических наук Ю.И. СОЛОВЬЕВ,
доктор химических наук Я.П. СТРАДЫНЬ,
доктор химических наук Д.Н. ТРИФОНОВ,
доктор химических наук H.A. ФИГУРОВСКИЙ
ИЗДАТЕЛЬСТВО ''НАУКА''
Ответственный редактор доктор химических наук Ю. И. СОЛОВЬЕВ
УДК 54(091) ''.../16'' В 20501-096 БЗ-95-65-78.' 1801000000
c Издательство ''Наука'', 1980 г. (''55(02)-80 -----------------------