Первые изобретения человека (От неолитической революции до XIV века нашей эры)

По-видимому, первым изобретением человека было создание ручного рубила – заостренного камня, позволяющего рубить дерево или резать мясо. Рубило было первым примитивным орудием, использование которого выделило человека из мира обезьян-приматов.

Несколько позже, примерно 100 тысяч лет назад, человек научился использовать огонь, что позволило организовать загонную охоту: размахивая факелами, цепь загонщиков гнала стадо животных к засаде, где прятались охотники с копьями и дубинами. Данные археологии говорят о чрезвычайной эффективности загонной охоты – к примеру, на стоянке в Солютре были найдены кости 10 тысяч лошадей, которых загоняли к крутому обрыву.

Загонная охота, в конечном счете, привела к полному истреблению многих видов крупных животных, например, мамонтов, мастодонтов, шерстистых носорогов. Примерно 13 тысяч лет назад был изобретен лук, позволивший охотиться на птиц и мелких животных. В это время была одомашнена собака. Появляется гарпун и получает распространение рыболовство; охотники создают первые рыбачьи лодки-долбленки. Наряду с охотой все больше распространяется собирательство; собирательством съедобных растений обычно занимались женщины, в то время как охота была занятием мужчин.

Смысл и цель всех технических достижений древнего человека, в конечном счете, сводился к попыткам расширения его экологической ниши. Объем экологической ниши определяется размерами существующих пищевых ресурсов; технические достижения приводят к увеличению этих ресурсов, т. е. к расширению экологической ниши. Однако при благоприятных условиях численность населения может удвоиться за 50 лет; за сто лет население может возрасти в 4 раза, за 200 лет - в 16 раз, за 400 лет оно может возрасти в 256 раз! Таким образом, способность человека к размножению такова, что новые ресурсы вскоре оказываются исчерпанными, экологическая ниша заполняется до предела, и снова начинает ощущаться нехватка продовольствия.

Усовершенствование методов охоты оказывало существенное влияние на жизнь людей, однако оно не шли в сравнение с теми революционными изменениями, которые произошли в период позднего неолита, в IX-VIII тысячелетии до н. э. В это время произошла так называемая неолитическая революция - была освоена технология земледелия, люди научились сеять пшеницу и собирать урожай. Если прежде для прокормления одного охотника требовалось 20 кв. км охотничьих угодий, то теперь на этой территории могли прокормиться десятки и сотни земледельцев – экологическая ниша расширилась в десятки, в сотни раз!

Первоначально основным орудием земледельца была палка-копалка или мотыга; в IV тыс. до н. э. был изобретен плуг, в который запрягали волов.

Освоение земледелия было великим фундаментальным открытием, которое привело к резкому расширению экологической ниши и к быстрому увеличению численности земледельцев. Первоначальный очаг земледелия находился на Ближнем Востоке. Уже в VIII тысячелетии здесь стала ощущаться нехватка земли и началось расселение земледельцев на земли окружающих охотничьих племен – начинается распространение земледельческого культурного круга. В VII тысячелетии земледельцы появились на Балканах, в VI тыс. в долинах Дуная, Инда и Ганга, а к концу V тыс. - в Испании и Китае.

Появившаяся проблема одежды, вызванная недостатком звериных шкур привело к тому, что земледельцы стали выращивать растения с длинными волокнами – прежде всего лен; они стали прясть и ткать льняные волокна. Таким образом, появилось прядение и ткачество. Еще одной проблемой было хранение зерна, которое поедалось грызунами. Эта проблема была решена с изобретением керамики. Корзины из прутьев стали обмазывать глиной и обжигать на костре; затем были созданы печи для обжига и гончарный круг. Гончары стали первыми профессиональными ремесленниками, они жили при общинном храме и получали содержание от общины.

Охотники постоянно передвигались в поисках добычи и жили в легких шалашах, покрытых звериными шкурами. Земледельцы жили в домах, первые дома строили из необожженных кирпичей; потом кирпич стали обжигать в гончарных печах. В IV тысячелетии в Месопотамии появилось еще одно новшество – четырехколесная повозка.

Еще одним открытием этого времени было создание первых медных орудий. Очевидно, первая медь была случайно получена из руды в гончарных печах. Медь была редким и мягким металлом, и использовалась в качестве украшения. Позже, в III тысячелетии, было обнаружено, что добавка олова позволяет получать более твердую, чем медь, бронзу. Из бронзы стали изготовлять оружие и некоторые важные технические детали, например втулки боевых колесниц – однако бронза была еще дороже меди и ее появление не привело к распространению металлических орудий труда.

Освоение мотыжного земледелия было первым этапом изменившей жизнь людей неолитической революции.

Вторым этапом стало освоение ирригационного земледелия. При мотыжной технологии обрабатываемая земля быстро истощалась, и через два-три года земледельцы были вынуждены переходить на новый участок; при наличии ирригации плодородие почвы восстанавливается за счет наносов ила, урожайность остается стабильно высокой и земельные ресурсы используются полностью.

Плотность населения при охотничьем хозяйстве составляет около 0,05 чел/кв. км, при мотыжном земледелии – до 10 чел/кв. км, при ирригационном земледелии она достигает 100-200 чел/кв. км. Таким образом, второй этап неолитической революции не уступал по своим масштабам первому этапу.

Ирригационная революция стала фактом в IV тысячелетии до н. э., когда жители Древней Месопотамии, шумеры, научились строить магистральные ирригационные каналы длиной в десятки километров. В III тысячелетии ирригационная революция распространяется на долины Нила, Инда, во II тысячелетии - на долины Ганга и Хуанхэ; долины великих рек становятся основными очагами земледельческой цивилизации.

Развитие ирригации привело к новому расширению экологической ниши. В III тысячелетии плотность населения в речных долинах возросла в сотни раз, и новая экологическая ниша была заполнена. На Ближнем Востоке началось перенаселение.

Перенаселение проявлялось голодовками в период больших неурожаев. Община отвечала на него применением ирригации и удобрений. Постепенно стало выявляться, что, в отличие от охоты, коллективный труд в земледелии не дает преимущества перед индивидуальным трудом. Наиболее трудолюбивые крестьяне стали требовать выделения участка своей земли и ушли на “хутора”.

Система наделов быстро привела к появлению частной собственности на землю - прежде всего потому, что переделы сдерживали применение удобрений и местной ирригации. Частная собственность появилась в Двуречье примерно 2600 лет до н. э., а в других регионах - по мере того, как давление там достигало соответствующего уровня. В Китае это произошло в VI-VII веках до н. э., в Индии и в Италии - в середине I тысячелетия до н. э.

Появление частной собственности вызвало распад общины. Началось расслоение общины на богатых и бедных. Крестьяне брали зерно в долг - так появились ростовщичество. Появились лишившиеся земли крестьяне, которые батрачили у кулаков, просили подаяние на дорогах, многие промышляли разбоем. Другая часть безземельных занялась профессиональным ремеслом. Ремесленники собирались вокруг рынков, чтобы менять свои изделия на хлеб - так появились города и торговля.

Рост населения приводил к постепенному заполнению экологической ниши земледельцев. Результатом адаптации человека к новым условиям существования было появление частной собственности, новые семейные отношения, развитие городов, торговли, ремесел, искусств и науки – становление нового общества, которое называют «традиционным обществом» земледельцев, и эти перемены были вызваны великим фундаментальным открытием – освоением земледелия.

Считается, что первой цивилизацией на земле была цивилизация древней Месопотамии, где в IV тысячелетии до н. э. были построены первые ирригационные каналы, и уже в конце IV тысячелетия на берегах Тигра и Евфрата появились первые города.

Сложное храмовое хозяйство требовало производить записи и подсчеты; сначала для записей использовались рисунки-идеограммы, затем стилизованные рисунки превратились в иероглифы. Позже иероглифы стали использовать для передачи отдельных слогов, из которых составляли слова – так появилась слоговая письменность. Шумеры и их соседи семиты выдавливали иероглифы на глиняных табличках с помощью тростниковой палочки; иероглифы состояли из нескольких клинообразных черточек - это была так называемая клинопись. На рубеже II-I тысячелетий один из семитских народов, финикийцы, усовершенствовал клинопись и создал алфавит из 22 букв. От финикийского алфавита произошли греческий и арамейский, от греческого – латинский и славянский, от арамейского – персидский, арабский и индийский. До Китая и Японии алфавит так и не дошел, и эти народы этих стран до сих пор пользуются иероглифами.

При шумерских храмах существовали писцовые школы «э-дуба». Писцы должны были не только знать письменность, но и уметь подсчитать размер урожая, объем зернохранилища, площадь поля. Храмы занимались торговлей и ростовщичеством, поэтому писцам часто приходилось производить всевозможные вычисления, в том числе вычислять проценты. Уже к концу III тысячелетия была создана позиционная система счисления. На основе этой системы были составлены таблицы умножения, деления, возведения в степень. Наследники шумеров, вавилоняне, умели решать квадратные уравнения, знали «теорему Пифагора», свойства подобных треугольников, умели вычислять объем пирамиды, составляли чертежи полей, рисовали карты – но не всегда соблюдали масштаб.

Важной задачей, стоявшей перед жрецами, было создание календаря; календарь был необходим прежде всего для определения времени сельскохозяйственных работ. Вавилонский календарь был лунным, лунный месяц состоял из 29 или 30 дней (период смены лунных фаз равен 29,5 суток); год состоял из 12 месяцев. Из-за того, что солнечный год длиннее лунного на 11 дней, Новый год смещался и мог попасть на лето или осень; поэтому время от времени вводился дополнительный месяц.

Вавилонский календарь был недостаточно точным; намного более точный календарь был создан в III тысячелетии до н. э. в Египте. Египетский календарь состоял из 12 месяцев по 30 дней, причем в конце года вставлялось 5 дополнительных дней, то есть год насчитывал 365 дней. Этот календарь отличался от современного только отсутствием високосных дней, которые ввел в 46 году до н. э. Юлий Цезарь.

Задача составления календаря была связана с астрономическими наблюдениями. Наблюдая положение звезд на ночном небе, египтяне научились определять время. Астрономия всегда была тесно связана с магией; звездные таблицы служили не только для практических целей, но и для предсказаний. В I тысячелетии до н. э. в Вавилоне появились первые астрологи.

Ближний Восток был родиной многих простейших машин и инструментов. Это, прежде всего, прялка, ручной ткацкий станок, гончарный круг, колодезный журавль. В I тысячелетии до н. э. в Вавилонии появилось водоподъемное колесо, «сакие», и скользящий по блокам круговой ремень с кожаными ведрами, «черд».

Крупнейшим техническим достижением Древнего Востока было освоение плавки металлов. Первые медные изделия появились на Ближнем Востоке в VI тысячелетии до н. э.. Настоящая техническая революция произошла лишь с освоением металлургии железа, в конце II века до н. э. Первыми кователями железа были загадочные халибы, обитавшие в горах Армении. Печи не давали температуры, достаточной для плавки железа (1530 градусов); металл получали в ходе сыродутного процесса, в виде крицы – пористого комка с примесью шлака. Халибы придумали способ избавиться от шлака с помощью длительной ковки; в результате получалось твердое малоуглеродистое железо.

Железный наконечник плуга улучшил обработку почвы, железная лопата позволила рыть оросительные каналы. Раньше при подсечно-огневой системе для расчистки нового участка требовались усилия всего рода; теперь с помощью железного топора, пилы, лопаты с этим мог справиться и одиночка, в результате начался распад рода и выделение индивидуальных участков.

Огромные перемены произошли и в военном деле; в VIII веке до н. э. ассирийский царь Тиглатпаласар Ш создал вооруженный железными мечами «царский полк». Это было фундаментальное открытие, за которым последовала волна ассирийских завоеваний и создание великой Ассирийской державы – нового культурного круга, компонентами которого были не только железные мечи и регулярная армия, но и все ассирийские традиции, в том числе и самодержавная власть царей.

Начало «железного века» стало временем расцвета великой ближневосточной цивилизации, цивилизации Ассирии и Вавилона. В VI веке до н. э. был построен 400-километровый канал Паллукат; этот канал позволил оросить обширные пространства пустынных земель. Вавилон превратился в огромный город, население которого достигало 1 млн. человек. Вавилон был знаменит своей «Вавилонской башней», зиккуратом Этеменанки, «висячими садами» и мостом через Тигр; этот мост имел длину 123 метра и покоился на 9 сложенных из кирпича опорах. Тройные стены Вавилона поражали своей мощью – внутренняя стена имела толщину 7 метров.

Среди всех народов Ближнего Востока больше всего об окружающем мире знали финикийцы, которые строили корабли с килем, шпангоутами и сплошной палубой: такой корабль мог за 70 дней пересечь Средиземное море и выйти в Атлантический океан. Финикийцы достигали берегов Гвинейского залива и Британии; в VI веке до н. э. они совершили плавание вокруг Африки. Финикийцам принадлежат так же два замечательных открытия, стекло и пурпурная краска.

Наивысших успехов в области ткачества в древние времена достигли индийцы. Индия была родиной хлопка. Индийские мастера ткали тончайшие батисты и муслины; батистовую шаль можно было продеть через перстень. Ткани окрашивали соком индиго – индиго и сейчас используется, например, для окраски джинсов.

В Индии выращивали еще одно замечательное растение – рис. Урожайность заливного риса была вдвое выше, чем урожайность пшеницы, при этом собирали не один, а два-три урожая в год. Это было новое фундаментальное открытие, повлекшее за собой появление нового культурного круга. Распространение заливного риса означало расширение экологической ниши; на прежней территории могло проживать втрое-вчетверо большее население – в результате Южная и Юго-Восточная Азия превратилась в самый густонаселенный регион нашей планеты.

С другой стороны, в Китае были освоены технологии, долгое время не известные Западу. Китайцы научились ткать шелк, во II веке они изобрели бумагу, а в VI веке – фарфор.

Китай долгое время оставался изолированным от остального мира. Связующей нитью между двумя мирами стал Великий шелковый путь – по нему совершался обмен достижениями двух цивилизаций.

В VI веке по поручению византийского императора Юстиниана из Китая вывезли личинок тутового шелкопряда, спрятав их в своих посохах монахов. Производство шелка было налажено в Византии, а затем в Персии. В 751 году арабы в одном из сражении в Средней Азии захватили нескольких китайцев, знавших секрет производства бумаги; после этого бумагу стали выделывать так же и на Ближнем Востоке. Китайцы изобрели так же компас, который попал в Европу тысячу лет спустя, в XIII веке. Самым замечательным достижением китайской цивилизации было создание доменных печей и получение чугуна. Печи загружались каменным углем и рудой с высоким содержанием фосфора; дутье осуществлялось мощными мехами с приводом от водяного колеса; такая технология позволяла получать чугун, а также ковкое железо с малым содержанием углерода, т. е. сталь. В XI веке в провинции Хэнань было возведено удивительное сооружение – 13-этажная железная пагода; она была сложена из литых чугунных плит без применения дерева и камня.

До VII века до н. э. Греция была периферией ближневосточной цивилизации. Греки позаимствовали у финикийцев алфавит и конструкцию кораблей, у египтян – искусство скульптуры и начала математических знаний. Знаменитый философ Пифагор долго жил в Египте и привез из Египта теорему Пифагора и магию чисел. Подражая жрецам, Пифагор основал тайное общество философов.

Греция была малоплодородной страной, ее население не могло прокормиться земледелием; многие занимались рыболовством, другие уезжали в поисках лучшей доли в дальние страны, основывали колонии на берегах Средиземного моря. Изобретением, которое сделало Грецию богатой страной, стало создание около 630 года до н. э. триеры – нового типа боевого корабля. Большая скорость и маневренность позволяли триере эффективно использовать свое главное оружие – таран, который пробивал днище кораблей противника. Триера позволила грекам завоевать господство на Средиземном море и овладеть всей морской торговлей. Прибыли от торговли вкладывались в ремесло; прежде всего в производство керамики.

Афины стали главным ремесленным центром Средиземноморья, они стали покупать рабов у варваров, живших по берегам Черного моря, везли их в Афины и обучали ремеслу. Таким образом, создание триеры породило греческую торговлю и греческое рабовладение. Греческое общество было буржуазным обществом купцов и предпринимателей, основной чертой которого является столкновение частных интересов, которое приводило к бесконечным судебным процессам. Вскоре ораторскому искусству стали учить в частных школах, в которых преподавали мудрецы-«софисты». Признанным главой софистов был Протагор. Ученик Протагора Перикл стал первым политиком, освоившим ораторское искусство; благодаря этому искусству он 30 лет правил Афинами.

От софистов и Протагора пошла вся греческая философия. Сократ первым поставил вопрос об объективности знания. Анаксагор пошел еще дальше – он отрицал существование богов и пытался создать свою картину мира утверждая, что тела состоят из мельчайших частичек. Последователь Анаксагора Демокрит назвал эти частички атомами и попробовал применить бесконечно малые величины в математических вычислениях; он получил формулу для объема конуса.

Учеником Сократа был знаменитый философ Платон (427-347), который был основателем социологии, науки об обществе и государстве. Платон и его ученик Дион пытались создать идеальное государства в Сиракузах, на Сицилии; этот политический эксперимент привел к гражданской войне и разорению Сиракуз.

Социологические исследования Платона продолжал Аристотель, который был учителем Александра Македонского. Македонские завоевания были вызваны новым изобретением в военной сфере – созданием македонской фаланги. Воины Александра имели копья 6-метровой длины и стоявшие сзади клали свои копья на плечи передних. Македонская фаланга была фундаментальным открытием, повлекшим за собой волну македонских завоеваний и появление нового культурного круга, который историки называют эллинистическим миром.

Александр проявлял интерес к наукам и помог Аристотелю создать первое высшее учебное заведение, «Ликей». После смерти Александра роль покровителя наук взял на себя его друг и полководец Птолемей. Он основал в Александрии по образцу Ликея новый научный центр, Мусей. Мусей был первым научным центром, финансируемым государством и его деятельность показала, что если есть деньги – то будет и наука. По существу, день рождения Мусея и был днем рождения античной науки. Главой Мусея был географ Эратосфен, сумевший вычислить длину меридиана; таким образом, было окончательно доказано, что Земля – это шар.

Евклид создал геометрию – ту, которую сейчас проходят в школах. Он положил в основу науки строгие доказательства. Ученик Евклида Аполлоний Пергский продолжил труды своего учителя и описал свойства эллипса, параболы и гиперболы. В Мусейоне активно обсуждалась гипотеза Аристарха Самосского о том, что Земля вращается по окружности вокруг Солнца.

Создание Мусея совпало по времени с новым переворотом в военном деле, изобретением военных машин, баллисты и катапульты. Именно баллиста позволила царю Птолемею завоевать господство на морях; Александрия заняла место Афин и стала главным торговым центром Средиземноморья. Символом торгового могущества Александрии стал 130-метровый Фаросский маяк – одно из чудес света, построенное Состратом Книдским по приказу Птолемея II.

Создание баллисты знаменовало рождение инженерной науки, «механики». Первым великим механиком был знаменитый строитель военных машин Архимед, проживший большую часть жизни в Александрии. Архимед на языке математики описал использование клина, блока, лебедки, винта и рычага. Архимеду приписывается открытие законов гидростатики и изобретение «архимедова винта» – водоподъемного устройства для орошения полей. Из других александрийских инженеров получили известность Ктесибий, изобретатель водяных часов и пожарного насоса, и Герон, создавший аэропил – прообраз паровой турбины. В Александрии был изобретен так же перегонный куб, который позже стали использовать для получения спирта.

В III веке до н. э. начинается эпоха римских завоеваний. Главным техническим достижением римлян было создание цемента и бетона.

Самым знаменитым ученым и инженером римского времени был Марк Витрувий, живший I веке до н.э. По просьбе императора Августа Витрувий написал «Десять книг об архитектуре» - труд о строительном ремесле и о различных машинах; в этом труде содержится первое описание водяной мельницы. В XV веке труд Витрувия стал пособием для архитекторов Нового времени.

В III веке н. э. далеко на Востоке появилось новое оружие, которое принесло гибель античной цивилизации – изобретением стремени. Стремя сделало всадника устойчивым в седле и позволило использовать длинный меч или саблю. Изобретение стремени вызвало страшную волну нашествий, которая погубила цивилизацию Древнего мира.

Господами Европы стали потомки завоевателей, варваров-германцев ­–тяжеловооруженные всадники-рыцари; они подчинили местных крестьян, обратили одних из них в рабов, а других заставили платить подати. Владение рыцаря называлось феодом, а социальную систему тех времен историки называют феодализмом; таким образом, фундаментальное открытие, изобретение стремени, породило рыцарей и феодализм.

Скандинавские норманны создали дракар – мореходное судно с 40-70 гребцами и прямоугольным парусом. Он мог с преодолевать моря и подниматься по рекам, его можно было даже перетаскивать волоком через водоразделы. Дракар позволил норманнам разграбить большую часть Западной Европы. В конечном счете, варяги завоевали страну славян; они дали этой стране свое имя, Русь – что по-фински означает «шведы».

Варварские нашествия охватили всю Евразию, и был лишь один город, который сумел выстоять в этой буре – Константинополь. Греков спасло изобретение греческого огня – зажигательной смеси, которую выбрасывали на корабли противника с помощью мощных насосов. Константинополь устоял – но страна была разорена, и долгое время грекам было не до наук и искусств. Положение изменилось лишь при императоре Василии I (867-886); будучи неграмотным крестьянином, Василий с почтением относился к учёным монахам и не жалел золота для возрождения греческой учености. В середине IX века под началом епископа Льва Математика в Магнавском дворце была вновь открыта высшая школа - началось возрождение древних наук и искусств. Преподаватели Магнавской школы стали собирать хранившиеся в монастырях старинные книги; знаменитый грамматик Фотий составил сборник с краткими пересказами 280 античных рукописей. Греки снова познакомились с Платоном, Аристотелем, Евклидом и снова узнали о шарообразности Земли.

Постепенно науки возвращались и в Европу. Император Карл Великий в подражание древним создал свою Академию – но это был всего лишь маленький кружок ученых монахов, здесь сочиняли латинские стихи и вели летописи.

В конце XI века болонский ритор Ирнерий восстановил римский кодекс законов и основал первую юридическую школу. Со временем эта школа разрослась, в Болонью стали приезжать тысячи учащихся со всей Европы.

Появление университета принесло Болонье почёт и немалые выгоды, поэтому вскоре и другие города принялись заводить высшие школы по болонскому образцу. В середине XIII века в Италии было 8 университетов. Самым знаменитым университетом Англии был университет в Оксфорде, где в XIII веке преподавал знаменитый астролог и алхимик Роджер Бэкон.

С точки зрения развития техники основным достижением средних веков стало использование лошади. Средние века были эпохой, когда лошадь стала первым помощником человека; жизнь европейского крестьянина стала немыслимой без лошади. Изобретение стремени привело к широкому распространению верховой езды. Появление хомута позволило использовать лошадь на пашне - ведь раньше пахали на быках. Запряженные лошадьми телеги и кареты стали главным средством транспорта. Из других достижений нужно отметить распространение водяных и ветряных мельниц –их широкое применение относится именно к средним векам.

Средние века были временем господства кавалерии. В XIII веке в руках кочевников вновь оказалось новое оружие – это, был монгольский лук, “саадак”, стрела из которого за 300 шагов пробивала любой доспех. Это была сложная машина убийства, склеенная из трех слоев дерева, вареных жил и кости и для защиты от сырости обмотанная сухожилиями; склеивание производилось под прессом, а просушка продолжалась несколько лет – секрет изготовления этих луков хранился в тайне.

Монгольский лук был фундаментальным открытием, которое породило новую волну завоеваний. Монголы опустошили половину Евразии, разрушили города и истребили большую часть населения. Развитие Китая, Ирана, России было отброшено на столетия назад. Лишь Западной Европе удалось избежать этого страшного нашествия – и с этого времени Европа стала убежищем для наук и искусств.

Список литературы

Основная литература

1. Бегинин, В.И. История и методология науки: учебно-метод. пособие для аспирантов, магистров, и студ. всех спец. [Текст] – Саратов: ФГБОУ ВПО "Саратовский ГАУ", 2012. – 56 с.