Главная страница » Конспекты » Взгляд в прошлое » Возникновение и развитие химии с древнейших времен до XVII века (Отв.ред. – д.хим.н. Ю. И. СОЛОВЬЕВ)

ЖЕЛЕЗО

Как и в отношении ряда других металлов, освоение человечеством железа могло идти (и шло) двумя путями: использование природного металлического железа и химическое превращение железной руды.

Природное металлическое железо встречается на поверхности Земли как самородное и как метеоритное. Самородное железо встречается в виде мелких листочков и чешуек, вкрапленных в горные породы, в частности в базальты. Нередко оно образует также кусочки неправильной формы, а иногда и сплошные массы довольно значительных размеров. В частности, описаны железо-базальтовые монолиты в сотни тонн.
Самородное железо всегда содержит заметные количества никеля. Различают два типа такого железа: аварит (содержание никеля до 2,8%) и джозефинит (50% и более никеля). Самородное железо ковко и тягуче, так что в принципе оно могло бы быть использовано человеком, если бы не исключительно редкие находки его масс, доступных механическому ручному переделу.
Значительно более доступно природное металлическое железо неземного происхождения – метеоритное железо, которое действительно использовалось на заре «железного века».

Второй путь – путь химического превращения железной руды – требовал освоения достаточно высоких температур. Вообще говоря, для восстановления железа из его окислов окисью углерода, что и происходит в обычном металлургическом процессе, достаточна температура лишь несколько выше 700°С – такую температуру дает даже лагерный костер. Однако железо, получающееся таким путем, представляет собой спеченную массу, состоящую из металла, его карбидов, окислов и силикатов; при ковке оно рассыпается. Чтобы практически реализовать возможности процесса восстановления с целью получения железа, пригодного для переработки, необходимы были три условия:
1) введение окислов железа в зону нагревания в условиях восстановления;
2) достижение температуры, при которой получается металл, пригодный для механической переработки;
3) открытие действия добавок – флюсов, облегчающих отделение примесей в виде шлаков, что обеспечивает получение ковкого металла при не слишком высоких температурах.

Первоначальные опыты ранних гончаров Ближнего Востока с окислами железа были связаны скорее всего с ролью последних как красящего вещества, от примеси которого зависит цвет глины (в частности, бурый) и цвет керамики (красный при окислении железа, темно-серый или черный при восстановлении железа из окислов). Максимальный красящий эффект достигался при температуре около 900°С.
Как показал недавно осуществленный химический эксперимент Р. Мэддина, при 960°С добавление флюса того типа, который использовался в печах Мецамора и Аргиштихинили (Урарту), в том числе 7% костной смеси (CaO, P2O5) приводит к получению железных криц, пригодных для ковки (без такого флюса получающиеся губчатые куски железа для ковки не пригодны).

Для этого нужно было не нагревать окрашенную керамику или глину, смешанную с красителем, а нагревать краситель отдельно и в достаточных количествах. Спрашивается – каким тогда образом мог состояться подобный «эксперимент» в древности, если это требовало столь кардинального изменения условий?!.

При температурах выше 1000°С от сплошной спеченной металл-металлоксид-силикатной массы уже отделялась фаза образующихся в этих условиях искусственных силикатов, что создавало предпосылки для развития стекловарения. При температурах 1075°С и выше уже даже без добавки костной смеси возможно образование таких железных криц, которые можно ковать. Как известно, медь плавится при 1083°С, и отсюда следует, что теоретически возможен был прямой, минуя период бронзы, переход от металлургии чистой меди к металлургии железа.

При температуре 1174°С из металлического железа, его окиси (FeO) и силиката железа – фаялита (FeO-SiO2) образуется эвтектическая система, при ковке которой силикат и окись выдавливаются, а частицы железа свариваются в сплошную металлическую массу. Добавление флюса – костной смеси – заметно снижает эвтектическую температуру.

А вот любопытно, как можно было «догадаться» добавлять в шихту костную смесь?.. Это ж сколько всего надо было случайным образом совать в огонь, и сколько извести полезной руды, чтобы получить нужный результат?!.

Вообще с флюсами надо разбираться отдельно!

Если ковке подвергают эвтектику, образовавшуюся в температурном интервале 900-1200°С, то образующееся железо содержит еще существенное количество примесей и еще достаточно мягко. Впрочем, при ковке криц от них могли отделяться более твердые науглероженные пластины, пригодные для примитивного штучного изготовления стальных изделий.

Для получения железа путем прямого восстановления его окислов сыродутным методом необходима была температура выше 1400°С, более определенно она зависела от используемого сырья. Так, для восстановления FeO достаточно 1420°С, для Fe3O4 – 1538°С, а для Fe2O3 – 1565°С. Температура выше 1400°С (до 1540°С) требуется и для производства стекла. Поэтому почти одновременное открытие в культурных центрах Древнего Востока производства железа посредством сыродутного способа (в Малой Азии) и производства стекла (в Месопотамии и Египте) явилось следствием температурного потенциала, достигнутого цивилизацией.

Железо, как и стекло, достаточно рано начали получать в качестве шлаков – побочных продуктов при керамическом производстве или производстве меди и бронзы. Об этом свидетельствуют, например, железные шлаки, обнаруженные, по данным К. X. Кушнаревой и Т. Н. Чубинишвили, в остатках металла в тигле на Южном Кавказе времени куро-аракской культуры и в древней медеплавильной печи (около XVIII в. до н.э.) из Аладжа-Гуюка.

Шлак вообще-то обычно выбрасывается…

Ну, стекло – еще ладно. Песок легко мог попасть в печь. А вот железную руду нужно было совать туда специально. В общем, лажа в этом какая-то…

Обжиг керамики производится при существенно более низких температурах. Только при производстве фаянсовых изделий температура превышает 1000°С. При обжиге обычной керамики таких температур не требуется.

Казалось бы, относительная простота технологии получения железа, сравнительно с технологией выплавки бронзы, и значительно большая доступность сырья должны были бы способствовать быстрому вытеснению бронзы железом. Тем более, могло бы конкурировать с бронзой метеоритное железо, которое во многих языках Древнего Востока называлось «металлом неба». Этого, однако, не произошло по трем причинам.
Во-первых, как уже давно отмечалось, производство и некоторые виды применения бронзы во многих регионах имели обрядовый характер. Это обстоятельство, кстати, напоминает о необходимости учитывать в истории техники внетехнические – культурно-исторические – причины, замедлившие наступление «железного века». Оно также лишает «обязательности» историческую последовательность камень-медь-бронза-железо, ступени которой рассматривались как типологические, необходимые и «естественные». Недаром ряд позднейших культур миновал этап бронзы.

Это объясняется только одним – требованием богов.

Во-вторых, железные руды менее ярки, а потому менее заметны, чем медные, так что, несмотря на распространенность, их поиск на первых порах был более сложным. Кроме того, из бронзы без труда можно было делать отливки, тогда как плавка железа требовала весьма высоких, не сразу достигнутых температур и особой техники.
В-третьих, железо, получавшееся в примитивных горнах, было чересчур мягким и не сразу могло соперничать с бронзой в качестве материала для изготовления орудий труда и оружия.

Наиболее ранние образцы обработанного железа, найденные на территории Древнего Востока, в Египте и Месопотамии, изготовлены из метеоритного железа, что устанавливается содержанием в них никеля (порядка 4-10%). Недавно подсчитано, что на территории Древнего Ближнего Востока могло находиться до 1 млн. тонн железных метеоритов.
Вывод о широком использовании метеоритного железа в древности имеет одно-единственное исключение, которое и позволяет точно определить область, где в Евразии был открыт способ получения железа из руды: по новейшим данным металлографического анализа, железные клинки из Аладжа-Гуюка (2100 г. до н. э., а возможно, и ранее) были изготовлены из земного железа.
Эти выводы историков материальной культуры можно прямо связать с одновременными свидетельствами староассирийских табличек из торговых колоний в Малой Азии рубежа III и II тысячелетий до н. э. Основным предметом торговли были металлы – медь и серебро, которые вывозили из Малой Азии, и олово, которое ввозили в эту область, отличавшуюся необычайно высоким уровнем техники производства металлов (с чем связано и столь раннее становление торгового капитала). Ассирийские купцы образовывали также и специальные торговые общества с целью приобретения железа (аккадское asi’u), которое ценилось необычайно высоко – в 40 раз дороже серебра и в 5 (а то и в 8) раз дороже золота. Необычайные трудности, с которыми столкнулись предприимчивые ассирийские торговцы, были связаны с тем, что торговля железом целиком контролировалась властями местного анатолийского царства – Куссара. Из староассирийских табличек следует, что существовало производство железных криц (аккадское amufcu), которые далее обрабатывались в кузницах.
В одном из документов описывается, как крица, принесенная автором, была против его воли местным должностным лицом отдана кузнецу для обработки, причем указана и потеря в весе в результате обработки. Отсюда, кстати, следует, что в крице содержалось значительное количество удаленных при ковке шлаков, что характерно для раннего этапа развития сыродутного способа производства.

В обширной древнехеттской надписи Анитты (XVI в. до н.э. упомянуты железные предметы, в частности железный трон и железный скипетр, принесенные Анитте правителем города-государства Пурусханда. Предметы из железа и железные изделия (в том числе железный очаг, железные гвозди, священные изображения из железа) многократно упоминаются в позднейших хеттских текстах.

Особая культовая значимость железа в ритуальной традиции хатти выделяет эту последнюю (и отчасти продолжающую ее древнехеттскую) из числа других древневосточных культур и объединяет ее с позднейшими западнокавказскими, в частности абхазской, что представляет особый интерес ввиду наличия ряда сходств языка хатти и абхазско-адыгских языков. В традиции хатти отсутствовала та аксиологическая (ценностная) преграда для осознанного использования железа как значимого металла, которая могла задержать развитие металлургии в других областях.

По части отсутствия «ценностной преграды» в традиции – чушь полная.

Очевидно, в области расселения хатти, где отсутствовали залежи олова, необходимые для производства бронзы, но в изобилии имелись железные руды, не было и второй причины, тормозившей использование железа в тех областях, где раньше появилась бронза. Данные о малоазиатских клинках из земного железа позволяют предположить, что хаттские (и позднее хеттские) металлурги и кузнецы научились преодолевать и третью трудность, мешавшую использованию железа в древности, – излишнюю мягкость этого металла, получаемого сыродутным способом. Видимо, на первых порах для изготовления клинков могли использоваться упомянутые выше отделяющиеся при ковке от криц науглероженные стальные пластины, чем объясняются высокая стоимость и редкость клинков.

Вывод, согласно которому металлургия железа в Передней Азии (а потом и в Евразии в целом) распространяется из области культуры хатти, подтверждается историей названий железа и стали. Все древние языки Малой Азии и прилегающих областей (хеттский, хурритский, западные – левантийский, диалекты аккадского) заимствуют название железа из хатти, где железо называлось hapalki-hawakki – с характерной для языка хатти приставкой ha-, как в хатти ha-prassun – «леопардовый», откуда название барса – леопарда в разных языках Евразии, в том числе и России. Заимствование названия леопарда – барса в языке Евразии из языка хатти объясняется исключительно культовой значимостью леопарда в традиции хатти, здесь прямо продолжающей традицию религии обитателей Чатал-Гуюка. Роль для последней сдвоенных символов леопардов позволяет предположить малоазиатское происхождение железного меча с изображением двух леопардов, найденного в Дораке и относимого к культуре Иортан, синхронной со временем, когда в Аладжа-Гуюке уже знали производство железа, так что было бы неправильно описывать этот предмет вне его культурно-исторического малоазиатского контекста.
Хаттское название железа или стали (через возможное посредничество одного из языков запада Малой Азии) проникло в древнегреческий язык в двух формах. Более ранняя из них – calpoz – основной металл – медь, сталь встречается уже в микенском како, откуда ка-ке-u равно calpenz кузнец, что указывает на заимствование эпохи, когда греки еще не знали металлургии железа, и более поздней caluy – сталь, встречающийся уже у Эсхила и в имени народа «железоделателей» – халибов – calubez, обитавших на черноморском берегу Малой Азии, где, судя по новейшим данным, находился центр ранних поселений хатти.

Если техника получения из руды железа, а возможно и стали, («хорошего железа» для клинков) была изобретена хатти, то, как полагает большинство исследователей, роль хеттов – прямых наследников усвоенной ими культуры хатти, состояла скорее в том, что они способствовали задержке широкого распространения железа. Предполагается, что у хеттов в эпоху Нового Царства (XIV-XIII вв. до н. э.), как до этого в царстве Куссар в эпоху староассирийских колоний и как много позднее в Китае (I в. до н. э.), осуществлялась государственная монополия на железо. Несомненно, что железо оставалось у хеттов дорогим металлом, доступным для изготовления единичных ювелирных изделий, которые хранились на царских складах («домах печати») в ограниченном количестве.

В XII в. до н. э., после падения Хеттской империи, железо распространяется среди разрушивших ее народов («народов моря», как их называют египетские источники) и соседних народов. Характерно, что в IX в. до н. э., когда для Ассирии констатируется классический железный век, основные количества железа ассирийцы получают либо из области Хатти (15 т при Ашшурнацирапале, 24 т при Салманассаре III), либо из Наири (18 т при первом из этих царей) и из других областей на территории исторической Армении. Полагают, что производство железа в Древней Армении, непосредственно примыкающей к Хеттскому царству, начинается в XIII-XIV вв. до н. э. Несколько позднее металлургия железа начинается в Западной Грузии – около XII в. до н. э. Связь закавказских центров с хаттскими (и позднейшим хеттским) доказывается и языковыми данными: грузинское rkina – железо связано с одним из производных от хаттского названия железа, сохраненным в хаттском названии города Hawarkiпа (вариант Hawalkina от hawaiki – железо); в грузинском отражена форма без приставки ha-). К другому производному от того же хаттско-хеттского названия восходит и армянское егkat/ – железо.
Свидетельства языка представляются весьма существенными и для того, чтобы проследить дальнейшее продвижение железа по Евразии в тысячелетний период, прошедший после падения Хеттского царства на рубеже XIII и XII вв. до н. э. Предполагается, что в Китае производство железа было начато в VII в. до н. э., если не двумя-тремя веками позже; в древнекитайский и тибетский языки западноазиатское название железа, восходящее к hawaiki, проникло в форме *khlek. Это звучание сходно с греческим calpoz – металл, медь, сталь, идущим из того же источника. Далее – архаическое китайское thiet /: *thek (cek). Несколько ранее, к рубежу II и I тысячелетий до н. э. (судя по новым радиоуглеродным датировкам), железо начали производить в Индии.

Предполагавшаяся одно время более ранняя датировка железного памятника из Кутуба не подтвердилась.

С чего бы это вдруг такая уверенность?.. Ссылка приводится на работу 73 года – периода, радиоуглеродные анализы которого ныне постоянно пересматриваются.

В I тысячелетии до н. э. производство железа распространяется также в Египте, к 600 г. до н. э., побеждая бронзу, и далее в Мероэ и других областях в Африке начиная примерно с 1000 г. до н. э. Кстати, в Центральной Африке еще до недавнего времени сохранялся архаичный способ выплавки железа из руды. В I тысячелетии до н. э. «железный век» приходит в Европу. Первые образцы кельтского (а отчасти и германского) железа достаточно примитивны, но далее методы производства постепенно совершенствуются.

Археологическое различие между некоторыми западноевропейскими и восточноевропейскими традициями производства железа и стали любопытно сопоставить с различием терминов. В то время как славянские и балтийские названия типа русского железо в конечном счете объясняются из древней формы хаттско-хеттского происхождения, сходной с греческим calpoz, древние кельтские и германские названия типа английского iron, немецкого Eisen из *isarnim могут свидетельствовать о местной периферийной традиции, достаточно отличной от первоначальной. Напротив, о древних связях Рима с ближневосточными центрами металлургии железа свидетельствует латинское ferrum, родственное обозначению железа, заимствованному еще во II и I тысячелетиях до н. э. также в ряду древнесемитских языков (аккадское parzillu, древнееврейское barzal, угаритское brsl) и в сванский (berez). Для сопоставления с археологической датировкой начала производства железа в Грузии (около XII в. до и. э.) существенно расхождение между сванским и другими картвельскими языками, к XII в. до н. э. уже отделившимися от сванского.

В Древнем Египте, как указывает Лукас, первые изделия из железа имели или культовое, или ювелирное назначение. Наиболее ранние из них – полностью окислившиеся к моменту обнаружения бусы, изготовленные из метеоритного железа (они содержали 7,5% Ni). Эта находка насчитывает более 3500 лет до н. э. Еще несколько очень небольших амулетов, датировка которых достоверно относит их к периоду до середины II тысячелетия до н. э., также изготовлены из метеоритного железа. В гробнице Тутанхамона (XIV в. до н. э.) найдено несколько миниатюрных изделий из железа, в том числе небольшой кинжал. Со времени этого фараона число находимых железных изделий постепенно увеличивается, но, судя по находкам, настоящее распространение железо получает в Египте только в VII в. до н. э., а производство в самом Египте и относительное равноправие железа и бронзы наступает еще лет на 100 позже. По данным письменных источников, в III в. до н. э. рабочим на египетских каменоломнях уже выдавали железный инструмент. Письменные же источники свидетельствуют о том, что в середине II тысячелетия побеждавшие в войнах египтяне накладывали на покоренные малоазиатские народы дань железом.

В Древней Греции железо распространилось заметно раньше, чем в Древнем Египте. Так, Гомер (XI-Х в. до н. э.) упоминает о железных изделиях и железе как предмете обмена.
Римляне владели искусством изготовления высококачественных видов железа и стали, что давало их металлическому оружию превосходство над примитивным кельтским. Масштабы добычи железной руды в римское время свидетельствуют о растущей значимости металлургии железа.

Предполагается, что первым социально значимым использованием железа было именно изготовление оружия, что, кстати, привело к перевороту в военном деле. Однако для того чтобы перейти от изготовления из железа и стали ювелирных (и вообще уникальных) драгоценных изделий (в том числе и клинков) к использованию железа и стали для массового изготовления разных видов оружия, а затем и орудий труда (в частности, сельскохозяйственного), потребовались и технический прогресс, и мутационный скачок в ценностной ориентации. В этом по существу и состоял переход к так называемому «железному веку».
Начало «железного века» в истории орудий труда знаменуется изготовлением целых серий железных (и стальных) предметов разнообразного назначения, подобно тому как такие серии предметов изготовлялись из чистой меди в Египте, а из бронзы – в Шумере и в древних городах долины Инда.
Наиболее ранние свидетельства таких серий орудий из железа дают раскопки в Гордионе (Фригия), относящиеся к VIII в. до н. э. Любопытно, что эта ранняя серия железных орудий засвидетельствована на той самой территории центра Малой Азии, где за полторы тысячи лет до этого возникла металлургия железа, а еще за пять тысяч лет до этого – начало металлургии меди. Сходным образом окончательное наступление железного века в Восточной Европе первой половины I тысячелетия до н. э. характеризуется сериями железных предметов Черняховской культуры

Фригия – на месте Хеттской империи, между прочим….

В раннем «железном веке» процесс прямого восстановления железа из его окислов осуществлялся посредством так называемого сыродутного способа, основные особенности которого реконструируются достаточно точно на основании сравнения археологических находок с этнографическими данными о племенах и народах (в частности, африканских), до XX в. сохранивших этот способ производства железа.
Сыродутный горн сооружался из глины или из камней, обмазанных глиной. В стенах горна оставлялись отверстия для дутья, обычно два, на противоположных сторонах. В эти отверстия вставлялись глиняные трубки – сопла, на которые надевали кожаные мехи, приводившиеся в движение, как правило, рычагами. Горн засыпался древесным углем и железной рудой. Частицы железа при сыродутном способе его получения свариваются в крицу – комок железа, представляющий собой, после проковки его молотом, предварительный материал для кузнечной работы.
В отдельных местах Западной Европы ремесленное производство железа таким способом продолжалось до XVIII в., а в стране басков, в Испании – и еще позднее. В начале новой эры в Западной Европе использовались простейшие ямы для плавки железа диаметром около 1,5-1,6 м, глубиной 0,6-1 м. Ямы были обмазаны двумя слоями глины соответственно толщиной 16 и 8 см. Сохранились следы глиняных сопел для принудительного дутья.
В другом типе древнеевропейских железоделательных сооружений, известных начиная с римского времени, для дутья использовали естественный ветер (в частности, горный). При слабом ветре приходилось создавать движение воздуха, размахивая веером из ветвей деревьев.

Металлургические процессы в железоплавильной печи сыродутного типа были изучены в стране басков. Для изготовления 100 кг железа требовалось 312 кг руды (с содержанием 63,99% Fе2О3, 5,13% Мn2О3, 12,2% SiO2) и 340 кг угля. В железоплавильной печи с принудительным дутьем процесс восстановления железа начинался в зоне, прилегающей к наружному слою. В зонах, расположенных в глубине печи, энергично протекали процессы восстановления железа из окислов, шлакообразования и сплавления капель железа. В верхней зоне руда содержала 49,21% Fе2О3, 26,95% Fе3O4, 4,13% Мn3O4.
В следующей зоне, где выделялись уже капельки восстановленного железа, химический состав меняется и характеризуется содержанием 1,04% восстановленного железа, 59,51% FeO, 22,91% Fе2О3 и 4,03% Мn3O4. В нижележащей, третьей, зоне, еще более удаленной от наружного слоя, шло интенсивное восстановление железа, кусочки которого сплавлялись вместе, а железные кристаллики соединялись, образуя корку толщиной 2 мм на поверхности мягкой железной массы черного цвета. При температуре 1000°С в шлаках содержалось 41,2% FeO, 11,7% MnO и 27,5 SiO2; капельки железа составляли 7,55% шлаков. В четвертой, самой нижней, зоне при температуре 1200-1300°С шлаки отделялись от кусков железа.

Ранние этапы сыродутного способа производства железа моделировались в серии экспериментов Б. А. Колчина. На территории раскопок в Новгороде была построена глиняная печь древнерусского типа. Руда доставлялась из отвалов древних выработок старого сосновского рудника на Урале. Были учтены такие существенные технологические подробности, как предварительный разогрев печи, сушка руды. В 17 произведенных опытах плавки было получено губчатое железо. Многократные попытки превратить железную губку в крицу – в монолитный кусок железа без шлака и пустот (в таком виде железо и должно было поступать к кузнецам для обработки) – не увенчались успехом. Крайняя сложность получения крицы (высокотемпературный режим и ожижение шлаков особыми сварочными флюсами) была подтверждена и другими опытами моделирования сыродутного способа производства железа. Очевидно, эти трудности не были преодолены кельтами, не знавшими во всем объеме технических достижений древних металлургов Ближнего Востока; этим и объясняется ломкость ранних железных изделий кельтов, не умевших еще реализовать все возможности, заложенные в сыродутном способе.

Все ссылаются только на Колчина…

Сыродутный способ изготовления железа в его наиболее технически совершенных формах давал не только возможность производить достаточно большие количества металла, но также и создавал необходимые предпосылки для производства чугуна (для плавки которого требовался высокий температурный потенциал) и стали (получаемой либо из науглероженных пластин в сыродутной печи, либо из железа в кузнечном горне, либо, наконец, непосредственно из железной руды). Развитие ранней металлургии железа в этом направлении выявлено как в Восточной Европе, так и на материале средневековых восточноазиатских традиций, в частности древнеяпонской.
Чжурчжэньская металлургия железа, бронзы и золота на Дальнем Востоке представляет особый интерес ввиду следов (в частности, языковых) связей чжурчжэньской металлургической техники с центральноазиатской – иранской. Такие чжурчжэньские термины, как ‘ап-c^’un (золото), восходят к субстратному центральноазиатскому названию выплавляемого металла *ansuwan, предположенному на основании сравнения тохарского Aancu «железо», Ben’cuwo «железо» (в памятниках второй половины I тысячелетия до н. э. на территории Китая) с хорезмийским hncw и осетинским aendon «сталь». По-видимому, с иранскими продолжениями этой центральноазиатской традиции начала новой эры связано и мастерство изготовления стали в Древней Осетии – Алании.
Все указанные локальные (ареальные) термины для «железа» и «стали», отличные от первоначального хаттского и его прямых продолжений, связаны с некоторыми техническими нововведениями и местными усовершенствованиями в технологии железоплавильного и сталелитейного производств, более поздними по сравнению с первоначальным сыродутным способом. Исследование истории производства представляет исключительный интерес как тот случай, когда совместное использование археологических и лингвистических данных позволяет прийти к однозначному решению относительно местонахождения центра, из которого распространяются технические достижения.

Рассмотренный нами материал показывает, что в Древнем мире были широко распространены металлы и что людям той эпохи были хорошо известны различные операции над ними. В III-II тысячелетиях до н. э. выявляется основной набор тех химических элементов и веществ, оперирование с которыми подготовило основу для технических достижений последующих тысячелетий. Рука об руку с этими химическими экспериментами идут керамические, а также ранние опыты стекольного производства, с которыми связано существенное повышение температурного потенциала, достигнутого цивилизацией. Ко второй половине III тысячелетия до н. э. были достигнуты существенные успехи и в подборе древесного топлива для печей, и в конструировании печей, в частности печей для выплавки металлов с искусственным дутьем.

Однако остается открытым вопрос: каковы были познания древних о металле как веществе? Существующие источники ничего прямо не говорят об этом. Поэтому попытаемся реконструировать эти знания.
Само отсутствие трудов, содержащих натурфилософские размышления о природе металла, говорит о том, что такого подхода к металлу еще не существовало. Тем не менее должно было быть какое-то осмысление эмпирического материала, хотя бы на уровне обыденного сознания. Попытаемся выяснить это с помощью терминологического анализа.
Первое, что бросается в глаза, – отсутствие в древних языках термина «металл» в современном смысле слова. Слова, которые переводятся ныне как «металл», означали, например, в языках Месопотамии и в древнеегипетском языке – «руда», «камень».
Металл выделялся из других классов веществ не по своим физическим свойствам, а по способу получения. Понятие возникало не из теоретического осмысления вещества, а из практических действий над ним. Однако при этом существовали вполне однозначные наименования конкретных металлов – золото, серебро, медь и т. п. Причем термин относился и ко всем разновидностям данного металла.
Выше указывалось, что в древних текстах существовали такие понятия, как «желтое», «белое», «изящное» золото. Все эти сорта явно воспринимались как разновидности одного и того же металла, а не как различные металлы. То же можно сказать и о серебре или железе. При этом металл подразделялся по способу получения: «небесное» и «земное» железо; по способу употребления: «денежное» и «производственное» серебро; по физическим свойствам: «желтое» и «белое» золото.
Итак, различие в физических свойствах разновидностей одного металла осознавалось мастерами. Осознавались также и различные физические свойства видов металлов. Наиболее ярко свидетельствуют об этом ошибки древних в определении металлов. Свинец, олово и сурьма, как указывалось выше, воспринимались как один металл разной степени чистоты, что можно объяснить только близостью их физических свойств. «Электрон» же, наоборот, принимался за самостоятельный металл, так как он по своим внешним данным отличался как от золота, так и от серебра.
Такие взгляды на сходство и различие металлов открывали путь к мнению о том, что металлы могут превращаться друг в друга. Действительно, сплавляя два различных металла – золото и серебро, мастер получал третий – электрон. При добавках меди к золоту ремесленники получали сплав, внешним видом напоминавший золото, – для них он и был золотом. Следовательно, медь, соединяясь с золотом, сама становится им. Наблюдения над тем, что металл может превращаться один в другой, открывали путь к мысли, что в основе всех металлов лежит что-то общее, не только способ их получения.
Итак, мы видим, что развитие знаний о металле шло от единичного (каждая разновидность одного и того же металла есть отдельное вещество) через особенное (все разновидности одного металла, например золота, принадлежат к одному виду – золоту) ко всеобщему (все виды металлов – золото, серебро, медь, железо и т. д. – принадлежат к одному классу веществ – металлам вообще).
При обработке различных металлов выявились различные их физико-химические свойства. Именно металлы оказались теми природными объектами, на основе которых возникло понятие о веществе. Постоянство свойств отдельных металлов наталкивало на мысль о существовании целого ряда индивидуальных веществ со своими специфическими, присущими им свойствами. Металлы оказались, таким образом, первым наиболее удобными наглядным примером многообразия веществ. Металл поддается разнообразным видоизменениям и тем самым давал наглядный пример превращения веществ.
Разумеется, все сказанное выше не означает, что у древних была развитая химическая теория, например представление о трансмутации, об общей для всех металлов основе и т. д. Мы видели, что даже общность металлов осознавалась еще слабо. Эмпирический материал позволял сделать все указанные выше выводы, но это не значит, что эти выводы были сделаны.
Для того чтобы все указанные нами тенденции в осознании природы металлов выявились, превратились в четкие понятия, которые могли быть сведены в теорию, необходимо было натурфилософское осмысление материала, накопленного практикой.
С другой стороны, получение металла с наиболее подходящими свойствами для нужд практики потребовало от многих поколений ремесленников-металлургов тщательного изучения режима восстановления металлов из руд, в частности правильного подбора шихты, температурных условий, дутья и т. д. Овладение процессом выплавки металлов из руд и методом дальнейшей обработки полученных металлов привело в конце концов к постановке чисто научных вопросов о горении и его природе, о сущности реакций восстановления и окисления и других химических проблем.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Скляров Андрей Юрьевич

Андрей Скляров

Писатель, исследователь, путешественник.
Основатель и лидер проектов "Лаборатория альтернативной истории" и "Запретные темы истории". Подробная информация

Все работы

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Sorry that something went wrong, repeat again!

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: