Техника: от древности до наших дней
Шрифт:
В Европе начинают сооружаться ветряные мельницы, известные еще в древние времена. Однако ветряные мельницы использовались мало, так как существовала дешевая рабочая сила — рабы. В период феодализма недостаток рабочей силы привел к поиску природных источников энергии, в первую очередь эффективному использованию силы воды и ветра.
В первое время с помощью ветряных мельниц обмолачивали зерно. Постепенно сфера применения ветряных мельниц расширяется. Они проникают во многие отрасли производства. На мельницах монтируются зубчатые передачи для перераспределения движения с одного вала на другой. Несколько позже преобразование одного вида движения в другой, например, вращательного движения колесных механизмов в возвратно-поступательное движение осуществлялось посредством кулачков. От арабов сведения о ветряных мельцах проникают в Испанию и в другие европейские страны. В регионах, где постоянно дуют ветры, ветряные мельницы в период феодализма становятся главным источником энергии.
С X-го века на Руси строят срубленые дома — избы, которые были основным жилищем сел и городов. Вид изб многообразен — четырехстенные, пятистенные, с тремя, пятью, а то и большим числом окон по фасаду, крытые соломой или дранью, с деревянным настилом или земляным полом. Но всегда они компактные, близкие к квадрату, чтобы легче было ее обогреть. Длительное время планировка избы оставалась неизменной: холодные сени, от них в одну сторону жилая часть — отапливаемый сруб (собственно изба), по другую клеть (или горница), место хранения домашнего имущества и ночлега в теплое время года. В древности трубы над избой не было — дым выходил через дверь или в специальное окно над ней. Такая изба называлась курной, или черной, в отличие от белой — избы с трубой. Окна представляли собой продолговатые небольшие отверстия высотой в одно бревно, при необходимости закрываемые дощечкой. В северных и центральных районах печь размещалась у задней стены, рядом с ней вдоль той же стены устраивалось место для спанья — лавка «конник». Сбоку от печи наверху до стены настилали палати. Вдоль других стен стояли узкие лавки. В противоположном от печи углу располагался стол. Считается, что в курной избе было всегда темно и грязно от печной золы, сажи и копоти. Это не так. Избы северных крестьян поражали чистотой: белоснежная скатерть на столе, вышитые полотенца на стенах, в «красном» углу иконостас с начищенными до блеска окладами икон. Только чуть выше человеческого роста проходит граница, за которой верхние венцы сруба и потолка покрыты чернотой. Дым, расстилаясь по потолку, никогда не опускается ниже определенного постоянного уровня. Окна в черной избе были маленькие, задвигавшиеся задвижкой, в белой избе окна с рамами, закрытыми пузырем, слюдой, а с XVIII века — стеклами и снаружи ставнями. С XVII века на смену избе приходит сельский дом.
Теофил Пресвитер (XI–XII вв.) описывает процессы стеклоделия, печи для стекловарения, стеклодувные инструменты, способы изготовления оконных стекол, разноцветного стекла, посуды и т. п.
В IX–XV вв. на территории Узбекистана совершенствуется изготовление цветного стекла.
В Германии начали разрабатывать свинцовые и серебряные руды.
В водяных мельницах применяются устройства, позволяющие изменять направление вращения водяных колес в зависимости от уровня воды. Улучшились конструкции жерновов мукомольных мельниц. Для более мелкого помола стали употреблять вращающиеся совместно с пестом специальные ящики, для сбора размолотого зерна — мукосейки, снабженные ситами.
В конце X–XI века во Франции, Англии, а затем в Голландии появляются ветряные мельницы. Многие усовершенствования к ветряным мельницам были сделаны в Голландии. Здесь появляются тормозные устройства, при помощи которых можно было быстро остановить вращающиеся жернова. Приспособление было технически сложным и представляло собой механический привод, включавший в себя несколько пар зубчатых колес и тормозное устройство.
В Германии производят набивные ткани с помощью штампа из обожженной глины или бронзы. Для получения цветного рисунка на ткани штампы натирались цветной глиной или изготовлялись из нее.
В Китае мастер Пи-Шэн (Би-Шэн, ок 1040 г.) изобретает для печатания передвижные литеры, которые изготовлялись из камня, что сыграло значительную роль в изобретении книгопечатания. Однако камень не был удобен для этих целей.
Арабский ученый Ибн-ал-Хайсан Альхазен (ок. 965 — ок. 1039) создал фундаментальный труд по оптике. В Европе это сочинение известно как «Opticae Thesaurus»), в котором он описал линзу как сферическую поверхность. Известно, что линзы использовались и значительно раньше.
Ибн-ал-Хайсан-Альхазен упоминает о так называемой камере-обскуре, которая позже явилась существенным звеном фотографии и техники кино.
На миниатюрах того времени изображены вилки для того, чтобы подцепить мясо во время еды. Однако продолжительный период вилки не имели широкого распространения.
Водяные мельницы в некоторых районах на побережье моря приводятся в движение с использованием энергии приливов и отливов.
В качестве приспособления для отчерпывания воды или для подачи воды начинают использоваться водяные колеса.
Впервые в истории физики и минералогии создан точный прибор для определения удельных весов, сконструированный ал-Бируни и описанный им в трактате «Удельные веса». Прибор представлял собой специальный сосуд для определения объема воды, вытесненного погруженным в него образцом.
Бируни сконструировал рычажные весы с передвижной гирей.
В трудах ал-Бируни описаны основные астрономические инструменты, используемые астрономами Ближнего и Среднего Востока, Северной Африки, и Европы в средние века до середины XVII века, когда начал применяться телескоп: солнечные, визирные, визирно-моделирующие, моделирующие, механические, для отсчета времени. Известны три типа солнечных
Борона начинает использоваться при обработке почвы, наряду с плугом.
В Западной Европе для приведения в действие водоподъемных устройств и бурильных установок, а также в текстильном производстве начинают применяют водяное колесо. В суконовальных и валяльных мельницах тяжелые молоты приводились водяным колесом в действие в давили на загруженное в яму сукно.
В Европе с середины XI века для письма начинают применять цветные линейки представляющие собой след от свинцовой пластинки, а с XIII века линейки порой проводят чернилами. Раньше писали по линейкам, которые намечали пункторием (циркулем) и проводили острой палочкой, от которой оставался бесцветный след.
В период крестовых походов (1096–1261 гг.) в Европе появилось много технических достижений: технология изготовления красок, бумаги и т. д. что позволило организовать новые производства.
Развивается, связанное с торговлей и наукой, городское ремесло, гильдии ремесленников, союзы. Первыми в Европе они возникли в Италии. Появляются скупщики товаров — купцы. Если раньше ремесленник сам не только изготовлял орудия труда и украшения, но и продавал их, то теперь он мог посвятить себя ремеслу полностью.
В Европе образовываются цеховые организации ремесленников одной специальности — кожевников, суконщиков, золотых дел мастеров и т. д. Каждая ремесленная мастерская состояла из хозяина-мастера, его помощников-подмастерий и учеников. Обычно все они жили в одном доме. Каждый работник имел свой инструмент. По уставу цеха, помощник нанимался к мастеру поденно, понедельно или на год. Ученик находился под опекой хозяина и был на его содержании. Мастера, имевшие мастерские, объединялись в цехи. Каждый вновь поступивший в цех мастер должен был выдержать экзамен, в совершенстве владеть ремеслом, уметь изготовлять предмет нужного качества. Обучение ремеслу было долгим. Чтобы достичь высокой квалификации, каждый ремесленник довольно долгое время был учеником, а затем подмастерьем. Члены цеха сами решали свои внутренние вопросы, оказывали друг другу помощь. Цех сообща принимал на себя расходы по лечению больных, похоронам и т. д. Для управления цехом его члены выбирали себе патронов из числа самостоятельных хозяев. Существовала круговая порука. Каждый мастер ручался за другого, а патроны за мастеров в том, что продукция всех входящих в цех мастеров будет высокой по качеству и может быть сдана заказчику без ущерба для репутации всего цеха. Изготовляемую продукцию выставляли для всеобщего обозрения. Отдельно от сельского хозяйства существовало кузнечное и гончарное ремесло. Потребности сельского хозяйства, военное дело, торговля, путешествия торговцев, создание новых видов труда и оружия, усовершенствование старых, создание многих однотипных вещей — стимулировало развитие ремесла города, которое при феодализме стало играть важнейшую роль.