Культурная эволюция Homo sapiens. История изобретений: от освоения огня до открытия электричества - Рашид Шафигулин
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Раскопки в Антинополе принесли археологам большой «урожай» маленьких выпуклых стеклянных зеркал. Обработаны они довольно грубо, но уже покрыты сзади слоем свинца. Одно из зеркал было в рамке из гипса, второе, найденное в руке маленькой девочки, имело металлическую оправу с маленькой короной. Стекло зеркал было слегка подкрашено. Выпуклая форма достигалась просто — стеклянный пузырь выдували при помощи специальной трубки. Обратную сторону полученной «линзы» покрывали слоем расплавленного свинца, бронзы или золота. Процесс производства зеркал оставался таким на протяжении многих столетий, но поскольку он был сложным и долгим и к тому же результаты его нередко оказывались весьма посредственными, неудивительно, что люди все же отдавали предпочтение металлическим зеркалам.
Чтобы узнать, когда же появились «наши» современные зеркала, нам нужно прежде понять, как появилось еще одно культурное изобретение человечества, такое, как стекло.
16.2 Стекло
Материалы, необходимые для производства стекла, довольно просты. Прежде всего, это обычный песок, он же диоксид кремния (SiO2), он же кремнезём и кварц. К песку требуется несколько компонентов — немного соды (карбонат натрия) и мела (карбонат кальция). Если расплавить эту смесь, получится тягучая прозрачная стеклянная масса. Но как наш далекий предок угадал, что из грубого песка можно получить совершенно удивительный материал? Мы можем только предполагать, и порассуждаем об этом немного ниже. Так или иначе, он это сумел и создал материал, который изменил облик всей цивилизации. Область применения стекла невероятно огромна. Гигиеническая посуда, вазочки, стаканы, бутылки, лампочки, люстры и очки, окна и стеклопакеты — это только простейшие примеры. Благодаря стеклу мы смогли создать электровакуумные лампы, которые положили начало электронной промышленности. Управление потоками электронов в вакууме поначалу было использовано для усиления сигналов в радиоприемниках, но со временем электронные лампы нашли свое место в вычислительных машинах — как электронные переключатели. Без стекла было бы невозможно изготовить оптические измерительных приборы — микроскопы, телескопы, оптиметры, профильные проекторы и многие другие. Также благодаря стеклу появилось новые специфические оптические приборы, предназначенные для различных физических и физико-химических исследований, спектральных анализов. С развитием физики и оптики выяснилось, что стекла дают человеку множество возможностей, а получение из стекла различных светофильтров, которые могли осуществлять светопоглощение, преломление и отражение инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, пропуск или поглощение рентгеновских лучей, позволило понять природу мельчайших частиц — молекул и атомов, этих «кирпичиков» нашей Вселенной, а также заглянуть в просторы Космоса. Благодаря сложным оптическим приборам удалось совершить крупнейшие открытия в области астрономии, микробиологии, зоологии, ботаники, медицины и физики. Одним из первых в ряду этих приборов был телескоп, вызвавший радикальный пересмотр взглядов человека на мир, заставивший признать, что Земля является малой частью огромного Космоса.
Интересно, что многие астрономические открытия, сделанные с помощью телескопа, были совершенно непредвиденными. Профессор астрономии Кенет Ланг пишет в журнале «Science»:
«Галилео Галилей направил в небо свою новорожденную подзорную трубу и тем самым положил начало использованию телескопов астрономами для изучения той части Вселенной, которая невидима невооруженным глазом. Поиск невидимого вылилось в многие важные и неожиданные открытия». Помимо открытия новых планет и спутников нашей солнечной системы, мы смогли обнаружить ряд важных для физики явлений, источники космических рентгеновских лучей, гамма-всплески, радиопульсары, гравитационные излучения и космическое микроволновое фоновое излучение [17].
Но задолго до всех этих уникальных приборов, которые были бы невозможны без стекла, предки наши получали первое стекло совершено для других целей и даже предположить не могли, насколько ценным является этот продукт. Но давайте по порядку.
Основная составляющая песка — кремнезем — плавится при высокой температуре, Стекло можно сварить из одного песка, не прибавляя к нему никаких других веществ, но для этого нужна температура выше 1700 градусов по Цельсию. Получение такой высокой температуры даже в настоящее время в печах промышленного типа связано с большими трудностями, печи, использующие твердое, жидкое и электрическое топливо для этого не годятся и приходится использовать электрические печи со специальным устройством. Что уж тут говорить о возможностях наших предков. Но если добавить к песку соду и известняк, то расплавить такую смесь можно уже при более низких температурах — 200–300 градусов по Ц. Это и дало возможность получить жидкую стекольную массу в обыкновенных печах еще за три с лишним тысячи лет до новой эры [18]. Считается, что первое стекло было получено в Древнем Египте или Мессопотамии. Более низкое содержание кремнезема и извести, большее количество окиси железа и значительно более высокий процент щелочи в древнеегипетском стекле по сравнению с современным намного облегчало его изготовление. Однако отрицательно сказывалось на качестве продукции, поскольку такое стекло было неустойчиво к атмосферным явлениям, в частности, к сырости. Нельзя не сказать еще об одном существенном различии между древнеегипетским и современным стеклом. С одной стороны, египтянам повезло, что местный песок содержал сравнительно мало кремнезема, а вот соединений натрия в нем было много и поэтому его можно было плавить при относительно невысокой температуре. Но, с другой стороны, такое стекло лишь изредка бывало прозрачным и даже просто просвечивающим, а чаще всего оно совсем не пропускало свет. И, скорее всего, в жизни древних египтян стекло играло чисто декоративную роль.
Египтяне знали, что для варки стекла годится не всякий песок, а особенный, но Египет располагал большим количеством такого материала. Мелкие ракушки, присутствующие в морском песке, близки извести, а недостающие соли натрия заносятся в прибрежные песчаные отложения морской водой во время приливов. Третьим компонентом, щелочью, служила зола растений.
Подготовленную и хорошо перемешанную смесь нагревали в глиняных тиглях, пока не образовывалась густая, вязкая однородная масса. Не давая остыть, ее разливали
