Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ТЕХНИЧЕСКИЕ НОВШЕСТВА И РАЗВИТИЕ МЕХАНИКИ В ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЕ VI-XV вв.
Л. Я. Шевеленко
В средние века машины и механизмы, о которых ниже пойдет речь (а ае о всех технических новшествах), были в большипстве случаев детищем сугубо экс-иериментальных или порою даже неожиданных действий. О систематических на-учио-технических знаниях для того периода нельзя говорить. Поэтому мехайизацию повседневного производства и развитие механики в Западной Европе VI—-XV вв. приходится рассматривать как набор отдельных фактов, сгруппированных по от раслям, При этом изобретение новых орудий труда и внедрение необычных техно логических процессов были связаны с непрерывным развитием естествознания. В результате еще до нового времени в сфере механики и техники практически народились, хотя и не получили йеобходимого теоретического обоснования, такие их ветви, как статика (особенно в области етроительпого дела), машиноведение, описательная геометрия, гидравлика, тепловедение, технология и материаловедение.
Машины, вытеснявшие ручной ^руД, находили тогда сравнительно малое при-мейение вследствие низкого уровня научной мысли и техники. Ведь машина ра-циоЯвльна лишь в случае, когда затраты труда на ее производство не превышают акономиго труда от ев использования. Такие возмоЯсности формировались тогда очень долго. Плюсами средневековых механизмов являлись удобство их обслужи вания и небольшая стоимость, минусами — малая производительность, невысокий коэффициент полезного действия, неравйонрочность компонирующих частей и не достаточная жестность кояструкций. Механизмы приводились в движение челове ческой или животной силой, водой, ветром, силой тяжести. Рабочая часть, как пра вило, оставалась примитивной.
Внедрение механизмов плодотворно сказалось в средние века на Прогрессе до бычи полезных ископаемых, металлургий, строительного и военного дела, трайспор-та, а такясе начальных приборостроения и станкостроения с прилегающими отрас лями. В качестве своеобразной антиТезы и дополнения к античйым «семи свобод ным йс^усс^вам» в клйссическом средневековье нередко в каижньДх миниатюрах изображались «семь механических искусств»: агрикультура, гойеЯИрное дело, тор говля, охота, строительство, хирургия и музыка; при этом рисовались применяв шиеся соответствующие инструменты: коса, напильник, весы, ловчая сеть, циркуль, ланцет и труба. Свою роль в применении механизмов сыграл в посдеантичное время переход от использования рабского труда к труду менее зависимых или вооб ще свободных лиздей.
Одной из Сфер применения механизмов была астрология. Пытавшаяся опреде лять судьбы людей по поведению небесных тел, она упиралась в наблюдения за этими телами и тем способствовала экспериментальному зарождению астрономии, а будучи тейно Связана с Математикой и картографией' йбба и Земли, помогала также географии и Геодезии. Первый в Европе земной глобус Создал М. Бехайм S Нюрнберге в 1492 году. Небесные глобусы появились раньше: воспроизведение вос точного осуществлено в 1080 г. во Флоренции, а европейский 1444 г. был делом рук и мысли Николая Кребса из лотарингских Куз. Геодезические измерекйя осу-
Шввеленко Анатолий Яковлевич — кандидат исторических наук, заведующий отде лом журнала «Вопросы истории».
5* 131
ществлялись с помощью экера — инструмента для визирования взаимно перпенди кулярных направлении и складными наугольниками для переноса углов с одного предмета на другой. Небесные измерения выполнялись угломерами в восьмую (октант), шестую (секстант) и четвертую (квадрант) часть диска с градусной шкалой, в центре которого высится алидада — линейка с диоптрами для опреде ления угловых значений высоты светил и расстояний между ними.
Усовершенствованный прибор превратился в металлическую астролябию с вращающимися алидадой, решеткой (проекция небесной сферы с 12 созвездиями Зодиака и ярчайшими звездами на плоскость экватора со стороны Северного по лушария) и неподвижными планисферами — круглыми пластинками, рассчитанны ми на конкретную географическую широту, по сторонам которых вырезаны эле менты неба. Алидада, решетка и планисферы сидели на общей оси. Такой прибор позволял находить длительность дня и ночи, время, координаты небесных светил для разных стран Европы, а также высоту крупных предметов на местности (горы, крепости, колокольни) ^
Успехи оптики облегчили наблюдения за светилами. Вперзые применил с этой целью в конце Х в. сферические стекла внутри неизвестной нам конструкции Гер берт Орильякский (папа Сильвестр II), а ее схематическое описание (согласно тексту, получался прототип телескопа) относится к XIII в., когда Раймонд Луллий изготовил на о. Майорка «ноктурнал» для ночных наблюдений за звездами. Дальнейших успехов добились англичанин Р, Уоллингфорд, создавший в 1324 г. примитивный планетарий с Землею в центре, и в 1473 г. Региомоптан (И. Мюллер из франконского Кенигсберга), демонстрировавший посредством колесного приспо собления движение звезд. Важнейшим географическим прибором стал компас. Принцип его действия описал в 1100 г. Р. Кёр-де-Лион. Пришедший с Востока и ставший сначала тайной итальянских моряков из Амальфи, он превратился в об щее достояние после того, как магнитная стрелка на оси в 1195 г. была опробована в горном деле Италии для обнаружения залежей железа. А когда между 1240 и 1269 гг. Петр Перегрин из Марикура систематизировал в сочинении «Письма о маг ните» первые наблюдения магнитных явлений, компас получил наивное теоретиче ское обоснование и вскоре обрел на корабельных установках рычажной механизм для арретирования стрелки ^
Стремление тогдашних мечтателей «оторваться от земли», создав летательный аппарат, иллюстрируют случайные и скудные сведения хронистов о таких попыт ках, причем мы не всегда знаем место происшествия и редко знаем имена изо бретателей. Согласно одному туманному известию, в 1020 г. неудачно пытался взле теть англичанин Оливер из Мэльмсбёри. В 1200 г., насадив крылья на деревянный винт, какие-то европейцы сконструировали нечто вроде ветрового геликоптера, но он остался неподвижным. 1405 г. в Германии был отмечен полетом малого аэро стата (оболочка с нагретым воздухом), однако без экипажа. В 1462 г. некий смель чак, нацепив маховые крылья, прыгнул с возвышенной точки; исход дела неизве стен' никакого особого резонанса событие не получило ",
* Паннекук А. История астрономии. М. 1966; Приборы и инструменты исто рического .значения, Т. 1. М. 1968, с. 40-45: История механика с древнейших вре мен до конца XVIII в. М. 1971; Strunz F. Astrologie, Alchemic, Mystik. Miinchen. 1928; BOttscher H. М. Sterne, Schicksal nnd Propheten. Miinchen. 1965: Hill D. A. History of Engineering in Classical and Medieval Times. Lnd. 1984, pp. 116-124, 190-198; Dales R. С. The Scientific Achievement uf the Middle Ages. Pluladelphia. 1973.
^Дорфман Я. Г. Всемирная история физики с древнейших времен до конца XVIII века. М. 1974, с. 110-111; Clagett М. The Science of Mechanics in the Middle Ages. Madison (Wise.). 1959; Savant J. Histoire mondiale de la marine. P. 1961, pp. 40, 423; Carter E. F. Dictionary of Inventions and Discoveries. Lud. 1966, pp. 119, 129; Berretta D„ Costa R. La passionnante histoire des grandes inventions. P. 1966, p. 192; North J. D. Richard of Wallingford. Oxford. 1976; G impel J. The Medieval Machine. Lnd. 1977.
» Carter E. F. Op. ciL, p. 3; P etit E. Histoire mondiale de l'aviation. P. 1967; L arson E. A History of Invention. Lnd. 1969, p. 191; Mauersberger K. Studien-material zur Vorlesung: Geschichte der TechHikwissenschaften and Masclunenwesen. Tl. 1. Dresden. 1983; С lark R. W. Works of Man. N. Y. 1985, p. 236.
Массовое строитедьство крепостей и городов, особенно после перехода в ар хитектуре с XII в. к готическому стилю, потребопало механизмов подъемных, до рожных, землеройных. Имеино в Х1Г в. появляются первые европейские «инжене ры». Строивший в Англии конца XIII в. мосты, речные понтоны:, осадные ката пульты и водяные мельницы помощник архитектора Дж. Сент-Джорджа Ричард носил персональное прозвище Инженер. Люди такого рода были нередко и изобре тателями. Источники упоминают о простом домкрате француза Жерве 1250 г., вин товом домкрате 1270 г., многочисленных колесных домкратах XIV в., подъемном кране на колесных ступенях в Праге того же столетия, действовавших с 1438 г. на крупных кораблях цепных колесах для подъема якорей, плавучем одноковшо вом экскаваторе итальянца Дж. Фонтаны 1420 г. (судя по чертежу, это была ковше-долбежная землечерпалка), очищавшем от ила каналы Венеции грейфере XV в. с грузозахватной рабочей частью. Украшением строительной техники той поры стала землеройная машина, которую применил великий Леонардо да Винчи в 1500 г. при рытье оросительной магистрали в засушливой Миланской долине. Ши рокое применение нашли блоки, рычаги, вороты, бадьи, а также «малая механиза ция» вроде колесных тачек и плечевых носилок. Разнообразными были ручные и ножные (педальные) станки: токарные по металлу (Франция IX в.), точильные с XI в., станки разных фасонов в монастырских мастерских Германии XII в., двух педальные со шкивом в Шартре 1240 года. Неизвестный немецкий мастер соорудил в 1427 г. сверлильную машину для расточки деревянных водопроводных труб. На станках XV в. вытачивались даже фигурные профили. Широкое использование рычажных прессов позволило И. Гутенбергу в XV в. изобрести печатный стан, в тимпане которого была применена идея виноградной давильни \
Своеобразной средой для изобретательства был мир музыкальных инструмен тов. Его находки в измененном виде приносили потом большую пользу другим сферам приложения механизмов. Издревле во дворцах звучали многотрубные ме^ таллические органы, развившиеся из камышовой «флейты Папа». Византия знала гидравлические и пневматические органы на платформах. В 973 г. загудел своей пневматикой орган Реймсского собора. В Италии XII в. к органу подсоединили кла^ виатуру. В Англии с 1418 г. действовали педальные органы. Клавишные струнные инструменты породили в XV в. клавесин. В 1472 г. он стал педальным. Среди мно гочисленных струнных инструментов (цитра, лютня, скрипка, виола, лира, арфа и др.) был и однострунный монохорд, используемый для обучения музыкальным интервалам монастырских певцов. Оп стал в XV в. четырехструнным клавккордом с органными клавишами. Специально для оркестра итальянец Ф. Гафори изобрел звуковой вибратор. С дальнейшим использованием отдельных открытий, применен ных первоначально в музыкальных инструментах, можно встретиться порой, изучая источники, в неожиданных местах: гидравлическом автомате X в. в императорском дворце в Константинополе, виноградном прессе XII в„ насосе Пизанелло 1456 г., шлюзовом замочном замыкателе 1497 г. на Миланском канале ^
Важную роль сыграли механические приспособления для прогресса горнорудного и военного дела. При сооружении шахт и добыче полезных ископаемых применя лись винтовые буравы, колодезные журавли, вороты с бадьей и лебедки, прими тивные подъемники, водоотливные устройства, рычаги и блоки. Лебедки обычно
* Тяжелов В. Н. Искусство средних веков в Западной и Центральной Европе. М. 1981, с. 31, ii6, 105, 148, 221; Коуэн Г. Дж. Мастера строительного искусства. М. 1982, с. 125-129; Finch J. К. The Story of Eagineering. Garden City. 1960, p. 86; Les Origines de la civilisation technique. Vol. 1. P. 1962, passim; HeersJ. Le travail au moyen age. P. 1965; Lot G. Grandes inventions. Milano. 1966, p. 19; Sandst-rom G. E. Byggama. Stockholm. 1968, s. 179; Great Engineers and Pioneers in Tech nology. Vol. 1. N. Y. 1981, p. XVII.
^Браудо E. М. Всеобщая история музыки. Т. 1. Пг. 1922, с. 65-68, 131, 170-172; Спутник музыканта. М.—Л. 1964, с. 160—204; Дала Л. Рождение машин. Бу дапешт. 1968, с, 58—59; Ливанова Т. История западноевропейской музыки до 1789 года. Т. 1. М. 1983, с. 56, 62; Carter E. F. Op. cit„ pp. 29, 176, 183; Stern a-g e I P. Die Artes Mechanicae im Mittelalter: Begrins- und Bedeutnngsgeschichte bis zum Ende des 13. Jahrhunderts. .Munchen. 1966; White L. Technologie medievale et transformations sociales. P. 1969, p. 110; Zeibstein U. Les hatisseurs du progres. P. 1977, p. 57,
крепились в монтажном каркасе, а иногда на крыше поверх рудничных колодцев. Колеса механизмов опирались на поперечные связующие балки. Для обеспечения безопасного подъема шахтных грузов по осям давления использовались аркбутаны, подпиравшие шахтные своды. К боковинам сооружении приделывались внутрен-вие и наружные контрфорсы — поперечные вертикальные стенки, усиливавшиа несущую часть. Места опоры аркбутанов фиксировались пинакляии — заимствован ными из архитектурных зданий башенками, упрочнявшими конструкцию. Беско нечные раановидности рычагов и блоков находили себе место в метательном ору жии — арбалетах, катапультах, бриколях, баллистах, а винтовые детали — в началь ных образцах огнестрельного оружия °.
Беа некоторых важных изобретений той эпохи невозможно представить себе многие современные машины: кривошипный паправдяющий механизм для враще ния жернова (описан в Утрехтской псалтири 834 г.) и в шарманке (Клюни, 942 г.), натяжная передача на арбалетной раме (около 950 г.), кулачковый механизм ва мельнице с приближенно-равномерным движением ведомого звена (Тоскана, 983 г.) и кулачковый вал (около 1000 г.), кардановый подвес (с XII в.), метательные ры чаги для бросания стрел (бриколь) и камней (фроядибола, с XIII в.), гидравличе ская пила с автоматической передачей (1240 г.), полумеханическая прялка с ручным колесом (1250 г.), аубчатые передачи на домкратах (с XIV в.), кривошипныы ме ханизм для связи рабочего инструмента с вращающимся колесом (с XIV в.), цеп ная передача на деревянном ткацком стане (1320 г.), шестерни с косыми зубьями (с XV в.), шатун для качения рычага, коленчатый вал и маховое колесо на мель нице (Германия, 1430 г.), самопрялка (1480 г.), шплинтовая цапфа (Англия, 1483 г.), регулирующий клапан Ф. ди Джордже в центрифуге (Италия, 1490 г.). Уникальным для той эпохи следует считать создание в 1153 г. германскому им ператору Фридриху Барбароссе пружинного протеза - железной руки с движущи мися пальцами взамен утраченной в схватке ". До того, как цехи монополизировали право использовать в узкокорпоративных целях технические изобретения, ремес ленное производство существенно содействовало продвижению в жизнь простейших машин в рамках всей Европы.
Как известно, принципиальную базу развития машинной индустрии составили мельница и часы ". Более древней мельницей была водяная. Сначала появилось нижнебойвое мельничное колесо, погруженное в поток. Его сменило более прогрес сивное среднебойное, у которого вода поступада в середину конструкции. Наконец, научились делать наливные колеса (иначе верхвебойные). Постав приспособления был и горизонтальным, и вертикальным. Стариннейшие европейские водяные ко леса восходят к римским, действовавшим на испанских рудниках у Рио-Тинто. В IV в. на р. Моаельв одном из лесных поселений работала рамная деревообра батывающая пила с водяным колесом в качестве двигателя, а иа р. Рур — для рас пила мраморных плит. После двухвековой лакуны в источниках встречаются упо минания о пижнебойных устройствах в Галлии VI в. и от 536 г. на р. Тибр возле Рима. Идентичными были мельницы 732 г. в немецком Оденвальде и 762 г. в Англии для помола зерна. В них ящики вращались вместе с пестом, а размолотая масса сваливалась в мукосейки с сигами. «Книга Страшного суда» зафиксировала в Анг лии 1086 г. уже 5624 водяные мельницы. Цистерцнанцы, обеспечивая ими с XI в. каждый монастырь, часто отводили от рек каналы и ставили на них малые вер тушки. Для полива широко применяли вертушки арабы в Испании, где такая
"Маркович В. Е. Ручное огнестрельное оружие. Л. 1937, с. 33-34, 54-63; Червоиный П. Е. От пращи до современной пушки. М. 1956, с. 14—22; Ric-kard Т. A. Man and Metals: a History of Mining. Vol. 1. N. Y. 1932, passim; McClintoc^ М. The Story of War Weapons. Philadelphia. 1945, pp. 13-20, 6й-70; Muller H. Histoi-iache Waffen. Bri. 1957, S. 110-117, 119-123, 132-135; Bach К. Die Gesohichte des Bergbans. Diisseldorf. 1981; Albert J„ Herlitzius E., Rich-ter F. Entstehungabedingungen und Entwicklung der Tecbnikwissenschafteii. Leipzig. 1982.
" A History of Technology and Invention. Vol. 1. N. Y. 1969, pp. 448-451, 456; White L. The Expansion of Technology 500-1500. Lnd. 1972, p. 157; Geachichte der Technik. Dliseeldorf. 1983, S. 38-54. ^ cm. Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. Т. 30, с. 263.
«нория» представляла собой колосо с прикрепленными к нему боком ведрами; поднимаясь вместе с вращающимся колесом, они изливали влагу в оросительный канал, лежавший выше ручья ".
В дальнейшем водяные мельницы применялись в кошевенном деле (фравцуз-ская Роман-сюр-Иаер, XI в.), при молотах (верхнепфальцский Шмидмюлен, 1010 г.), для открытия ворот в порту (Дувр, XI в.), в сукновальном (Гренобдь, 1040 г.) и экелезоделательном производстве (возле Барселоны, 1104 г. и в датском аббатстве Соре, 1197 г.), в бумажном деле (около Валенсии, 1144 г.), для выжима ния сока сахарного тростника (Сицилия, 1150 г.), в гидравлическом устройства (шампанская Эрви, 1203 г. и долина Среднего Рейна, 1226 г.), на обточке бревен (швейцарская Юра, 1268 г.) Тулуза, 1303 г. и Аугсбург, 1322 г.), в металлообраба тывающем производстве (болгарская Добри-Лаки, 1320 г.), для верчения токарных станков (французская Визий, 1347 г.), на волочильном стане (Германия, 1351 г.), при красильных мастерских (Италия, XIV в.) и обработке сахарного тростника (Сицилия, 1449 г.). В Польше они известны не позднее XIV века. Любопытно, что в их конструкция учитывался межень - ежегодный минимальный уровень речной воды. Нечастым их вариантом являлась мельница, работавшая от морских прили-аов и отливов (1044 г. в венецианской лагуне, 1070 г. в Дувре, 1170 г. ва побережье Сэффолка) ".
Более молодой была ветряная мельница, в 1 тыс. горизонтальная, во II тыс. вертикальная, истинное детище средневековья. В ее применении держада примат арабская Испания (VII в.). Нидерландские ветряки, у которых вал крыла вращал ся вместе с крышей, с Х в. использовались на водоотливных установках для осу шения приморских земель. Их жернова обладали тормозами в виде привода с зуб чатыми колесами. В других странах ветряки прослеживаются позднее) например, в Англии—с 1143 года. Нормандский ветряк 1180 г. был штыревым, его целевое назначение неизвестно; французский от- начала XII в. из монастыря св. Бертяна возле Сент-Омера применялся на полевом разливе воды р. Аа. Все немецкие вет ряки в отличие от голландских имели поворотный корпус. Цистерцианцы поставили около 1200 г. ветряк на высокие козлы. По-видимому, мукомольными являлись мельницы английская 1170 г. в Суайнсхеде, польская 1330 г. и шведская 1334 года. Во всех случаях размалывающий аппарат состоял из цилиндрических жерновов либо валиков ".
Исключительное значение для развития техники имели часы как первый авто мат ради достижения практических целей, основанный на утидитаривации физи ческих свойств равномерного движения ". Механическим часам предшествовали известные издревле водяные, солнечные (вариант — лунные) и песочные. Солнеч ные представляли собой т. н. солярии — окружности на плитах с делениями и центральным стержнем, отбрасывающим тень (Англия, 613 г.), орологии — верти кальные стелы с такой же разметкой (Ирландия), надраны — циферблаты с указа телем азимутальной дуги и перпендикулярным гномоном (Галлия, VIII в.). Обычно же для оповещения населения смена дневных часов отмечалась колокольным звоном. В 875 г. в Англии пустили в ход часы, в которых время исчислялось по скорости таяния восковых свеч. В XV в. появляются переносные солярии ив сло новой кости, ориентированные отвосительно меридиана, снабтенные отвесом для приведения в горизонтальное положение, установочной шкалой и магнитной мери-
• Шухардин С. В. История науки и техники. Ч. 1. М. 1974, с. Ill; Sands t-rom G. E. Op. cit., в. 102f.; White L. Technologie medievale et transformations 80-ciales. P. 1969, p. 1069; Stahleder H. Arbeit in der mittelalterlichen Gesellschaft. Munchen. 1972; Bouton A. Le Maine. Vol. II. Le Mans. 1976, p. 515; Sander-man nW. Das erste Eisen fiel vom Himmel. Miinchen. 1978, S. 17.
'° Современная научно-техническая революция. М. 1970, с. 42 ол.; Gleis-berg H. Teclinikgeschichte der Getreidemuhle. Miinchen. 1956; Great Engineers and Pioneers in Technology. Vol. I, pp. 54-57; Rousseau P. Histoire des techniques et des inventions. P. 1967. pp. 84-86.
" A History of Tecunology and Inventions. Vol. I, pp. 447-458; BrentJes B„ Ric liter S., Sonnemann R. Gescluchte der Technik. Leipzig. 1978, S. 141-142; W i lie H. H. Geburl der Technik. Leipzig. 1983, и. 115-117. " cm. Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. Т. 3U, с. 263,
дианной стрелкой. Крупная клепсидра — водяные часы были гордостью Веронского дьяконства в IX в.: вода из верхнего сосуда сочилась в нижний, а шкала демон стрировала время по уровню накопления жидкости. Реже использовалась в каче" стве двигателя сила падения иных жидкостей: масла, ртути, виноградного сока. Ртутные часы модельно изобразил в середине XIII в. В. д*0ннкур, а в 1276 г. Альфонсо Х Кастильский описал их действие. Песочные часы — непременный спут ник моряков; их наземное воплощение с механической переверткой известно из рассказа Франциско де Берберино от 1313 года ".
Подлинный переворот в средневековой механике и технике связан с механиче скими часами, постепенно совершенствовавшимися и обраставшими новыми дета лями устройства. На их примере можно проследить некоторые общие тенденции .успехов технологии, опиравтиеся на повышение скорости труда, усиление рабо чего эффекта инструмента, уплотнение операций и сокращение вспомогательных действии. По-видимому, начальным шагом к изобретению часового механизма нужно считать изготовление в XI в. таких основополагающих его частей, как веретено и коромысло для язычка колокольчика. В XII в. уже имелась колесные часы с боем. Какая-то серия мелких открытии была использована мастерами до XIII в„ после чего в 1250 г. встречается ладно действующий гиревой механизм с подтяжкой груза и название профессии часовщика. Составлепные по распоряжению Альфонсо Ка стильского «Таблицы» содержат под 1272 г. упоминание о храповике как регуляторе хода: на неподвижной оси сидит звено с двумя нгарнирно присоединенными к нему собачками, вступающими в зацепление с вращающимся вокруг неподвижной оси храповым колесом; при качении звена через привод силой тяжести собачки попеременно поворачивают храповик на один зуб, что сообщает стрелке толчок. С 1330 г. известен часовой баланс.
В 1335 г. башенные часы такого типа с приборами для астрономических исчис^ лений установили Дж. Донди на миланском дворце Висконти (их копия 1364 г.— на падуанском дворце Капитанио) и П. Лайтфут в сомерсетском аббатстве Гластон-бёри. Они быстро завоевали небывалую популярность. Все лучшие города Европы стремились иметь у себя такие же. Вскоре они появляются в Руане, Дижоне, Париже, Дугсбурге, Болонье, Вроцлаве. А в XV в. часы становятся карманными (работа нюрнбергского мастера П. Хенляйна). Для этого ранее понадобились допол нительные изобретения: в 1405 г. была применена улитковидная навойка в виде скалкообразного усеченного конуса с желобом, по которому скользит тяга; тогда же—червячный шуруп (в часы вставлен как будто не ранее 1480 г.); в 1430 г.~ спиральная заводная пружина; в 1475 г.—шариковый регулятор вращения и фик сатор механизма с множественными позициями ^.
Наряду с ткацкими станками, мельницами, химикалиями, домницами и оптиче скими приборами часы образовали тот технический фундамент, на котором в нача ле II тыс. возникает «систематическая экспериментальная наука» ^. В средние века одной из ее особенностей была слитность различных ее отраслей, их недиф-ференцированность. Это позволяло всякому тогдашнему мыслителю щеголять энцн-клопедичностью знаний и отражало их поверхностность. Тем не менее именно деятельность страдавших под бременем теологии и одновременно упражнявших ся в ней средневековых ученых, почти каждый из которых был сразу алхимиком, астрологом, механиком, математиком, физиком и врачом, стала базой, без которой оказался бы невозможен научный переворот эпохи Возрождения.
" Из далекого и близкого прошлого. Пг.-М. 1923, с. 69-70; Основы технологии важнейших отраслей промышленности, М. 1971; Техника в ее историческом разви тии. М. 1979, с. 89-92; Garter Е. F„ Op. cit, pp. 38, 83, 153; Great Engineers and Pioneers in Technology. Vol. I, pp. 59-60; Klemm F. A History of Western Techno logy. Cambridge (Mass.). 1964, passim.
" Приборы и инструменты исторического значения. Т. 1, с. 20—21; Мелещен-ко Ю. С. Техника и закономерности ее развития. Л, 1970; A History of Technology and Invention. Vol. II. N. Y. 1969, p. 284; Zeibsteia U. Op. cit., p. 183; Brent-jes В. п. a. Op. cit, S. 145-146; Carter Е. F. Op. cit., pp. 69,72; Hill D. Op. cit., pp. 242—245; Bfdini S. A., Maddison F. R. Mechanical Universe.-Transactions of the American Philosophic Society, 1960, vol. LVI, October, pt. 5.
^ Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. Т. 20, с. 501, Подробнее см.: Весело в-с к и и И. Н. Очерки по истории теоретической механики. М. 1974,
Их реальные достижения и прозорливые догадки, вплотную связанные с успе хами хозяйства и будупстм прогрессом, касались в совокупности четырех сторон жизни: изучаемых материальных объектов, применяемой для того техники, осу ществлявших дело работников, самого процесса познания, причем практика по стоянно шла впереди науки и тянула ее за собой, хотя «овеществление знания» и коэффициент его участия в общественной жизни были еще слабыми. Прежде чем наука начала исходить «ех ге» (от исследуемого предмета), она долго исходила «ex verbo» (от словесного обрамления мысли, как справедливой, так и ошибочной). Любая истина заключалась тогда в «верном слове»; нужно было лишь осведомить ся, какой святой его изрекает, благоговейно внять ему и правильно услышать, чтобы оказаться сопричастным. Так родилось положение, что «грамматика есть колыбель всякой философии» (Дж. Солсберийский «Металогикон», 1159 г.). Эксперимент, под талкиваемый житейскими потребностями, уже становился постепедио источником теории, но еще крайне редко — критерием ее проверки. И когда в XI в. остийский кардинал Петр Дамиани открыто провозгласил мыслительную деятельность слу жанкой богословия, он лишь отразил дух эпохи ^.
На этапе раннего средневековья античная ученость сохранялась и развивалась случайными ростками в отдельных местах. Из ее элементов наибольшее значений для появления простейших механизмов имели тогда арифметические счисления. Деревянная «памятка» — бирка с насечками, сопровождавшая любого купца или управляющего поместьем, быстро превратилась в счетную липейку. Обломки таких линеек часто обнаруживают археологи. Из линейки получился абак — счетный прибор, на котором отмечены различные позиции для разрядов чисел, а вычисли тельные косточки выкладываются по определенным правилам. Вариантом абака являлись счеты с косточками, нанизанными на прутья. Лучшим западным абаком раннего средневековья признается созданная в Х в. Гербертом Орильякским пласти на с нумерованными жетонами, позволявшая даже использовать десятеричное счисление. Бытовая же арифметика опиралась на счет по пальцам. Бэда Досто почтенный в книге VIII в, «О системе времени» повествует, как вести счет загибами пальцев на ладопях и жестами рук.
Правила арифметики и геометрии давались в школьном «квадривиуме». Снис кал известность учебник «Задачи для изощрения юношей», написанный в VIII в. Ф. А. Алкуином в Type. Затем распространяется опирающаяся на индо-арабские цифры позиционная арифметика ". Элементарные рычаги обозначены бенедиктин цем Теофилом (XII в.) в его «Записке о различных ремеслах». Уже в XI в. при меняли во всей Европе такие простейшие машины, как механизм для уравнове шивания большей силы меньшего (рычаг), подвесной подъемник с крюком па ка нате (полиспаст), призматический разъединитель со сходящимися углом рабочими поверхностями (клин), крепежный стержень с головкой и резьбой (винт), подъем ный барабан с канатной передачей (ворот). В XII в. к ним добавились неравн»-плечие весы (безмен).
Настоящим средоточием учености была в средние века арабская Испания. Там преподавали философию по Аристотелю, математику по Пифагору, Евклиду и Архимеду, астрономию по Птолемею, медицину по Галепу. Туда попали с Востока средневековые сочинения Ал-Бируни по астрономии, Ал-Хорезми по мате матике, ибн-Сины по медицине, Альхазена (Ал-Хасана) по оптике. Там трудились Гебер и другие алхимики. Там продолжило свое существование старинное искус-
^ Кузнецов Б. Г. Эволюция картины мира. М. 1961, с. 89; его же. История философии для физиков и математиков. М, 1974, с. 157; Уварова Л. И. Система «наука—производство». М. 1973, с. 9-10; Ахутин А. В. История принципов фи зического эксперимента от античности до XVII в. М. 1976, с. 3, 117; Тюлина И. А. История и методология механики. М. 1979, разд. 3; Technology in Western Civili zation. VoL 1. N. Y. 1967, pp. 66-79; P aul J. Histoire mtellectuclle de l'Occidcnt medie val. P. 1973, passim; Glagett М. Studies in Medieval Physics and Mathematics. Lnd. 1979.
'" Каджори Ф. История элементарной математики, Одесса. 1917, с. 121-122; Юшкевич А. П. История математики в средние века. М. i961, гл. 4; М аист-ров Л. Е., Петренко О. Л. Приборы и инструменты исторического значения: вы числительные машины. М. 1981, с. 7; С arter Е. F. Ор. cit., р. 12.
ство «гадания по земле» — гвомантия, под мистическим покровом которой разви вались астрономия, математика, химия и металлургия. Там в XII в. прагматически интерпретировал солнечные пятна и пропагандировал пантеистско-материалистиче-ское учение Аверроэс (ибн-Рошд). Развернувшаяся в арабской Испании Реконкиста способствовала переносу плодов античной и арабской мудрости из Испании в дру гие страны Европы. Первые шаги в этом заимствовании и дальнейшем развитии науки сделали в XII в. романские геоманты и переводчики с арабского на латин ский Хуго Санталийский из Прованса, Герард Кремонский и Платой "Гивопяйсяий. Другим каналом, по которому в Западную Европу поступали сведения об античных и восточных научных достижениях, служили связи с Вязантией, остававшейся копилкою этих достижений. Ряд заимствований у Востока был сделан также во время и после Крестовых походов ".
Бенедиктинское аббатство Цисто возле Диздова явилось в середине XI в. центром, откуда предусмотренные уставом обязательные умственные занятия и их практическое приложение в технике и сельском хозяйстве распространились вме сте с цистерцианцами по Западной Европе. XII столетие характеризуется появле нием множества сочинений для финансистов, торговцев, чиновников, землемеров, строителей с популярным описанием арифметики и геометрии. Существенную роль сыграли в этом коллективы наивных, но разносторонних энциклопедистов, группи ровавшиеся в первых университетах—Болонском, Парижском и др. Главный на учный авторитет в католическом мире до Фомы Аквинского, за свою ученость прозванный «вторым Августином», философ Гуго из парижского аббатства Сеп-Виктор в сочинении «Дидаскаликоп» охарактеризовал в ИЗО г. механику как осо бую науку. Пропагандировалась «активная математика» для плотников, кузнецов и механиков. Джон Сакробоско из Холливуда составил энциклопедическую компи ляцию «О сфере мира» и обстоятельно рассказал в «Алгоритме» о шести арифме тических действиях. Складывается особое математическое направление в Англии во главе с путешествовавшим по Востоку Аделардом из Вата, пытавшимся дать математическое объяснение всему сущему. Его последователи, группировавшиеся в Оксфордском университете, тесно связаны в их деятельности с переменами, при сущими западноевропейской науке следующего столетия "". ' XIII век примечателен взлетом научно-технической мысли и робкого экспери мента. Постепенный поворот к естественному мировоззрению, наметившийся тогда, прослеживается по уже находившим выход в практику сочинениям многих мысли телей. Эти веяния уловил Дайте, писавший в своей «Монархии», что способность разума познать мир не может быть осуществлена одним индивидуумом или какой-то частью человечества; она реализуется совокупностью усилий всех людей. В «Божественной комедии» Беатриче советует ему: «Тебе бы опыт сделать не ме шало; ведь он для вас — источник всех наук», а сам Данте довольно точно уста навливает ход суточных часов, пользуясь астролого-математическими фигурами геомантов ^, Учившийся в Италии и преподававший во Франции и Германии Альберт великий дал в «Большом зеркале» общее представление о природе и ее различных сферах. Энциклопедией тогдашних знаний служили «Тройной труд* француза Винцентия из Бовэ, «Большой труд», «Малый труд» и «Третий труд»
" Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии. М. 1969, с. 86-118; Уотт У. Влияние ислама на средневековую Европу.' М. 1976; Боголюбов А. Н. Механика в истории человечества. М. 1978, с. 22—29; Возникновение и развитие хи мии с древнейших времен до XVII века. М. 1980, с. 202—203; Carmody F. J. Ага-bical Astronomical and Astrological Sciences in Latin Translation. Berkeley ~ Los An geles. 1956, passim; Schipperges Н. Die Assimilation der arabischen Medizin ourch das lateinische Mittelalter. Wiesbaden. 1964, S. 85ff; Classical Influence on Euro pean Culture A. D. 500-1500. Cambridge. 1971; A Source Book in Medieval Science. Cambridge (Mass.). 1974, pp. Э5-38; Clagett M. Archimedea in the Middle Ages, Philadelphia. 1980.
" Кириллин В. А. Страницы истории науки и техники. М. 1986, гл, П', A History of Technology and Invention. Vol. I, p. 559; Clagett M. Science of Mecha nics in the Middle Ages. Madison (Wise.). 1959; Alessio F. La filosofia e ie earlea mechanicae» nel secolo XII.- Studi medievah, 1965, pp. 7138. ^ Данте Алигьери. Божественная комедия. М. 1961, с. 336, 442, 708.
аигличааина P. Бэкана. Последний способствовал развитию механики (теория сипы), оптики, физики, химии, оружейного дела.
Итальянец Л. Фибоначчи из Дизы в «Квиге квадратов», «Практике геометрии» и «Книге абака» учтил читателей теории алгебры, включая квадратные уравнения. Йордаи Неморарий Саксонский в сечинениях «О заданных числах» и <0 треуголь' пике» ввел буквенные обозначевия чисел, популярно издожил евклидову геометрии) и арифметические действия с дедими и дробями, в серии трактатов «О тяжестях» разработал теорию грувов на рычагах с учетом роли «средней трети» опоры и па раллелограмма сил. Учившийся в Италии, Франции и преподававший в Польша Витеялий в работе «Перспектива», а также англичанин Дж. Пеккам математически обосновывали законы оптики. Француз Р. Англе из Монпелье сюставид таблицу солнечных восходов и заходов. Англичанин Р. Гроссетет из Линкольна, комменти руя Аристотеля, разработал методику установления фальсификаций в технический науке и достпэдения истины логическим способом верификации. Герард Брюссель ский написал первое средневековое сочинение о кинематике ^. Все это находило затем прямое дибо косвенное применение в практике создания механизмов и спо собствовало развитию механики, которую уже тогда аодразделяли на кинематику, статику и теорию свободного падения тел,
Дальнейшее развитие математики и физики «оксфордского направления» осу ществляли преподаватели Мертонского колледжа о 1274 года. В начале XIV в. У. Окнам, следуя материалисту ХП1 в. Дунсу Скотту, показал научное и практи ческое значение человеческих ощущении для постижения мира и потребовал ог-сечь от науки идеи, которые не поддаются црактической проверке (т. н. принцип «оккамова лезвия»). Т. Брадвардин в «Трактате о пропорциях» и «Трактате о кон тинууме» исследовал сущность скорости, понятие движения и ввел идею беско нечно малых величин. Под влиянием этих ученых складывается «школа кальку ляторов», регулярно пользовавшихся исчислениями в изучении природных явлений: Р. Суайнсхед в «Книге калькуляций», У. Хэйтсбёри в «Правилах решения софиз мов», Дж. Дамбптон в «Своде логики и физики» устанавливают физико-математи ческие значения теплоты и холода, плотности и разреженности, кинематики и динамики.
Оксфордцам противостояла «парижская школа» Ж. Буридана, доказавшего су точное вращение Земли и опредепивтаего понятие импульса силы как источника движения. Его ученик Н. Ж. Орем, формулируя относительность механического движения, дал теорию координат, теорию соответствия внутренней сущности тел их внешней форме, ввел алгебраические степени с дробными показателями, а для хозяйственной практики разработал математическую концепцию денег как символа товаров и «товара товаров». Альберт из саксонского Хельмштедта охарактеризовал принципы свободного падения тел и представил элементы гидростатики. Бьяджо Пармский описал возможные формы движения. Л. бен Герсон из Баньолы тригоно-метрически объяснил причины небесных явлений. Фома Аквинский наметил основы теории бесконечно малых величин. Параллельно развивается т. н. «оптическая физика»: Петр Перегрин в сочинении «О действии зеркал» рассматривает способы получения зажигательных линз и отражателей; Мастер Дитрих (Теодерик Фрей-бургский) в книге «О радугей дает теорию спектра; Тимон Иудей внес в нее уточне ния и связал с теорией тепла ".
Новый шаг вперед сделали мыслители и изобретатели XV века. К. Кизер фон Дйхщтетт дал первое систематическое описание ручного и осадного огнестрельного оружия и ракет. Австрийский математик и астроном Г. И. Пуроах систематизи ровал десятеричную систему счисления, ев основе «небесной тригонометрии» со-
" Григорьян А. Т. Механика от античности до ватаих дней. М. 1974, с. 67-91; Storia deUe scienze. Topino. 1962. Vol. I, pp. 40, 216, 399-401; Cowan Н. J. An-HisLorical OilUine of Architectural Science. Lnd. 1977, pp. 10-15, 21-23; Thom son В. В. Jordanus de Nemore and the Mathematics of Astrolabes. Toronto. 1978,
" Космодемьянский А. А. Очерки по истории механики. М. 1982; Аху-тин А. В. Ук. соч., с. 129-164; Storia delle scienze. Torino. 1962. Vol. II, pp. 25, 30; Clagett М. Nicole Orcsmc and the Medieval Geometry of Qualities and Motions. Ma dison (Wise.). 1968.
ставил таблипы планет и звезд. Николай Кребс из Куя исправлял юлианский ка лендарь, стал применять математический анализ, разработал принципы картогра фии, пришел к выводу о бесконечности Вселенной и вращении Земли, охарактери зовал сущность удельного веса как физической величины. Региомонтан создал таблиды эфемерид, ряд астрономических инструментов, установил математические правила определения долгот и широт, разделил плоскую и сферическую тригоно метрию как самостоятельные дисциплины. Итальянец П. дель Поццо Тосканелли показал реальность шарообразности Земли. Л. Б. Альберти привнес в теорию архи тектуры учение о пропорциях и перспективе, Л. Пачоли ввел в геометрию и строи тельное дело закон «золотого сечения», Ф. Брунеллески использовал при возведе нии соборов математические расчетные методы и сконструировал ряд подъемных кранов разного типа. Наряду с ними действовали десятки других ученых, пере тряхивавших багаж прошлого. Лучшие из них концентрируют свои усилия в науч ных обществах. Таковыми были, например, основанная в 1438 г. Платоновская академия во Флоренции и действовавшая с 1478 г. римская Академия св. Луки ">
Наука все смелее вторгалась в жизнь и сама руководствовалась его. Так что разносторонний гений Леонардо да Винчи, развернувшийся во второй половине XV — начале XVI в., появился не на пустом месте, а был непосредственно порож ден эпохой от конца Столетней войны и краха Византии в 1453 г. до окончания Реконкисты, открытия Америки в 1492 г. и морского пути в Индию вокруг Африки в 1498 г.— эпохой, ознаменовавшейся рядом теоретических открытий и значитель ным сдвигом в прогрессе производительных сил. После этого механика как паука и практическая механизация производства заметно двинулись вперед, навстречу предстоявшей промышлепной революции.
" Ш ухардин С. В. Ук. соч. Ч. 1, с. 105: Техника в ее историческом развитии, с. 110; Искусство стран и народов мира. Т. 2. М. 1965, с. 235; Мандрыка А. П. Эволюция механики в ее взаимной связи с техникой. Л. 1972, с. 135; Еоголи>-бпв А. Н. Ук. соч. с. 41. 45; Иванов Б. И., Чешев В. В. Становление и развитие технических паук. Л. 1977, с. 89-96; Кириллин В. А. Ук. соч., гл. Ill; Clagett М. Giovanni Marliani and the Late Medieval Physics. N. Y. 1941: Storia delle scienze. Vol. I, pp. 40, 216, 399-409; Kyeser К. Bellifortis. Dusseldorf. 1967; Cowan H. J. The Master Builders. N. Y. 1977, passim.