Дмитрий Калюжный - Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона
А у Витрувия описана усовершенствованная разновидность водяной мельницы, с вертикальным колесом и горизонтальным жерновом, связанными между собой зубчатым (цевочным) зацеплением, похожей на нашу современную водяную мельницу. Уместно отметить, что зубчатое зацепление здесь было таким же, как и у водоподъемного колеса, которое вращал вол, но с передачей усилия в обратном направлении. Между тем ввести водяное колесо во всеобщий обиход выпало на долю средневековых механиков, что показывает: если Витрувий и был античным ученым, то эта античность непосредственно предшествовала Средневековью. Можно предположить, что жил он в XI или XII веке.
В одной поэме, которую относят к IV веку, упоминается приводящаяся в движение водой пилорама для резки мрамора. Однако трудно представить себе, чтобы какому-то изобретателю удалось использовать силу воды для сложного процесса резки мрамора задолго до того, как ее догадались применить даже для помола зерна.
Многие историки культуры считают Средние века (500-1450 годы) мрачной эпохой: она привела цивилизацию к гибели. Действительно, в рамках традиционной хронологии так оно и выглядит: на протяжении всей этой эпохи не было почти никакого прогресса, пока в период довольно-таки чудодейственного Возрождения люди не открыли повторно изящные искусства и науки Древней Греции и античного Рима, чтобы на их основе вернуться в лоно цивилизации.
Арабские и византийские достижения
Между арабской и византийской культурами, при всем сходстве все же существовал языковой барьер. Это привело к существенному расхождению в результатах научной работы, прежде всего в теоретических построениях. В то же время невозможно даже предположить, что арабские и византийские ученые не знали о работах друг друга.
Ученые арабского мира совершили немало открытий; принято считать, что в освоении знаний они опережали Запад на несколько веков. При дворе халифа аль-Мамуна в конце VII века было основано специальное учреждение – Дом мудрости, в котором он собрал ученых, владевших различными языками, во главе с известным математиком аль-Хорезми. Но чем же они занимались? Они переводили на арабский язык труды античных авторов по философии, математике, медицине, алхимии, астрономии!
Античные мудрецы в нашей улучшенной хронологии – это ученые Византии, творившие не в VI–I веках до н. э., а в IV–XII веках н. э., а значит, они просто современники арабских ученых. И в самом деле, арабский мир, непосредственно граничащий с землями Византии, вполне мог получать оттуда научные труды и переводить их. Ведь в Византийской империи уровень познаний в области практической механики был достаточно высоким; известно, что в Константинополе был арсенал с большим количеством военных машин.
Одновременно в границах Арабского халифата создавалась новая наука, причем ее создателями были все народы, населявшие халифат, – хорезмийцы, сирийцы, тюрки, египтяне, арабы, испанцы. И ведь все они были недавними подданными Византии, их земли отделились от империи лишь в VII веке, после зарождения ислама. Объединяющим для всех них был арабский язык, язык науки и религии. Поэтому совершенно справедливо считается, что главным источником знаний арабоязычных народов в области практической механики на начальном этапе были сочинения, переведенные с греческого на арабский язык. Но это был язык не мифических «древних» греков, а грекоговорящих византийцев.
Полученные знания были не только усвоены арабами, но и развиты ими. Так, в средневековом арабском сочинении IX века «Ключи науки» сообщаются сведения о простых машинах, о водяных и ветряных мельницах, о военных машинах и об автоматах. При чем же тут, спрашивается, «древние» греки?
Название «простые машины» в течение очень длительного времени применялось для обозначения простейших подъемных приспособлений – рычага, блока, наклонной плоскости, клина и винта. Строго говоря, ни одно из этих приспособлений нельзя в полном смысле назвать машиной, и произошел этот термин, вероятно, от неправильного перевода того слова, которым Герон Александрийский обозначил эти простейшие приспособления. Вплоть до конца XIX века и само понятие «машина» было неопределенным.
При халифах Харун-ар-Рашиде и аль-Мамуне (VIII–IX века) научная деятельность была на подъеме: строились астрономические обсерватории, здания для научной и переводческой работы, библиотеки. Получило развитие школьное дело, причем в некоторых случаях труд учителей очень хорошо оплачивался; предпринимались даже специальные путешествия учеников с учебными целями.
Было разработано много разных типов водоподъемных машин, приводимых в движение силой воды или силой животных. В Х-XI веках было повсеместно прекращено производство муки на ручных мельницах: их сменили водяные мельницы, которые устанавливались не только на реках и в устьях каналов, питавшихся водой за счет прилива, но даже были выстроены мельницы, которые приводила в движение вода, отступавшая во время отлива. В Месопотамии на Тигре действовало много плавучих мельниц. Мельницы Мосула висели на железных цепях посредине реки; каждая мельница Багдада имела по сто жернопоставов.
Подробный перечень химического оборудования, применявшегося арабами при перегонке, возгонке, растворении, кристаллизации веществ, описал в своих трудах ученый ар-Рази (865–925), знаменитый врач и алхимик иранского происхождения, работавший в Багдаде. Ар-Рази упоминает различные типы горнов, жаровни, фитильные и пламенные (нефтяные) горелки, литейные формы, мензурки, колбы, склянки, тазы, тигли, банки, литейные ковши, напильники, шпатели, молотки, щипцы и т. д.
Крупнейшим математиком и астрономом IX века был Сабит Ибн Корра. Именно в его переводах дошли до нас сочинения Архимеда, которые не сохранились в греческом оригинале (если такие были).
Известен трактат «Книга о механике», принадлежавший знаменитым астрономам и математикам Багдадской школы – трем братьям Бану Муса (IX-Х века). Среди механических устройств, описанных в их книге, имеются сведения о приспособлении для поддержания постоянного уровня воды в сосуде. Трактат братьев Бану Муса породил целый ряд комментариев и трактатов.
Механическим устройствам для поднятия воды посвящен трактат Абу-ль-Изза Исмаила аль-Джазари (XII–XIII века) «Книга о познании инженерной механики». Такого же рода устройства рассматриваются в трактате Мухаммеда Ибн Али аль-Хурасани «О водяных колесах». Многочисленные описания всевозможных механических устройств, применявшихся в разных странах ислама, содержатся в трактатах аль-Кинди Якута и Ибн Халдуна.
Важным районом научно-технического развития была Южная Испания, составлявшая Кордовский эмират Арабского халифата, а с 1-й четверти Х века сделавшаяся особым Кордовским халифатом. В результате взаимодействия культур многонационального местного населения в IX–XV веках там шел быстрый подъем общей культуры. В высших школах Кордовы, Барселоны, Гранады, Саламанки, Севильи, Толедо и других городов, помимо мусульманских официальных богословско-схоластических премудростей, преподавались философия, математика, астрономия, медицина и другие науки.
В библиотеке кордовского халифа Хакама II (2-я половина Х века) имелось до 400 тысяч рукописей. Здесь же были открыты и общеобразовательные школы. В научных центрах халифата велась большая работа по переводу античных рукописей с греческого на арабский и с арабского на латинский язык. В Кордовский халифат приезжали ученые не только со всех концов мусульманского мира (в том числе из Средней Азии, Ирака и т. д.), но и из христианских стран Европы. Так, изобретатель часов Герберт учился в школах Барселоны и Кордовы и великолепно знал арабский язык.
Ветряные мельницы впервые появились в Афганистане в IX веке: лопасти ветряного колеса располагались в вертикальной плоскости и были прикреплены к валу, который и приводил в движение верхний жернов. Почти одновременно с ветряными мельницами были изобретены и регулирующие устройства, необходимость в которых диктовалась тем, что крылья мельницы были связаны с жерновом напрямую, и скорость его вращения сильно зависела от силы ветра. В Афганистане все мельницы и водочерпальные колеса приводились в движение господствующим северным ветром и поэтому ориентированы только по нему. На мельницах были устроены люки, которые открывались и закрывались, чтобы сила ветра была то больше, то меньше, поскольку при сильном ветре мука горит и выходит черной, порой даже жернов раскаляется и разваливается на куски.
В странах Арабского халифата большое распространение получило ткацкое искусство. В Египте производились льняные и шерстяные ткани, и это мастерство перешло затем в Персию. Хлопок совершил обратное движение; его начали ткать в Индии, откуда он перешел в страны Средней Азии и Египет. В Х веке хлопчатобумажные ткани из Кабула вывозили в Китай и в Персию. Центром шелкопрядения была Византия, шерстяные ковры ткали в Армении, Персии и Бухаре, причем армянские ковры считались лучшими.
