Творения рук человеческих (Естественная история машин) 1 глава

Боголюбов Алексей

Мы живем в окружении машин и так привыкли к ним, что не можем представить себе, как обойтись без этих многочисленных помощников, облегчающих наш труд, нашу жизнь. Далеко не всегда мы отдаем себе отчет о том, сколько самых разнообразных машин существует рядом с нами. Только немногие из них находятся перед нашими глазами, а сколько есть машин, о существовании которых мы и не предполагаем.

Что известно нам о машинах, с помощью которых были вытканы ткани, выпечен хлеб, упакованы консервы, напечатаны книги и журналы! А эти машины непосредственно связаны с другими—теми, благодаря которым они сами появились на свет. Каждый год, каждый день инженеры-конструкторы работают над созданием новых машин, совершенствуют и реконструируют старые. Иногда мы узнаем об этом, читая газеты и журналы или же слушая радио- и телепередачи. «Царство» машин растет, и нам иногда становится не по себе, когда мы обнаруживаем, что тихие и спокойные доселе улицы оказываются буквально запруженными бесконечным потоком автомашин.

Со времени своего появления машины облегчали труд человека и заменяли силу домашних животных. Уже на нашей памяти человек начал обучать машины сложнейшим логическим операциям, но старшее поколение еще помнит такие города и такие села, где машина была редкостью. Возьмем, например, жизнь украинского села в 20-х годах нашего века. В то время жители села пользовались лишь ветряной мельницей, плугом, сеялкой и веялкой, ткацким станком, гончарным кругом. Изредка летом в село привозили молотилку и локомобиль, и все мальчишки (среди которых был и автор книги) мчались смотреть на «машину». Учитель природоведения или физики приводил своих учеников на выгон, где была установлена «машина», и объяснял принцип работы лэкомобиля. Все это было очень интересно.

Паровоз с вагонами можно было увидеть на ближайшей железнодорожной станции; в уездном городе работали паровая машина и маслобойка. Изредка по дороге тарахтел автомобиль. О тракторах в селе тогда и не слыхали.

Наиболее известным механизмом были часы, висевшие в школе. У двоих xoз^eв побогаче имелись настенные часы с гирями и раскрашенным циферблатом. Время по тем и другим было можно узнавать лишь приблизительно, поскольку шли они по-разному. Кроме того, у врача были карманные часы, на них можно было смотреть, как они отсчитывают время, но открыть их, чтобы посмотреть, как они работают, никто и не отважился бы: часы могли остановиться. Что тогда с ними делать? Ведь часовщика в селе не было!

Вспомним, как же родились те машины и те механизмы, о которых только что шла речь. В жизни мы встречаемся с растениями и животными, небом и звездами, песком и камнями, наконец, с искусственными сооружениями, созданными гением человека. Живую природу изучают биологические науки, неживую — науки о земле. Какое же место занимает среди них наука или, скорее, науки о машинах?

Если бегло взглянуть на историю создания машин, то можно обнаружить, что т задачи с течением времени менялись. Первые машины служили для замены физической силы человека. Естественно, они менялись, совершенствовались, создавались заново, но на протяжении приблизительно двух тысяч лет машины другой более важной задачи и не имели.

Но вот в начале XVIII в. появляются машины, которые заменяют не только физическую силу человека, но и его мастерство, его умение. Это не означало, что они вытеснили первую группу машин: простейшие механизмы продолжали совершенствоваться, причем под влиянием и с помощью машин второго типа все убыстряющимися темпами, но машины нового типа стали ведущими в развитии производства.

Так было приблизительно до второй трети XX в., когда появились машины, выполняющие некоторые логические операции, ранее доступные только человеку. И опять-таки на фоне их развития машины первого и второго типов получают как бы новый импульс: они изменяются по размерам и качественно, как бы стараясь <приноровиться» к машинам нового поколения. Появляются и такие машины, которые объединяют в себе физическую мощь, высокое умение и способность к выбору наилучшего пути решения тех или иных практических задач.

И сразу же возникает вопрос: что обеспечило столь быстрое развитие машиностроения? Ведь привычные объекты неживой природы в течение довольно длительного времени остаются неизменными или медленно изменяются под влиянием внешних сил естественного происхождения (а иногда и под влиянием деятельности человека). Растительные и животные организмы эволюционируют на протяжении весьма длительного времени, и лишь иногда человеку удается изменить их природу. Наоборот, машины развиваются чрезвычайно быстро. Сам человек развивался, вероятно, не менее двух миллионов лет, а вся история машин укладывается только в два с половиною тысячелетия.

Если углубиться в историю создания машин, то можно обнаружить еще одно обстоятельство, немаловажное для ее понимания. По словам Фридриха Энгельса, именно развитие руки как прообраза всех орудий труда стало важнейшим событием в процессе становления человека. По-видимому, многократно и у разных народов возникала мысль о том, что для некоторых операций, будь то строительство, будь то охота или военные действия, силы человека недостаточно. Поэтому люди начинают использовать силу домашних животных или же силу ветра и воды. Характерный пример—изобретение мельницы, побудительной причиной которого послужило то, что измельчение зерна с помощью терок было чрезвычайно трудоемким процессом. В качестве второго примера можно привести изобретение лука и пращи, тех новых орудий труда или простейших машин, которые увеличили возможности человека, бросающего дротик или камень.

Эти два примера показывают, что механическая сущность орудий и машин как бы имеет еще и биологический характер: орудия труда являются усовершенствованными органами движения человека. Подобное «родство» между машинами и живыми организмами, особенно с человеком, было заметно или, точнее, почувствовано давно, почти одновременно с изобретением машин.

Утверждают, что письменному тексту «Илиады» Гомера две с половиной тысячи лет, т. е. ровно столько, сколько, вероятно, и машинам. Так вот в тексте поэмы есть упоминание о том, как бог кузнечного дела Гефест пытался сгладить свою хромоту с помощью механических приспособлений.

Мечта о возможности воссоздания человеческого тела повторяется и после Гомера. Так, в десятой книге «Метаморфоз» Овидий Пересказывает старинную легенду о скульпторе Пигмалионе, который изваял статую прекрасной девушки и влюбился в нее: по его просьбе богиня любви Афродита вдохнула в нее жизнь.

Известно, что друг знаменитого философа Платона философ-пифагореец и военачальник Архит Тарентский сделал ряд открытий в естествознании и механике. Ему, например, приписывается устройство механического голубя, который мог летать. Все это соответствовало тому понятию о машине, которое было свойственно мыслителям античного времени, а затем и средневековья. Предполагалось, что машина составлена из частей (деревянных), которые обладают свойством движения. Так, средневековые алхимики мечтали о создании гомункулюса — «человечка», который мог достигать и огромных размеров, подобно средневековому пражскому Голему.

Определенные черты сходства между организмами и машинами видел и великий математик Рене Декарт. В первой половине XVII в. он высказал дерзкую для своего времени мысль о том, что животные — это машины. По его мнению, автоматы или машины можно создать с помощью костей, мускулов, нервов, артерий, вен и всех других частей, которые находятся в теле каждого животного. Были сделаны и попытки применить законы механики к пояснению некоторых жизненных явлений. Современник Декарта выдающийся английский врач и физиолог Уильям Гарвей пытался определить течение крови по сосудам в соответствии с законами механики того времени. Он сравнивал сердце с гидравлической машиной.

Научное направление, которое возникло в XVI— XVII вв. на стыке физиологии и механики, получило название ятромеханики. Так, врач и математик Джованни Борелли, будучи профессором Мессинского университета, написал трактат «О движении животных» (изданный посмертно в последней четверти XVII в). В нем он описал строение, форму, действие и силу мышц человека и животных и изложил учение о их движениях. По его мнению, физиологические явления можно объяснить с помощью механических аналогий. Идеи ятромеханики не остались в стороне от развития науки, и можно проследить три основных направления, имеющих своим источником ятромеханические рассуждения.

Первое из них было представлено некоторыми работами русских академиков Леонарда Эйлера и Даниила Бернулли, применивших законы механики и методы математики к исследованию некоторых физиологических явлений. В сущности, от этих работ, выполненных в середине XVIII в., ведет свое начало биомеханика, которая, в частности, занимается механикой человеческого тела и которая внесла заметный вклад в создание роботов и манипуляторов.

Второе направление нашло свое отражение в философии. Виднейшим его представителем был французский врач и философ Жюльен Офре де Ламетри. Также в середине XVIII в. он издал в Лейдене трактат «Человек-машина», за который ему едва не пришлось поплатиться жизнью. По утверждению Ламетри, человеческое тело похоже на часовой механизм огромных размеров, устроенный так, что «если остановится колесо, при помощи которого в нем отмечаются секунды, то колесо, обозначающее минуты, будет продолжать вращаться и идти как ни в чем не бывало». Поэтому и засорения нескольких сосудов недостаточно для того, чтобы прекратилось биение сердца, которое является рабочей частью человеческой машины. Конечно, никто теперь не сомневается, что знаменитый философ во многом ошибался. Но зато он был одним из первых, кто пытался понять характер физической природы живых существ.

Жак де Вокансон, французский механик, член Королевской академии наук, был виднейшим представителем третьего направления в поиске соответствий между машинами и живыми существами. Это направление можно было бы назвать экспериментальным: если автоматы механиков XVII в. и не воссоздавали движений живых существ, то во всяком случае они их моделировали.

Нельзя отрицать того, что ятромеханики и их последователи XVIII в. предложили и рациональную идею. Если ни животные, ни человек все же не были машинами, то при построении машин имелись в виду какие-либо их функции. Более того, можно утверждать, что каждая из машин выполняет какие-либо функции живых существ. Непрерывное совершенствование группы машин, созданных в период научно-технической революции, свидетельствует о том, что и само развитие машин в определенной степени моделирует развитие живых существ. А следовательно, и некоторые биологические законы могут оказать помощь в понимании истории создания машин, а также в искусстве построения их новых конструкций.

Еще Леонардо да Винчи считал, что машины и механизмы — это в некотором роде «продолжение» органов человека. Теперь мы видим, что создаются и такие органы, которые отсутствуют у человека, но свойственны некоторым живым существам. Поэтому вполне оправданным может быть описание машины, ее структуры и принципов работы в терминах биологии.

Интересно, что развитие концепции Декарта — «животное-машина» в виде концепции «человек-машина» — продолжалось и в XVIII в. Но в том же веке, а затем в середине XIX в. неоднократно высказывалась несколько противоположная точка зрения: сама машина включалась в органический мир, и ей как бы приписывали действия, свойственные живому организму.

Этот последний взгляд на машину как на объект, в определенной степени имеющий качества живой природы, непрерывно обогащается: все больше и больше говорят о машинах автономного действия, и не только с точки зрения исполняемой ими работы. О машинах нового поколения говорят как о саморазвивающихся объектах, которые затем, возможно, смогут воспроизводить себе подобных.

Поэтому в настоящей работе мы попробуем показать машины как искусственные органы человека, иначе говоря, применить к их исследованию некоторые биологические концепции. Нам бы хотелось раскрыть хотя бы в общих чертах процесс их развития и выявить некоторые аспекты, сближающие искусственные произведения человеческого гения с объектами, созданными на протяжении многих миллионов лет гением природы.

Если бы мы могли воспользоваться машиной времени и двинуться назад в прошедшие годы, столетия, тысячелетия.., то вначале (еще в нашем веке) исчезнут самолеты, потом автомобили и паровозы, исчезнет электрическое освещение, пропадут паровые, а затем и ветряные мельницы, исчезнут плуг, веялка и сеялка, останется только деревянная соха. Еще некоторое время сохранится ткацкий станок, гончарный круг и ручная мельница. Затем их не станет и мы окажемся среди первобытных людей, которых от создателей первых машин будут отделять многие и многие поколения.

По мнению большинства археологов и палеонтологов, человекоподобные (гоминиды) впервые появились в Восточной Африке более десяти миллионов лет назад. Около четырех миллионов лет назад на арену жизни вышли гоминиды — австралопитеки. Еще через полтора миллиона лет эти существа пришли к использованию обломков камней, костей животных и рыб в качестве простейших орудий труда. Гоминиды этой эпохи были довольно развитыми прямоходящими существами, и по биологическим признакам резких отличий между ними и современными людьми не обнаружено.

Каменные орудия, которые изготовлял древний человек, прошли чрезвычайно длительную эволюцию. Эпоха первоначального овладения камнем и навыками его примитивной обработки носит название палеолита. Основные занятия — охота и собирание плодов — определили типы орудия: нож, топор, скребок, игла, наконечники копья и стрелы — все это модификации клина. Палка как орудие и как рычаг также относится к древнейшим приобретениям человека. Поддержание и использование огня, рожденного стихийными силами природы, начались около четырехсот тысяч лет назад (освоение огня и изобретение средств для его добывания произошли значительно позже).

Около ста тысячелетий назад возникает изобразительное искусство, очевидно, как один из способов запоминания и ориентирования на местности. В большей мере это относится к изображениям людей и животных, в меньшей — к орнаменту, который несомненно связан с разложением понятия «много» и с появлением числа и счета. Первобытное искусство—доказательство того, что человек начал рассуждать. В борьбе за свое существование человек приобретает знания и умения, объем которых медленно, но непрерывно увеличивается.

Техника изготовления орудий совершенствуется, убыстряется освоение новых умений. Изобретается лук, т. е. орудие для метания стрел, для изготовления которого человек оценивает относительную гибкость и упругость дерева. Для охоты на зверей изобретаются и ловушки, иногда уже довольно сложной конструкции, которые срабатывают, когда зверь наступает на одно из звеньев. Позже осуществляется переход к производству продуктов питания — выращиванию злаков и иных растений, одомашниванию животных. В истории человечества это была вторая важнейшая хозяйственная революция после освоения огня. Человек получил более обильный и надежный источник пищи и начал переходить к оседлому образу жизни. Следствием был рост народонаселения. Этот период, длившийся около пяти тысяч лет и закончившийся к VI—VII вв. до н. э., был назван неолитом.

Естественно, что никаких резких границ между периодами древнего, среднего и нового каменных веков — палеолитом, мезолитом и неолитом — не было. Каменный век заканчивался у разных племен в разное время (некоторые из них живут в каменном веке вплоть до настоящего времени). Постепенно люди расселялись и осваивали новые земли. Разные условия труда и жизни определили и различия в орудиях труда: человеку, уходившему на север, надо было уделять больше внимания сооружению жилищ и изготовлению одежды, чем его экваториальному современнику.

Период неолита характеризуется все более сложной обработкой камня, осваивается шлифовка. Орудия труда умножаются качественно и количественно. Для хранения пищи изготавливаются глиняные горшки. Кости и раковины служат для изготовления рыболовных крючков, гарпунов. Из шкур вырабатываются кожи, из растительных волокон — нити. Появляются и первые ручные мельницы — два отшлифованных камня, с помощью которых растираются зерна. Осваивается вращательное движение: изобретается колесо, гончарный круг, круговая ручная мельница. Все это — путь к изобретению простейших машин.

Основные занятия племен — земледелие или скотоводство, охота и рыболовство — доступны любому из его членов. Все умеют растирать зерно, готовить пищу, шить одежду. Но рядом со всеми уже появляется кузнец, гончар, ткач. Начинается обмен изделиями, т. е. изделия становятся товаром. Первобытное общество теряет свое имущественное равенство. Пленных, захваченных в борьбе за новые территории, не убивают, а заставляют выполнять тяжелую работу, в первую очередь для старейшин племени. Возникновение частной собственности связано, таким образом, с общественным разделением труда: первобытное общество порождает рабовладельческое.

Затем появляются государства-города, государства-империи. В больших государствах возможно сложное разделение труда, выше профессиональное мастерство ремесленников, запас орудий и технических средств растет быстрее. Наконец, появляются и машины.

Машина заменяет живую силу. Пожалуй, первой машиной в современном понимании следует назвать водяную мельницу, т. е. не что иное, как преобразователь энергии водяного потока в энергию вращения. Это простейшее устройство состоит из основного колеса, двух цевочных колес и рабочего органа — двух жерновов, неподвижного и подвижного. Первые мельницы появились на горных речках и быстро распространились повсюду, где можно было создать перепад воды. Это изобретение было революционным событием: на машину был переложен тяжелый труд. Можно только представить себе, сколько людей должны были работать вручную, чтобы накормить население даже небольшого города.

Изобретение мельниц было встречено с восторгом: о мельницах слагались песни, поэты посвящали им оды—так машина входила в жизнь человека. Не лишен интереса и тот факт, что одновременно с изобретением мельниц появились и зачатки научных знаний.

Другими областями человеческой деятельности, в результате которой возникли машины, были строительство и водоснабжение. Появляются устройства для подъема и перемещения тяжестей, принцип работы которых сохранился и в современных грузоподъемных механизмах.

Совершенствование лука и пращи привело к изобретению военных машин. Были созданы два основных типа таких машин — катапульты, которые метали стрелы, и баллисты, метавшие камни. Движителем была упругая сила канатов, свитых из воловьих жил или из волос. Военные машины — первые приспособления, размеры которых рассчитывались. Расчетным модулем служила величина отверстия, через которое пропускался канат. Были малые машины, метавшие камни по два фунта весом, но строились и машины внушительных размеров, которые метали камни по двести—триста фунтов. При закручивании каната перед броском камня обе его ветви настраивались по слуху на один тон. В противоположность непрерывно действующим мельницам военные, а также грузоподъемные и водоподъемные механизмы действовали как бы дискретно.

Трудно установить время изобретения тех или иных машин, возможно, что они изобретались неоднократно, в результате эволюционного развития простейших механических приспособлений. Их можно было бы назвать приспособлениями динамическими, так как они создавались для экономии человеческой силы. Но почти одновременно с такими машинами появляются и иные приспособления, которые можно было бы назвать кинематическими, потому что они служили для преобразования не силы, а движения. Их можно назвать автоматами, происхождение которых весьма древнее и, несомненно, генетически связанное с теми звериными ловушками, о которых уже шла речь.

Сочинение об автоматах написал ученый эпохи позднего эллинизма Герон Александрийский, но можно предполагать, что описанные им автоматы были изобретены намного раньше. Движение фигур и их элементов осуществлялось в автоматах по прямой линии, по кругу, по произвольной кривой. Каждое движение производилось при помощи нитей, навернутых на барабаны или блоки различного диаметра и натягиваемых грузиками. В некоторых местах нити имели ненатянутые участки (петли) для того, чтобы одно движение запаздывало относительно другого. Со временем система привода у автоматов усложняется: у них уже есть что-то общее с современными автоматами (главный вал) и манипуляторами (поэлементный привод). Но первые и последние разделяет около двух с половиной тысяч лет! С помощью таких автоматов проводились театрализованные и религиозные действия; наряду с малыми автоматами были и большие, управлявшие движениями статуй. Замечено как-то, что по принципу действия современный торговый автомат очень напоминает древнеегипетский автомат, выдававший воду в обмен на монетку.

Изобретение пневматики связывается с именем александрийского механика Ктесибия. В рабовладельческой Греции III в. до н. э. отношение к механике было пренебрежительным, занятие ею считалось недостойным свободного человека. Не то в Александрии: этот космополитический город, столица эллинистического Египта, был тогда центром прикладной науки. Здесь Ктесибий занимался пневматическими и гидравлическими приборами. Он изобрел двухцилиндровый пожарный насос, который ни в чем существенно не отличается от современного, водяные часы, водяной орган, а также аэротрон — военную машину, в которой руль упругого тела играл сжатый воздух. Как пожарный насос, так и аэротрон представлял собой цилиндр с движущимися внутри них поршнями. Это первое в истории техники упоминание о кинематической паре цилиндр—поршень.

Вспомним, что великий математик и механик Архимед, один из самых замечательных ученых в истории человечества, родился в Сиракузах на острове Сицилия, но учиться поехал в ту же Александрию. Он добился очень многого. В математике он дошел до изобретения интегрального исчисления, намного опередив свое время. Он изобрел винт, усовершенствовал зубчатое колесо, нашел закон, носящий его имя, изобрел много новых машин. Во время осады родного города римлянами он создал новые военные машины, которые надолго задержали превосходящие силы римлян под стенами Сиракуз. Но все же город пал, и некий римский солдат убил Архимеда. Сохранилось предание, что последними словами великого ученого были: «Не трогай моих чертежей!»

К сожалению, до нас дошло мало сведений об инженерах древности: некоторые из них оставили написанные ими книги, у других известны лишь имена. Так, выше мы упоминали Герона Александрийского. До сих пор не совсем ясно, когда он жил: может быть, в первом веке нашей эры, а быть может, двумя веками раньше. Некоторые даже считают его учеником Ктесибия. Но зато сохранилось несколько его сочинений, по которым мы можем судить об уровне античной механики.

В своем сочинении «Театр автоматов» Герон описывает храмовые и театральные автоматы. По его словам, «представления автоматических театров пользовались в старину большой любовью, во-первых, потому, что в устройстве их проявлялось много механического искусства, а затем и потому, что самое представление бывало поразительным, ибо как раз при устройстве автоматов для различных их деталей приходится пользоваться всеми познаниями механики». Писал Герон и о военных машинах, но это его сочинение до нас не дошло.

Сейчас мы знаем, что в Древней Греции военные машины были очень распространены, и некоторые города имели целые арсеналы таких машин. Впрочем, подобная военная техника возникла и в других странах. Исходные метательные приспособления, лук и праща, независимо появились в разных уголках земного шара, и совершенствование их шло параллельными путями, которые, возможно, где-то и пересекались. Так, около пятисот лет до нашей эры в Китае древнейший камнемет представлял собой упругий шест, вкопанный в землю, к которому крепилась праща, несущая «снаряд» — камень.

В Римской империи были изобретены некоторые сельскохозяйственные и строительные машины. В конце I в. до н. э. римский архитектор и инженер Марк Витрувий Поллион написал «Десять книг об архитектуре». Его сочинение прожило долгую и славную жизнь: им пользовались как руководством по крайней мере полторы тысячи лет. Десятая книга сочинения посвящена машинам, и здесь же дано, вероятно, первое определение машины: «Машина есть сочетание соединенных вместе деревянных частей, обладающее огромными силами для передвижения тяжестей». Согласно Витрувию машины и орудия различаются тем, что машины для выполнения работы требуют большего числа рабочих или применения большей силы (таковы, например, баллисты и давильные прессы), орудия же выполняют задание умелой рукой одного человека.

Механики последующих двух столетий почти ничего не добавили к учениям древних в отношении машин. Правда, были введены некоторые усовершенствования. Так, в водяных мельницах у одного колеса появилось несколько приводов. Кое-какие улучшения внесли и в устройство военных машин, но все это было делом практиков, а не ученых.

В Византийской империи уровень познаний в области практической механики был относительно 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. Объединяющим для всех них был арабский язык, язык науки и религии.

Главным источником знаний арабоязычных народов в области практической механики были сочинения греческих ученых, переведенные на арабский язык. Но эти знания были не только усвоены, но и развиты. Так, в средневековом арабском сочинении IX в. «Ключи науки» сообщаются сведения о простых машинах, о водяных и ветряных мельницах, о военных машинах я об автоматах.

Мы упомянули здесь о «простых машинах». Этот термин в течение очень длительного времени применялся для обозначения простейших подъемных приспособлений — рычага, блока, наклонной плоскости, клина и винта. Как мы увидим дальше, ни одно из этих приспособлений нельзя в полном смысле назвать машиной, и произошел этот термин, вероятно, от неправильного перевода того слова, которым Герои Александрийский обозначил эти простейшие подъемные приспособления. Ниже мы еще раз коснемся этого вопроса. Впрочем, на протяжении многих столетий вплоть до конца XIX в. и само понятие «машина» было неопределенным.

Развитие техники в арабоязычных странах определялось многими условиями: необходимостью создания системы орошения, ростом городов и связанных с ним строительством зданий, увеличением горной выработки, развитием торгового и военного судоходства, в частности ростом пиратского флота (ибо пиратство было тогда одним из важных занятий прибрежного населения Средиземноморья). Возникает много разных типов водоподъемных машин, приводимых в движение силой воды или силой животных.

В Х—XI вв. производство муки на ручных мельницах было повсеместно прекращено. Водяные мельницы ставились не только на реках: в Басре в устьях каналов, питавшихся водой за счет прилива, 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.

Ветряные мельницы впервые появились в Афганистане в IX в.: 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 таких устройствах диктовалась тем, что крылья мельницы были связаны с жерновом практически напрямую, и, следовательно, скорость его вращения сильно зависела от «капризов» 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. Так, в Египте производились льняные и шерстяные ткани. Это мастерство перешло затем в Персию. Хлопок начали ткать в Индии, откуда он перешел в страны Средней Азии. В Х в. 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.

Такое массовое производство тканей для рынка явилось результатом совершенствования техники прядения и ткачества. Преобразование поступательного движения во вращательное с помощью педального механизма, освоенное в конструкции гончарного круга, вошло затем в конструкцию прядильного механизма, что улучшило качество пряжи и ускорило ее производство. Была усовершенствована конструкция ткацкого стана, который в античные времена представлял собой примитивную деревянную раму с простейшими механическими приспособлениями. Техники арабского Востока внесли в него ряд усовершенствований. По-видимому, около II в. до н. э. в Китае был изобретен станок с подвижными шнурами для поднятия и опускания нитей после каждого пролета челнока. Этот станок был затем освоен ткачами Средней Азии и Ближнего Востока.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: