Развитие техники обработки камня в истории человечества. Способы расщепления камня
05.02.2019
В каменном веке - древнейшем культурно-историческом периоде (около 800-5 тыс. лет до н.э.) камень служил основным материалом дли изготовления топоров, молотов, рубил, мотыг, кожей, наконечников стрел и копий, булав, брошей, гребней, статуэток, возведения культовых сооружений и устройства жилищ. Такое исключительно важное значение каменных материалов в жизни первобытного общества определило само название эпохи, длившейся сотни тысяч лет до начала освоения человеком металла.
В технике обработки камня в каменный век произошел переход от грубых и примитивных ручных рубил к разнообразным режущим и колющим орудиям. Человек и этот период постепенно осваивал ударную обработку (раскалывание, теску и т.д.), сверление, распиловку и шлифовку камня. Освоение первобытным человеком основных операций и приемов обработка камня происходило примерно в такой последовательности: откалывание - ранний и средний палеолит (800-35 тыс. лет до н.э.): раскалывание, расслаивание, растепление, грубая теска, отжимная ретушь - поздний палеолит (35-10 тыс. лет по н.э.); распиловка, доводочная теска (пинетаж), сверление шлифовка-полировка - неолит (10-5 ты лет до н. э.).
Таким образом, в основе обработки камни на стадии ее зарождения лежали ударные способы воздействия орудия труда на камень - от мощных воздействий (при разбивке крупных кусков горной породы) до легчайшего постукивания (при мелкой или посадочной ударной обработке, так называемой ретуши). Одновременно с развитием ударной техники совершенствовалась и техника обработки камня давлением и импульсом (расщепление, раскаливание, расслаивание). Большую роль сыграло при этом освоение первобытным человеком приемов раскалывания камня с использованием промежуточного элемента (посредника) в виде каменного зубила или закольника, по которому наносился удар молотком.
Основные приемы обработки камня (распиловка, шлифовка-полировка, сверление) были освоены первобытным человеком в неолите, причем в качестве каменных орудий использовались топоры, резаки, кирки, долота, булевы. Специальные места, где первобытный человек обрабатывал камень, назывались "каменными кузницами". Hа территории нашей страны каменные кузницы неолитического человека обнаружены археологами вблизи Иркутска. Ocновным природным каменным материалом здесь был нефрит, который обрабатывали раскалыванием, распиловкой, шлифовкой, сверлением. Для получении первичных заготовок большие глыбы камня раскаливали на костре, затем обливали водой, в результате чего они распадались на более мелкие части. Распиливали нефрит плоскими листовидными пилами из прочных горных пород, подсыпая влажный кварцевый песок.
В эпоху неолита появляются первые механизмы и примитивные станки для распиловки камня с рабочим инструментом в виде остро отточенной листовидной пластины (пилы), совершавшей возвратно-поступательное движение при помощи механизма с маятниковой подвеской (рис. 1). Материалом для пилы служили кремний, кварцит, роговик, плотный сланец. Привод такого станка осуществлялся за счет мускульных усилий человека. Для сверления камня использовали полую кость, ее ставили вертикально и приводили по вращение тетивой лука; под рабочий торец кости подсыпали увлажненный песок. Шлифовали (полировали) камень на специальных плитах, чаще всего из песчаника с подсыпкой влажного кварцевого песка.
Большой толчок развитию техники обработки камня дало изобретение гончарного круга, на базе которого впоследствии были созданы ручное точило для шлифовки и устройства для обработки чаш, ваз, горшков и других тел вращения.
Существенный прогресс в технике обработки камня связан с началом использования инструмента из металла. Так, в период I династии Древнего Египта (4-3 тыс. лет до н.э.) для тески камня применяли бронзовые долота, а для распиловки - полосовые (штрипсовые) пилы с медным корпусом, которые работали Co свободным абразивом (кварцевым песком) или с закрепленным абразивом (счеканенными в корпус зернами твердых минералов: корунда, алмаза, бенилла, топазу и др.). Таким образом, например, получены заготовки различных гранитных саркофагов и базальтовые плиты пола пирамиды Ху-Фу.
С изготовлением металлического инструмента связано и появление универсального камнераспиловочного средства - двуручной пилы (рис. 2), которая была заимствована у деревообработки и использовалась для распиловки камня практически до середины XlX в. Часовая производительность этого примитивного средства распиловки составляла на граните - 0,012, на мраморе - 0,018 и на известняке - 0,25 м2/ч, что в сотни раз ниже производительности современных средств штрипсовой распиловки камня.
При рабовладельческом строе технические приемы обработки камня основывались исключительно на ручном труде. В эпоху феодализма, несмотря на более высокий уровень развития производительных cил, камень обрабатывали с использованием ручных орудий труда. Однако уже в этот период примитивные устройства начинают вытесняться болеe совершенными установками для распиловки, тески и шлифовки камня.
В Европе развитие техники и технологии обработки камня было в значительной мере обусловлено общим ростом технического уровня средств производства, особенно в эпоху Возрождения (XIV-XVI вв.). В Италии, имевшей традиционно высокую культуру камня, расцвет науки, искусства и техники в этот период привел к значительным усовершенствованиям технических средств добычи и обработки камня. В сборнике рисунком великого художника и ученого итальянского Возрождения Леонардо да Винчи «Кодекс Атлантикус», хранящемся в Милане и включающим свыше 1700 листов, содержится первый технический чертеж штрипсового камнераспиловочного станка с кулисным приводом пильной рамы (рис. 3).
В средневековых государствах Европы в строительстве использовали наряду с мрамором и прочные породы (гранит, базальт, кварцит). Из них возводили массивные замки, оборонительные стены вокруг городов и другие сооружении.
В России и этот же период широко применили подмосковные известняки, что обусловило расцвет белокаменной архитектуры. Первые белокаменные стоны Московского Кремли были возведены в 1367 г. О каменоломнях Подмосковья с 1462 г. упоминают писцовые книги «Приказа каменных дел» Московского государства. Одна из архитектурных записей свидетельствует, что крестьянин Лазарь Ларин подрядился в 1691 г. поставить на строительство собора и Переяславле Рязанском пять тысяч штук «ступенного доброго мячковского камня». Необходимые строительные детали из известняка (ступени, накривочные плиты и т.д.) изготовляли теской вручную непосредственно на карьере, для этого обычно привлекали тысячи камнеломов и камнетесов из крестьян. Мастеров и подмастерьев каменных дел вербовали из свободных ремесленников.
В XVII-XVIII вв. в наиболее развитых странах Европы в приводах машин и механизмов начинает использоваться энергия воды и ветра, а основным двигателем в промышленном производстве становится водяное колесо. В этот период камнеобработка выделяется в самостоятельную отрасль промышленности с организацией достаточно крупных предприятий. В Россия этот процесс приходится на эпоху Петра I (первая четверть XVIII в.), "Постройка Петербурга, - писал академик А.Е. Ферсман, - положила начало новой технике обработки камня и созданию камнеобрабатывающей промышленности в России". Камень был важнейшим строительным мaтериалом при строительстве новой столицы, в больших количествах его применяли при кладке фундаментов, для облицовки дворцов, набережных, мостов, при возведении монументальной скульптуры, мощении площадей и мостовых.
Первым отечественным камнеобрабатывающим предприятием считается Петергофская гранильная фабрика, основанная по уточненным данным в 1723 г.
Резко возросшая потребность в изделиях из камня в царствование Елизаветы (середина XVIII в.), вызванная увеличением объемов дворцового и монументального строительства в Петербурге и Москве, привела к значительному расширению камнеобрабатывающего производства в России и прежде всего на Урале, располагавшем крупными запасами разнообразных мраморов и самоцветного сырья. В Екатеринбурге и его окрестностях на месте мелких кустарных камнерезных производств возникает несколько крупных камнерезных предприятий с машин ион обработкой камня. Первая такая фабрика. построенная под техническим руководством талантливого русского механика и конструктора Никиты Вяхирева, была введена в эксплуатацию в начале 1747 г.. о чем имеется следующий запись в архивных документах: «... действуемой водою машиною разрезан мраморной синей камень длиною в одни аршин и в пять с половиной вершка, шириною и девять вершков через четырнадцать часов... если показанный камень резать пилою через человеческую силу, то б три человека разрезали в шесть дней...» Иными словами, производительность машинной распиловки превысила производительность ручного труда в 6 раз, а выработка на одного работающего увеличилась в 18 раз! Интересно, чтo Бахорев, несмотря на очевидный успех, продолжал и дальше совершенствовать конструкцию своих станков. Летом 1747 г. с Екатеринбургской камнерезной фабрики была отправлена первая партия мраморных изделий машинного производства. Станочный парк фабрики в это время состоял из шести распиловочных станков (четырех штрнпсовых и двух дисковых), двух шлифовальных, двух полировальных, пяти гравировальных и др. В 1752 г. в Екатеринбурге работали уже три камнерезные фабрики, а в находящемся неподалеку поселке Mpaморское действовал существующий и ныне Мраморный камнерезный завод.
Таким образом, уже в середине XVII в. в России на базе уральских мраморных месторождений образовался мощный для того времени промышленный комплекс по обработке камня. Только на добыче мрамора в уральских каменоломнях в это время работало около 300 человек, добывалось ежегодно свыше 130 м2 блоков; еще примерно 200 человек работало на екатеринбургских фабриках. В историю техники обработки камня вошли имена уральских камнеобработчиков-умельцев Кирилла Шагова и Матвея Heсенцева, талантливого механика-конструктора и организатора производства Ивана Сусорова.
В 1851 г. на Екатеринбургском заводе была произведена первая в России машинная распиловка прочного камня (дисковыми пилами).
В 70-х гг. XVIII в. в отрогах Алтая создается крупная Колыванская шлифовальная фабрика (на базе месторождений ишм и порфиров), оборудованная так называемой мельницей, которая приводилась в действие силою водоналивного колеса.
Основатель фабрики - русский умелец Филипп Васильевич Стрижков, изобретатель первого универсального профилировочного станка для обработки камня. В 1801 г. Стрижков модернизировал штрипсовые распиловочные станки Колыванской фабрики, заменив колеса большого диаметра и коленчатые валы главного привода кривошипно-шатунным механизмом, а канатные подвески пильной рамы на цепные. Такое усовершенствование конструкции значительно улучшило эксплуатационные показатели камнераспиловочного оборудования.
Подлинную техническую революцию в промышленном производстве произвело изобретение в середине XVIII в. парового двигателя, принципиально изменившего конструкцию привода рабочих машин.
С 1880 г. на промышленных предприятиях наиболее развитых стран начали использовать электроприводы станков с групповым (через систему трансмиссий), а позже с индивидуальным приводом. На камнеобрабатывающих заводах Италии, Германии, Франции вводятся в эксплуатацию камнераспиловочные, шлифовально-полировальные и фрезерно-окантовочные станки, снабженные индивидуальным электроприводом. Станки конструировались таким образом, чтобы станина и электродвигатель, смонтированные на общем основании, составляли единое целое, благодаря чему отпадала необходимость в индивидуальной трансмиссии или контрприводе. Hа отечественных камнеобрабатывающих предприятиях, в частности, на фабрике Верфели в Петербурге, такое оборудование начали применять в начале XX в.
Первые станки дли обработки камне с индивидуальным электроприводом, конструктивный принцип которых был заимствован у металлорежущего оборудования того времени, послужили прототипом современных камнеобрабатывающих станков. Большое влияние на конструкцию и рабочие параметры камнеобрабатывающего оборудования оказало создание прогрессивных видов исполнительных органов и инструментов: искусственного шлифовального круга (1859 г.). алмазной дисковой пилы (1885 г.), пневматического молотка (1897 г.), канатной пилы (1890 г.) и др.
После отмены о России в 1801 г. крепостного право приток дешевой рабочей силы для добычи (ломки) камня резко скоротился. С этого времени камнеобработка в России вступила в полосу угасания. К началу XX в. в России насчитывалось примерно 60 мелких каменоломен (в Карелии, на Урале, Украине, Алтае, в Крыму, под Петербургом и под Москвой) и 14 камнеобрабатывающих предприятий (в Петербурге, Moскве, Екатеринбурге, Киеве, Житомире, Сортавале, Колывани, Мраморском и др.), имевших годовую производительность около 11 ты. м3 блоков и 60 тыс. м2 облицовочных изделий (цокольных плит, ступеней, карнизов, парапетов и т.д.).
На операциях обработки камня преобладал тяжелый ручной труд (камнеобрабатывающие станки импортного производства применялись лишь, в единичных случаях).
За годы Советской власти ранее отсталая и кустарная промышленность по добыче и обработке облицовочных материалов из природного камня развилась в мощную индустриальную отрасль материального производства, располагающую современной техникой и технологией, крупной научной базой и квалифицированными кадрами. За последние 20 лет производство облицовочных материалов из природного камня в нашей стране возросло примерно в 11 раз что соответствует среднегодовому темпу роста около 50 %.
Стройматериалы и изделия из натурального камня в наши дни производятся практически во всех странах мира. И технологий для его обработки существует больше десятка – а видам камнеобрабатывающего оборудования и инструментов счет идет на сотни. Однако, так было не всегда – и перед первыми каменотесами древности стояли задачи, решение которых и по сей день вызывает у современников удивление. Это сейчас – в век лазеров, высокотемпературных газовых струй, плазмы, ультразвука и станков под ЧПУ – шлифовка, полировка, распиловка и фактурная обработка твердых пород кажутся обычным делом. В то время как каких-то 200 лет назад даже , а не обычная колотая, была редкостью. А уж крупноразмерная гранитная на станке в течение часа, в древности изготавливалась неделю. И путь к современным технологиям был очень долгим.
Древний мир
Несмотря на, казалось бы, полное отсутствие возможностей современной работы с камнем, древним мастерам удалось заложить основы большинства, существующих и поныне, технологий. Это было куда больше, чем обычное скалывание краев и примитивная шлифовка. Уже 7-8 тысяч лет назад, используя заточенные каменные сверла, пилы и эксцентриковые механизмы, наши предки изготавливали полую каменную посуду, вырезали печати, амулеты и инструменты с фасонной поверхностью. Массово распространилась узорная резьба по камню и изготовление первых крупноразмерных плит для строительства дворцов, а в Египте, Междуречье и Центральной Америке – еще и пирамид. Алмазные же резцы (пусть и встречавшиеся редко) позволяли совершать над камнем чудеса.
Апогей в мастерстве обработки и масштабном применении гранита, базальта и прочих скальных пород был достигнут в Древнем Риме. На счету его инженеров и строителей – и тысячекилометровая сеть дорог, и , и домов такого размаха и качества, что многие их творения эксплуатируются и поныне.
Средние века
В Европе с 7-8 века расцветает изготовление каменных изделий для монастырей и рыцарских замков – благодаря расширению географии добычи сырья и увеличения населения. Начинает применяться обработка камня с использованием воды, абразива и механических пил.
С 10 по 15 век к штучным изделиям добавляется производство стройматериалов, что привело к появлению цехов (прообразов будущих камнеобрабатывающих заводов). С 14 века значительно расширяется ассортимент – и к первой брусчатке и плитам добавляется мозаика. Для столь трудоемких и масштабных работ необходим был и соответственный инструментарий, которым стали канатные пилы на основе проволоки, впервые появившиеся в Чехии. Вскоре к ним добавились шлифовальные мельницы в Испании, Голландии и Германии – приводом для которых служила система передачи движущего момента от колес, вращаемых падающей на их лопасти водой (впоследствии применяемая повсеместно – вплоть до первых колесных пароходов).
Конец 18 – начало 20 века
Далее наступил черед промышленной революции – и механические, паровые, гидравлические, а затем и электрические станки привели к появлению и развитию всех ныне существующих сфер камнеобработки. По существу, от возможностей технологий сегодняшнего дня их отличала лишь меньшая скорость и не столь высокая точность – притом, что последняя в изготовлении щебня, брусчатки, плит, бута, а также изделий вроде столешниц, подоконников и ступеней, в сущности, не играет столь решающей роли.
20 – 21 век
И, наконец, последние 100 лет принесли привычные сегодня ультразвуковую, плазменную, газовую, лазерную и гидроабразивную резку и гравировку камня – тысячекратно увеличив скорость, но не сложность обработки, подвластную резцам в золотых руках прежних мастеров.
Около восьми тысяч лет назад люди освоили технику пиленая, сверления и шлифовки. Эти открытия были настолько важны, что вызвали настоящую революцию в развитии общества, названную неолитической революцией. Пилить человек научился тогда, когда заметил, чго зазубренный нож режет лучше, чем гладкий. Как известно, действие пилы основано на том, что ее резцы, или зубья, при движении полосы последовательно проникают в материал и снимают в нем слой определенной глубины. Получается как бы система ножей. Древнейшая дошедшая до
нас примитивная пила была целиком изготовлена из кремня. Работа на ней требовала больших физических усилий, но позволяла успешно справляться с распилкой дерева и кости.
Пиление камня отнимало еще больше времени и сил. Оно развивалось постепенно, однако только в эпоху неолита эта техника получила широкое распространение. Пилой обычно служила кремневая зубчатаи пластинка, под которую подсыпали смоченный водой кварцевый песок. Пиление редко было сквозным. Обычно мастер делал только глубокий надпил, а затем рассчитанным ударом деревянной колотушки разламывал камень на две части. Благодаря пилению людям сгали доступны правильные геометрические формы изделий, что было очень существенно при изготовлении инструментов.
Одновременно с пилением развивалась техника сверления камня. Этот прием был очень важным при изготовлении составных инструментов. Как в случае с пилелением, древние мастера освоили сначала сверление мягких материалов. В древнейшие времена, когда человеку нужно было сделать отверстие в дереве или кости, он прибегал к выбиванию. Вращая в отверстии каменный пробойник, древний мастер обнаружил, что высверливание требует гораздо меньших усилий. Сверление имело еще и то важное преимущество, что позволяло делать отверстие в твердых и хрупких материалах. Первое сверло, по-видимому, представляло собой обыкновенную палку, к концу которой было приделано каменное острие. Мастер просто катал ее между ладоней. 3начительный сдвиг в сверлении произошел после того, как в неолитическую эпоху был изобретен лучковый способ, при котором вращение сверла достигалось за счет поворота лука. Одной рукой мастер покачивал лук, а другой прижимал сверло сверху. Затем каменное сверло стали заменять полой костью животного крупного диаметра. Внутрь нее засыпался кварцевый песок, игравший роль абразива. Это было принципиальное и очень важное усовершенствование, значительно расширившее возможности сверления. В ходе работы песок постепенно просыпался из полости сверла под края коронки и медленно истирал просверливаемый камень. Поскольку успех сверлении во многом зависел от силы нажима, позже стали применить искусственные утяжелители.
Когда пиление и сверление было дополнено шлифовкой , древний человек полностьюовладел всей технологией обработки камня . Отныне для него не было ничего невозможного - он мог придавать изделию любую желательную форму, и при этом грани камня всегда оставались гладкими и ровными.
Технология обработки камня включает следующие этапы: первичнуно обработку сырья и изготовление заготовок, производство готовых изделий, их фактурную обработку и монтировку.
Первичная обработка сырья заключаетсх в сортировке камня с таким расчетом, чтобы с наименьшей затратой времени получить соответствующие заготовки.
Самый трудоемкий процесс в производстве художественных изделий и сувениров из камня - резная работа, производимая вручную. Процесс резьбы по камню включает два этапа: подготовительный и окончательный. Подготовительные операции - разметка. обдирка и опиловка заготовок - выполняется обычно механизированным способом. Окончательная операция - придание заданной модели изделий определенной художественной формы. Мастер воспроизводит модель или рисунок изделия с помощью стамесок различных форм и размеров, лучковых и драчевых пил, рашпилей, напильников и ручной дрели.
Далее следует фактурная обработка поверхности изделий: шлифовка и полировка. В процессе шлифовки поверхность изделия очищают от штрихов и мелких неровностей. При полировке поверхности придают зеркальный блеск. В результате этих операций лучше выявляются природный рисунок и расцветка камня. Шлифовку и полировку производят ва шлифовальном круге, покрытом бязевой тканью. При полировке пластовых изделий иногда используют деревянные диски, рабочая часть которых обтянута овчиной. Чтобы ускорить npoцecc полировки, поверхность изделий смачивают мыльным раствором. Для шлифовки художественных изделий и сувениров используют хвощ или отмытый кварцевый песок, для полировки - известь-пушонку, порошкообразный мел или оксид алюминия. В труднодоступных местах шлифовку и полировку осущесгвляюг ручным способом. Заканчивают фактурную обработку изделий покрытием их поверхности защитной пленкой из парафина. Изделия протирают парафином, нагретым до 50 - 60°С., в результате парафинирования увеличивасгся блеск поверхности камнерезных изделий. и ярче выявляются природный рисунок и окраска камня. Кроме того, парафин предохраняет изделия от загрязнения и проникновения влаги в поры.
Существенное отличие шлифовки камня от других способов обработки заключалось в том, что можно было удалять магериал очень малыми и ровными слоями, причем одновременно со всей поверхности заготовки. Благодаря этому откры лась возможность создаавать инструменты правильных геометрических форм с гладкой поверхностью. Шлифовка позволяла обрабатывать материал любой формы, строения и твердости.
Искусство полировки доходило до такой высоты, что в некоторых местах практиковалось производство каменных зеркал, вполне пригодных для употребления (на Гавайях такие зеркала делали из базальта, в доколумбовской Мексике - из обсидиана).
Шлифование и полирование явились последними звеньями в длинной цепи истории обработки камни. Новыe приемы обработки позволили человеку освоитъ более твердые породы камня: нефрит, жадеит, яшму, базальт, диорит и т.д. Эти материалы были более удобны для изготовления инструментов, в которых использовалась сила удара (например, топоров), чем хрупкий кремень. К тому же кремень был совершенно непригоден для сверлення и плохо поддавался полировке.
Основная:
1. Смолицкий В. Г. Народные художественные промыслы РСФСР. – М.: Высшая школа, 1982.
2. Народные художественные промыслы. Под общ. ред. Поповой О. С. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.
3. Бардина Р. А. Изделия народных художественных промыслов и сувениры. – М.: Высшая школа, 1990.
4. Попова В. Ф. Каплан Н. И. Русские художественные промыслы. – М.,1984.
5. Барадулин В.А. Коромыслов Б. И. Максимов Ю. В. и др.; Под ред. Барадулина В. А. Основы художественного ремесла. Роспись по лакам. Резьба и роспись по дереву. Художественная обработка кости, рога и металла. Керамическая игрушка. – М.: Просвещение, 1979. – 320с., 16 л. ил.
6. Семенова М. Мы – славяне!: Популярная энциклопедия. – СПб.: Издательский Дом
7. Федотов Г. Я. Энциклопедия ремесел - М.: Издательство «Эксмо», 2003. – 608.: ил.
8. Народные художественные промыслы России. Составитель альбома Уткин. П. И. – М.: Издательство « Советская Россия»,1984. - 230 с., ил.
- Ферсман А.Е. Из истории культуры камня в России - Л.: Изд-во АН СССР, 1946.
- Балдина О.Д., Каплан Н.И., Скавронская З.С., Уткин П.И. Художественные промыслы
РСФСР - М.: «Высшая школа» - 1986.
11. Большая иллюстрированная энциклопедия древностей. Перевод на русский язык Б. Б. Михайлова. – Прага: Издательство «Артия», 1980.
Дополнительная:
1. 1.Рафаенко В. Я. Народные художественные промыслы. – М.: Знание, 1988.
2. Миловский А. С. Народные промыслы. Встреча с самобытными мастерами.- М.,1994.
3. Никоненко Н. М. Декоративно – прикладное творчество. Художественное оформление интерьера. Практическое руководство для взрослых и детей (Серия «Школа радости») – Ростов / Д.: Феникс, 2003. – 128 с.: ил.
Вопросы для самоконтроля
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Институт образовательных информационных технологий
Факультет дистанционного образования
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по истории науки и техники
на тему: Эволюция техники и технологи в жизнедеятельности первобытного человека
Екатеринбург
Введение
Заключение
Список литературы
Введение
Техника относится к искусственно создаваемым объектам, которые человек вовлекает в различные сферы жизнедеятельности и использует для удовлетворения своих потребностей. Развитие техники обусловливается не естественной эволюцией, а деятельностью человека.
Техника возникла вместе с "человеком умелым" (homo habelis) и долгое время развивалась независимо от научного знания и науки. В древности техника, техническое знание и техническое действие были тесно связаны с практикой подражания природе, магическим действием и мифологическим мировосприятием. Прогресс техники (от простейших орудий до сложнейших машин и компьютерной техники), сначала постепенный, а затем лавинообразный, не мог происходить без взаимосвязи с эволюцией научного знания и без превращения науки в культурообразующий фактор развития человечества.
Техника и технология прошли сложную и разностороннюю эволюцию. Существуют различные виды периодизации истории науки и техники. Проблема периодизации заключается в соотношении общих тенденций и закономерностей эволюции человеческого общества с пониманием исследователями сущности науки и техники. При всей условности периодизация выполняет задачи структурирования фактического исторического материала в хронологической последовательности. Порой в исторических исследованиях трудности возникают уже на этапе определения хронологических рамок периодов.
Одним из распространенных видов периодизации является рассмотрение эволюции научного знания, науки и техники в процессе освоения и обустройства окружающего мира в различные исторические эпохи: первобытная, древневосточная, античная, средневековая новая и новейшая.
Рассмотрим эволюцию техники и технологии в жизнедеятельности первобытного человека.
Первобытная эпоха охватывает огромный промежуток исторического времени от появления на земле человека до возникновения первых государственных образований (от 2,6 млн. лет назад до 4 тыс. до н.э.). Из всех специальных периодизаций эпохи наиболее важна археологическая. Она основана на анализе различий в материале и технике изготовления орудий труда и предметов быта. Первобытная эпоха - это каменный век. Каменный век начинается с древнекаменного палеолита, в котором выделяется эпохи раннего (нижнего), среднего и позднего (верхнего) палеолита. Затем следует переходная эпоха среднекаменного века мезолита. Заключительная эпоха каменного века - новокаменный век неолит.
Наиболее важными событиями эпохи были: возникновение мышления и речи; освоение огня; появление и технико-технологическое совершенствование присваивающих видов хозяйствования (охота, собирательство, рыболовство, бортничество), затем переход к производящим видам (земледелие, скотоводство) в результате неолитической революции; развитие форм организации человеческого общества (первобытное человеческое стадо, община, род, племя, семья, брак); зарождение и распространение первых идеологических представлений (ранние формы религии, миф, магия); начало художественной деятельности. Познание окружающего мира и его техническое освоение были синкретично включены в жизнедеятельность древних людей.
1. Эволюция техники и технологии в жизнедеятельности первобытного человека
1.1 Древнекаменный век - Палеолит
Палеоли?т (греч. ??????? - древний и греч. ????? - камень) (древнекаменный век) - первый исторический период каменного века с начала использования каменных орудий гоминидами (род homo) (около 2,6 млн лет назад) до появления у человека земледелия приблизительно в 10 тысячелетии до н.э. Палеолит - эпоха существования ископаемого человека, а также ископаемых, ныне вымерших видов животных. Он занимает большую часть (около 99 %) времени существования человечества и совпадает с двумя большими геологическими эпохами кайнозойской эры - плиоценом и плейстоценом.
В эпоху Палеолита климат Земли, её растительный и животный мир довольно сильно отличались от современных. Люди эпохи Палеолита жили немногочисленными первобытными сообществами и пользовались лишь оббитыми каменными орудиями, не умея ещё шлифовать их и изготовлять глиняную посуду - керамику. Тем не менее, кроме каменных орудий изготовляли также орудия из кости, кожи, дерева и других материалов растительного происхождения. Они занимались охотой и собиранием растительной пищи. Рыболовство только начинало возникать, а земледелие и скотоводство не были известны.
Начало Палеолита (2,6 млн. лет назад) совпадает с появлением на Земле древнейших обезьяноподобных людей, архантропов типа олдовайского Homo habilis. В конце палеолита эволюция гоминид завершается появлением современного вида людей (Homo sapiens sapiens). В самом конце палеолита люди начали создавать древнейшие произведения искусства, и появились признаки существования религиозных культов, такие как ритуалы и погребения. Климат палеолита несколько раз изменялся от ледниковых периодов до межледниковых, становясь то теплее, то холоднее.
Конец палеолита датируется примерно 12-10 тыс. лет назад. Это время перехода к мезолиту - промежуточной эпохе между Палеолитом и Неолитом.
Набор орудий и инструментов людей палеолита был достаточно примитивен. Основным материалом для изготовления инвентаря служили подходящие для обработки породы камня. В эволюции первобытных орудий отразился процесс развития человека и его культуры. Орудия периода раннего палеолита, до формирования Homo sapiens, были крайне просты и универсальны. Основные их типы - заостренное с одного края рубило, пригодное для многих трудовых операций, и остроконечник, который также мог служить для различных практических целей. В период позднего палеолита орудийный набор заметно расширяется и совершенствуется. Прежде всего, прогрессирует сама техника изготовления каменных инструментов. Появляется и широко распространяется прием пластинчатой техники обработки камня. Подходящий по форме и размеру кусок породы обрабатывался таким образом, что удавалось получать удлиненные прямоугольные пластины - заготовки для будущих орудий. С помощью приема ретуши (снятия мелких чешуек) пластине придавалась необходимая форма и она превращалась в нож, скребок, наконечник. Человек позднего палеолита пользовался каменными ножами для разделки мяса, скребками для обработки шкур, с помощью копий и дротиков охотился на животных. Появляются и такие типы инструментов, как сверла, проколки, резцы - для обработки камня, дерева, кожи. Помимо камня необходимые инструменты изготовлялись из дерева, кости и рога.
Палеолит условно разделяется на нижний и верхний, хотя многие исследователи выделяют также из нижнего палеолита средний.
За начало палеолита „отвечает" самый ранний член рода Homo H. habilis (человек умелый), который появился не позднее 2,6 млн лет назад. Именно он впервые начал обрабатывать камень и создал самые примитивные орудия Олдувайского периода. Большинство ученых полагает, что интеллект и социальная организация H. habilis уже тогда были устроены сложнее, чем у его предшественника австралопитека или современных шимпанзе.
В раннем плейстоцене, 1,5-1 млн лет назад некоторые популяции человека эволюционировали в сторону увеличения объёма мозга. Одновременно наблюдается и улучшение техники обработки камня. Эти изменения дали антропологам основания заключить, что появился новый вид Homo erectus (человек прямоходящий).
Плотность населения в ту эпоху была очень низкой, не более одного человека на квадратный километр. Низкая плотность населения, по-видимому, была обусловлена ограниченностью продуктов питания, высокой детской смертностью, тяжелым женским трудом и бродячим образом жизни. В то же время, как у древних, так и у современных охотников-собирателей было значительно больше свободного времени, чем у земледельцев неолита или в современном индустриальном обществе. Лишь к концу каменного века, особенно в среднем и верхнем палеолите у людей появилось искусство, по меньшей мере, в виде наскальных рисунков и украшений, а также религиозное поведение, в частности, ритуалы погребений.
В период нижнего палеолита инструменты изготавливали из камня, рога, кости, зубов, раковин, кожи и растительных волокон, древесины, стеблей, смол, частей растений. Самая древняя технология обработки камня, Олдувайская, появилась у H. habilis около 2,6 млн. лет назад и окончательно исчезла около 250 тыс. лет назад. Ей на смену пришла более сложная Ашёльская культура, впервые отмеченная у H. ergaster примерно 1,65-1,8 млн. лет назад. В ней кроме гальки с заостренным краем появилось ручное рубило, скребки и каменное шило, проколка. Возраст самых поздних ашёльских памятников - около 100 тыс. лет.
Кроме каменных орудий применялись, несомненно, и деревянные, такие как заостренная палка, жгуты, дубины, колья, а пригодная для выкапывания съедобных кореньев или добывания термитов, ветка, не являясь обработанным орудием, характерна как индивидуальный предмет индивидуальной особи современных высших обезьян. Ранние гоминиды предположительно использовали заостренные палки-пики ещё 5 млн. лет назад чтобы охотиться на мелких животных, как это делают иногда даже обыкновенные шимпанзе, разницу составляет лишь специальная обработка орудия - орудием. Из веток и камней строили жилища, используя естественные укрытия. Homo erectus не позднее 300 тыс. лет назад эпизодически мог использовать огонь, но освоение огня произошло существенно раньше, 1,5 млн. лет назад или даже у H. habilis либо его предшественников, оставаясь использованием огня без добычи огня австралопитеков. Некоторые исследователи считают, что гоминиды начали готовить пищу на костре в холодных широтах для того, чтобы размораживать её. Это может объяснять парадокс наличия избытка костей крупных ледниковых животных в местах стоянки малочисленных популяций относительно слабых охотников. Тем не менее, считается, что специфичное постоянное использование огня для приготовления пищи началось только в среднем палеолите.
Предполагают, что уже H. erectus 800-840 тыс. лет назад умел использовать плот. В среднем палеолите H. erectus оставался хозяином Земли около полутора миллионов лет. Принимая во внимание его необыкновенно широкое расселение в Старом Свете, это вполне достаточный срок для любого биологического вида, чтобы отдельные популяции продолжали эволюционировать в разных направлениях. Появившиеся несколько позже (около 100 тыс. лет назад) в Северной Африке люди современного типа (Homo sapiens sapiens) использовали для крепления кремневых отщепов мустьерского типа деревянные рукоятки. Так появилась еще одна археологическая культура - атерийская, создатели которой первыми или одними из первых стали применять копье и гарпун с каменным наконечником, а позже - и лук, стрелы для которого также имели каменный наконечник. Использование композитных (из дерева и камня) орудий труда и оружия в дальнейшем позволило перейти к применению совсем мелких отщепов кремня - микролитов. Создание более мощного оружия обусловило переход к охоте на более крупных животных, которых нельзя убить деревянными пиками без наконечника, вплоть до мамонтов, пойманных в хитроумные ловушки, откуда нельзя бежать. Это, в свою очередь, изменило социальную организацию человеческих сообществ, которые стали более многочисленными, так как могли прокормить больше людей на той же территории и для охоты на крупных животных требовали усилий большего количества охотников, нескольких десятков человек. Большое количество данных показывает, что в среднем палеолите люди начали обмениваться между собой товарами, такими как охра или кремень для изготовления орудий труда, не позднее, чем 120 тыс. лет назад.
В среднем палеолите появились погребения, например, могилы неандертальцев в Карпине, Хорватия, возраст которых - около 130 тыс. лет. Это говорит о появлении представлений о загробной жизни, и магических ритуалов.
Вместе с ритуалами и погребениями появились и искусства, в частности, изображения женщины, называемые ныне Венерами, например, Венера из Тан-Тана, созданная более 300 тыс. лет назад, человекозвери или украшения в виде бус из перламутра из пещер Южной Африки, возраст которых - более 75 тыс. лет. В употребление широко вошла охра, минеральная краска, употреблявшаяся для магического раскрашивания тела и создания наскальных рисунков.
Верхний палеолит эпоха господства человека современного физического типа - Homo sapiens sapiens. Первые различия между представителями рас - европеоидной (кроманьонцы), монголоидной и негроидной (гримальдийцы). Используется более двадцати видов орудий труда, в том числе костяные иглы с ушком, позволившие шить одежду из шкур животных. Около 22 - 29 тыс. лет назад рыбу начали ловить сетями, дичь - метательными камнями, боласами, для усиления броска копья были изобретены копьеметалки, и наконец, впервые, появилось оружие для стрельбы на дальнее расстояние, лук и стрелы. Обожженная керамика появилась только в неолите, но фигурки из глины изготовляли уже в верхнем палеолите, хотя обжиг древнейшего известного науке образца (Вестоницкая Венера) мог быть и результатом случайного попадания в огонь.
В верхнем палеолите на смену первобытному стаду приходит родовая матриархальная община, родство ведётся по женской линии. Появляется примитивный аналог института брака, упорядочивший половые отношения, при регуляции, основанной на существующей у гоминид иерархии в стае, гомологичной для всех стай высших животных. Брак возникает как взаимосвязь репродуктивной и иных форм деятельности особей в стае, племени. Половой признак особи доминирующего организма, оказывается существенным для разных типов племен.
1.2 Среднекаменный век Мезолит
Важнейшими достижениями мезолита стало изобретение лука и стрел. Приручение животных: собаки использовались для охоты и охраны жилища; данная эпоха характеризуется небольшими составными орудиями из кремня (микролиты, характерно использование техники микрорезца), в некоторых местах сохранились также рыболовные сети, каменные тесла и деревянные предметы, такие как каноэ и плоты; мезолит отмечен прогрессом в развитии общественных факторов: членораздельной речи, формировании общих норм и правил поведения, запретов и предписаний, которые закреплялись идеологически и становились частью традиций, религии и табу.
Также в этот период начинает развиваться изобразительное искусство: найдены многочисленные рисунки людей, животных, растений; скульптуры, становятся более сложными, имеются даже изображения фантастических существ (например, "человек-рыба" из Лепенского Вира), появляются зачатки пиктографии - прототипа рисуночного письма, возникает музыка и танцы, использовавшиеся во время празднеств и ритуалов.
Заметно изменилась и жизнь древних людей. В это время высочайшего уровня достигли уже известные приёмы скола и отжимной ретуши (ретушь - метод, позволявший подправлять рабочие края или всю поверхность каменных орудий. При этом мелкие чешуйки последовательно отделялись частыми несильными ударами, наносимыми твердым предметом (посредником)). Наконечники стрел и дротиков, кинжалы, изготовленные тогдашними умельцами, и сейчас поражают совершенством форм и изяществом. Некоторые из них столь тонки, что кажутся почти прозрачными.
Постепенно усложнилась и техника изготовления вкладышевых орудий. Человек научился шлифовать и сверлить камень, после чего стал работать с более вязкими и твердыми каменными породами - такими, как нефрит или диорит. В результате появились орудия незнакомых ранее форм, а следовательно, и свойств.
Технология шлифования была весьма проста: на плоский камень сыпали сырой песок и тёрли об этот своеобразный наждак обрабатываемую поверхность. Сверление каменного изделия производилось с помощью трубчатой кости или прочной палочки и всё того же сырого песка, насыпанного на место будущего отверстия. Крупные песчинки вдавливались в такое "сверло" и, вращаясь вместе с ним, вгрызались в камень.
Другое крупнейшее изобретение новой эпохи - керамика. Свойство глины твердеть при обжиге было использовано для изготовления различных ёмкостей, применявшихся в процессе варки. Варка изменила весь образ жизни древнего человека, что сказалось и на его боевом оснащении. Знаменитый рыбий клей, вываренный из рыбьих костей и внутренностей, позволил надежно скреплять между собой различные сорта древесины и рога и создавать таким образом прочные и упругие луки. Это были уже не те согнутые и, вероятно, ошкуренные ветки с тетивой, которые появились в переходную эпоху мезолита, а достаточно совершенное и мощное оружие, состоящее из деревянной основы и хорошо пригнанных друг к другу роговых пластин, расположенных по всей ее длине. Вообще, соединение в одном изделии разнородных материалов, взаимно дополняющих и усиливающих свойства друг друга, кажется весьма характерной чертой той далекой эпохи.
1.3 Неолит, неолитическая революция
Смысл 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, скажем, освоение рыболовства, приводят к увеличению этих ресурсов, т.е. к расширению экологической ниши.
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! К охотникам, вынужденным постоянно сражаться за существование, неожиданно пришло неслыханное изобилие, начался "золотой век" в истории человечества.
Освоение земледелия было великим фундаментальным открытием, которое привело к резкому расширению экологической ниши и к быстрому увеличению численности земледельцев.
Освоение земледелия надолго обеспечило людей пищей, но вместе с тем породило определенные проблемы. Переход на другую пищу породил новые болезни и потребовал достаточно длительной адаптации. Затем возникла проблема одежды: ведь раньше охотники одевались в звериные шкуры. 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 полчищами мышей. 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.
Весьма важной для земледельцев оказалась проблема жилищ. 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, но обожженный кирпич был дорог и применялся, в основном, для облицовки зданий. В IV тысячелетии в Месопотамии появилось еще одно новшество - влекомая быками четырехколесная повозка.
Еще одним открытием этого времени было создание первых медных орудий. Возможно, первая медь была случайно получена из руды в гончарных печах, но как бы то ни было, это открытие первоначально не оказало заметного влияния на жизнь земледельцев. Медь была редким металлом, и поначалу 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.
Ирригационная революция стала фактом в IV тысячелетии до н.э., когда жители Древней Месопотамии, шумеры, научились строить магистральные ирригационные каналы длиной в десятки километров. Огромное увеличение продуктивности земледелия вызвало резкий рост населения, в это время появляются многочисленные поселки, которые разрастаются до размеров городов.
Развитие ирригации привело к новому расширению экологической ниши человека - однако мы помним, что численность населения возрастает очень быстро, за четыреста лет она может возрасти в 250 раз. В III тысячелетии плотность населения в речных долинах возросла в сотни раз, и новая экологическая ниша была заполнена. На Ближнем Востоке началось перенаселение.
наука техника первобытный человек
Заключение
Меняющийся мир заставил человека приспосабливаться к нему, искать новые решения и способы обеспечить самое необходимое. В разных районах планеты, особенности и темпы изменений в человеческой культуре, связанные с изменениями природных условий, были различны. Новые черты в хозяйстве, быте, технологиях имели свою специфику в определенных географических поясах - в субтропиках, умеренных широтах, на северных приполярных территориях, у обитателей континентальной суши и морских побережий. К наиболее значительным достижениям материальной культуры человека, отметившим наступление новой эпохи, относятся освоение новой технологии обработки камня - шлифование, изобретение керамической посуды, распространение рыболовства как важной, а в некоторых районах - ведущей отрасли хозяйства, использование новых типов охотничьего вооружения, прежде всего, лука и стрел.
На большинстве территорий, освоенных человеком в эпоху неолита, виды деятельности, направленные на получение пищи, носили присваивающий характер. Лук и стрелы для охоты на птиц и небольших животных, дротики и копья для поражения более крупной дичи, силки и капканы - всем этим снаряжением располагали первобытные охотники. Для рыбной ловли использовали остроги и сети, сплетенные из растительного сырья. В районах морского побережья - например, на Японских островах, на берегах Балтики - развивалось также собирательство морепродуктов - моллюсков, крабов, морской капусты и т.п. Повсеместно диета древних людей дополнялась продуктами собирательства - орехами, корнеплодами, ягодами, грибами, съедобными травами и т.п.
Сфера изготовления орудий и инструментов становится более разнообразной и сложной. Еще используются появившиеся в период позднего палеолита приемы пластинчатой обработки камня и ретуши. Но все большее значение приобретает прием шлифования. Технология шлифования была ориентирована на определенные породы камня и позволяла получать орудия с высоким коэффициентом полезного действия, разнообразные по функциям. Сущность приема шлифования заключалась в механическом воздействии на поверхностный слой обрабатываемой каменной заготовки при помощи специального орудия - абразива. Наиболее широкое применение шлифование нашло в изготовлении рубящих и метательных орудий. Шлифованный топор был гораздо эффективнее палеолитического рубила, удобнее в практическом использовании.
Значение изобретения керамической посуды трудно переоценить. Если люди периода позднего палеолита только приблизились к постижению свойств глины и получению керамики, то в неолитическое время уже родилось новое производство - изготовление керамической посуды.
Впервые человек перешел от использования природного сырья (камня, дерева, кости) к созданию искусственного материала с новыми свойствами. Технологический цикл изготовления керамики включал добычу глины, смешивание ее с водой, лепку необходимых форм, сушку и обжиг. Именно стадия обжига была важнейшей в химико-физических преобразованиях глины и обеспечивала получение собственно керамики. Обжигали древнейшую глиняную посуду в обычных кострах при температуре около 600°С. Так были заложены основы принципиально новой технологии, направленной на изменение свойств природного сырья. В более поздние эпохи человек, используя принцип термической трансформации исходного вещества, научился создавать такие искусственные материалы, как металл и стекло.
Список литературы
1.История науки и техники [Текст]: курс лекций / А.В. Бармин, В.А. Дорошенко, В.В. Запарий, А.И. Кузнецов, С.А. Нефедов; под ред. проф., д-ра ист. наук В.В. Запария. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005.
2.История первобытного общества. Общие вопросы. Проблемы антропосоциогенеза [Текст] / АН СССР, Ин-т этнографии; отв. ред. Ю.В. Бромлей.М., 1983.
.Запарий В.В. История науки и техники [Текст]: курс лекций / В.В. Запарий, С.А. Нефедов. Екатеринбург, 2004.
.Матюхин А.Е. Орудия раннего палеолита [Текст] / А.Е. Матюхин // Технология производства в эпоху палеолита. Л., 1983. С.134 - 187.
Репетиторство
Нужна помощь по изучению какой-либы темы?
Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку
с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.
Кость, растительные ткани, древесина и некоторые виды камня являлись главным сырьем для технологий человека в течение большей части его существования. Металлургия является сравнительно недавним изобретением, а каменные орудия являются основой для классификации многих доисторических культур со времени становления научной археологии. Само сырье устанавливало жесткие пределы технологических достижений человека в течение большей части истории, и эволюция обработки камня была бесконечно медленной и длилась миллионы лет. Тем не менее в итоге при изготовлении орудий люди воспользовались почти всеми возможностями, которые им давали подходящие для обработки камни (Одел - Odell, 1996).
Обработка камня
Производство каменных орудий относится к редуктивной (или субтрактивной ) технологии , потому что для обработки требуется камень, которому придается нужная форма методом отщепления. Очевидно, что чем сложнее артефакт, тем большее требуется отщепление (Суонсон - Swanson, 1975). В своей основе процесс производства орудий является линейным. Каменотес из сырья подготавливает кусок камня (нуклеус ), а затем проводит первоначальную обработку, делая несколько отщепов. Далее эти отщепы обрабатывают и заостряют в зависимости от того, какой артефакт требуется. В дальнейшем, после употребления, это орудия может быть заострено вновь или переработано для нового использования.
Принципы производства . Самым простым способом получения камня, которым можно резать или рубить, а такой инструмент был, несомненно, основным среди других, производимых доисторическими людьми, был такой: от камня отбивали кусок и пользовались получившимся в результате острым краем. Но для того, чтобы получить более специализированное орудие или такое, которое можно было бы использовать для разных целей, требовалась более сложная технология отщепления. Прежде всего, неровному или ровному куску камня можно придать нужную форму, систематически отщепляя от него кусочки с помощью другого камня. Отщепы от нуклеуса являются отходами, а нуклеус становится конечным продуктом. Сами отщепы могут также использоваться в качестве ножей с острыми краями или могут перерабатываться в другие артефакты. Многие сложные каменные индустрии развились из этого простого процесса. Древнейшие орудия были настолько простыми, что практически не отличались от разрушенных естественным образом камней (Крэбтри - D. Crabtree, 1972).
ОТКРЫТИЯ
ZINJANTHROPUS BOISEI В УЩЕЛЬЕ ОЛДУВАЙ, ТАНЗАНИЯ, ВОСТОЧНАЯ АФРИКА, 1959 ГОДЭто был жаркий день 1959 года. Ущелье Олдувай в Восточной Африке. Льюис Лики лежал в своей палатке, страдая от гриппа. В это время Мэри Лики, укрывшись солнечным зонтом, раскапывала небольшую россыпь разломанных костей животных и грубых каменных артефактов глубоко в ущелье. Часами она очищала их от сухой почвы. Неожиданно ей попалась часть верхней челюсти с зубами, настолько похожими на человеческие, что она принялась более внимательно разглядывать находку. Спустя мгновение она бросилась в свой «Лэнд Ровер» и помчалась в лагерь по ухабистой дороге. «Льюс, Льюис! - закричала она, врываясь в палатку. - Я наконец нашла Дорогого мальчика!»
Забыв о своем гриппе, Льюис вскочил на ноги, и вместе они начали раскапывать фрагментарные остатки замечательно крепкого черепа гоминида. Лики назвали его Zinjanthropus boisei («Африканский человек Бойса» - господин Бойс был одним из благотворителей их экспедиции), и сейчас его называют Australopithecus boisei.
Zinjanthropus был первым из серии ископаемых людей, найденных Мэри и Льюисом Лики в ущелье Олдувай в последующие годы. Тогда же они обнаружили человека намного более хрупкого сложения, которого они назвали Homo habilis, «человек умелый», поскольку они убедились в том, что это был первый изготовитель орудий.
Лики работали на скудные средства, пока находка Zinjanthropus не открыла им доступ к фондам Национального географического общества. После этого их замечательное открытие и последующие поиски наших древнейших предков стали международным предприятием, которое открывает намного более разнообразную картину древних предков человека, чем кто-то мог представить себе в 1959 году.
Люди каменного века выбирали в качестве сырья для своих артефактов кремень, обсидиан и другие гомогенные породы. Все эти породы разламываются предсказуемым образом, подобно стеклу. Результат можно сравнить с отверстием в оконном стекле от выстрела из пневматического оружия. Резкий удар, направленный вертикально к поверхности камня, выбивает отщеп с вершиной в точке удара. При таком методе получается конхоидальный (раковистый) разлом (рис. 11.1). Когда удар по камню наносится под углом и разлом получается конхоидальным, то отделяется отщеп. Поверхность отщепа, по которой прошел раскол, имеет характерную форму с бугорком, выступающим от поверхности камня. Он называется ударным бугорком . На нуклеусе, от которого отделился отщеп, имеется и соответствующая полость, или рубец. Ударный бугорок легко распознать не только по самой выпуклости, но и, как показано на рис. 11.2, по концентрическим кругам, которые, расширяясь, расходятся от центра - точки удара.
Такие преднамеренно сделанные человеком изломы очень отличаются от изломов, произошедших вследствие естественных причин, таких, как мороз, жара, воздействие воды, удары падающих с гор камней. Иногда и в таких случаях камни разрушаются аналогичным образом, но тогда большинство рубцов отщепа имеют нерегулярный характер, и вместо концентрических колец и ударного бугорка на поверхности остается углубление с концентрическими кольцами вокруг него.
Для того чтобы различать обработанные человеком камни от расколовшихся естественным образом, требуется большой опыт, особенно когда имеешь дело с очень древними артефактами. Наши древние предки использовали самые простые методы нанесения ударов, отделяя два или три заостренных отщепа от кусков лавы (рис. 11.3). Известны несколько противоречивых случаев с артефактами, найденными в слоях раннего ледникового периода в Европе и Африке, которые единовременны с периодами, когда гоминиды уже везде расселились. При таких обстоятельствах единственный достоверный способ удостовериться в том, что эти орудия вырублены человеком, - найти их в комплексе с окаменевшими человеческими остатками и разломанными костями животных, предпочтительно на жилом памятнике.
Методы . На рис. 11.4–11.6 показаны некоторые основные методы отщепления камня, используемые доисторическими людьми. Самым простым и самым древним методом является непосредственное раскалывание камнем-отбойником (рис. 11.4). Спустя тысячелетия человек начал изготавливать орудия, оббитые с двух сторон, такие как ашельские ручные рубила (название происходит от города Сент-Ашель на севере Франции, где они были впервые найдены). Со временем обработчики камня начали использовать кость, «мягкие» рога или деревянные молоты для обработки режущих поверхностей ручных рубил. 150 000 лет назад ручное рубило имело симметричную форму, острые твердые режущие поверхности и прекрасную отделку. По мере того, как люди становились более умелыми и более «специализированными», как, например, охотники-собиратели 100 000 лет назад, они стали разрабатывать технологии производства каменных артефактов для узкого предназначения. Они придавали нуклеусам особую форму, для того чтобы получить один или два отщепа стандартного размера и формы (рис. 11.5).
Около 35 000 лет назад обработчики камня начали использовать новую технологию, основанную на подготовке нуклеусов цилиндрической формы, от которой с помощью непрямых ударов отбойником отщеплялись длинные пластины с параллельными сторонами (рис. 11.6). Эти заготовки правильной формы затем перерабатывались в ножи, скребки и другие специализированные артефакты (рис. 11.7). Такая технология изготовления пластин имела большой успех и распространилась по всему миру. Она доказала свою эффективность. Эксперименты показали, что из сырьевого нуклеуса 6 % оставалось на истощенном нуклеусе, а 91 % ушел на изготовление 83 пригодных к употреблению пластин (Шитс и Матоу - Sheets and Muto, 1972). После отделения пластин от нуклеуса им придавалась форма с помощью множества методов. В одних случаях бок пластины ретушировали отжимом, заостряя или затупляя с помощью рога оленя или куска дерева. Иногда отщеп ретушировали отжимом другим камнем, костью или деревом, получая острую ступенчатую поверхность или резец (рис. 11.7а и б).
Отжимная ретушь стала настолько совершенной, что превратилась в наиболее распространенную технологию позднего доисторического периода, особенно в Америках (рис. 11.7в и г). Каменотес использовал маленький брусок из дерева или рога, прижимал его к рабочей стороне для получения давления на ограниченном участке и отжимал тонкий отщеп с параллельными сторонами. Постепенно такими рубцами покрывалась большая часть поверхностей орудия. Отжимная ретушь облегчает производство многих стандартных орудий с чрезвычайно эффективными рабочими кромками в течение сравнительно короткого периода времени. В Азии, Европе и многих частях Африки из маленьких пластин делали так называемые микролиты - крохотные наконечники для стрел, зубцы и тесла. Часто их изготавливали с помощью характерной техники надсечения (см. рис. 10.4). Вариант этой техники появился в Арктической Америке и Австралии, где из маленьких нуклеусов производили крохотные микролезвия или маленькие ножи. Более поздние технологии производства пластин позволяли получать намного больше орудий на единицу веса, чем предыдущие технологии. В позднем каменном веке человек шлифовал и полировал камень, если требовалось острое и долговечное лезвие. Он заострял режущие кромки с помощью грубого отщепления и последующей трудоемкой шлифовкой о более твердую породу, такую как песчаник. Современные опыты продемонстрировали высокую эффективность отшлифованных каменных топоров при валке лесных деревьев. При этом их рабочая поверхность затупляется медленнее, чем у топоров, изготовленных просто методом отщепления (Таунсенд - W H. Townsend, 1969). Шлифованные каменные топоры сыграли важную роль во многих древних земледельческих сообществах в Европе, Азии, Центральной Америке и умеренных поясах Северной Америки. В Новой Гвинее ими пользовались еще 28 000 лет назад, а в Меланезии и Полинезии ими вырубали необходимые для рыболовства и торговли каноэ (Уайт и О’Коннел - J. White and O’Connell, 1982).
ПРАКТИКА АРХЕОЛОГИИ
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТИН
ШВЕЙЦАРСКИЙ АРМЕЙСКИЙ НОЖ ЭПОХИ ПОЗДНЕГО ЛЕДНИКОВОГО ПЕРИОДАЯрко-красный швейцарский армейский нож - обычная вещь в кармане путешественников во всем мире. Его назначение не ограничивается резкой и открыванием бутылок, в некоторых видах ножа имеются ножницы, пинцеты, отвертки, пилочка для ногтей, зубочистка, штопор и многое другое. Я принимал пищу с помощью этого замечательного ножа, вытаскивал колючки, сращивал концы тросов на море и даже сшивал кожи. Все это благодаря тому, что швейцарский армейский нож в основе своей является шарнирно-поворотной базой со всякого рода приделанными к ней инструментами.
В технологии пластин позднего ледникового периода был свой швейцарский нож - тщательно обработанная для получения определенной формы конкреция мелкозернистой породы, из которой обработчик камня отбивал многочисленные пластины с параллельными краями (рис. 11.8). Носите с собой нуклеус, словно перочинный нож, и тогда вы сможете в любой момент изготовить нужный инструмент из камня. Ассортимент каменных предметов позднего ледникового периода был широким - наконечники для копий, режущие инструменты, орудия для обработки дерева, такие как криволинейный струг, и, что наиболее важно, резец, лезвие с режущей фаской на конце, который открыл новые возможности артефактов.
Резцом можно было обрабатывать внешнюю твердую оболочку рога оленя и изготавливать из него рыболовные гарпуны и наконечники для копий (см. рис. 11.8). Более крупные фрагменты рога превращались в приспособления для метания копья, которые позволяли бросать их дальше, в правила для ремней и многие другие артефакты для специальных нужд. Самое важное - это то, что тонкие резцы и буравы дали возможность получить первые иглы с ушками, позволившие шить одежды, что было необходимо для выживания в длинные зимы с температурой воздуха ниже нуля
Все это технологическое мастерство вышло из простой технологии изготовления пластин, которая, как швейцарский армейский нож, дает дорогу бесконечным инновациям и изобретениям.
Эта технология получения резцов и обработки рога оленя существовала долго и после ледникового периода и оставалась основным орудием в сообществах охотников-собирателей Европы до 7000 года до н. э. К этому времени технологии обработки камня были столь утонченными, что обработчики камня пользовались намного меньшими нуклеусами для получения из них небольших микролезвий, которые разламывались и затем часто вставлялись в деревянные ручки для использования в качестве острия для стрел и в других целях.
Специалисты по камню до сего дня шлифуют камень, особенно кремень для кремниевых ружей. Производство кремниевых ружей процветало в XX веке в Англии и во Франции, и они до сих пор используются на охоте в Анголе, Африка.
Анализ каменных орудий
Анализ камня . Анализ камня - термин, используемый для описания изучения каменных технологий. В первых попытках анализировать каменные орудия использовались законченные орудия, или «типичные окаменелости», и считалось, что они представляют различные культуры. По мере того как в употребление входили более современные типологические методы, этот подход «типичных окаменелостей» постепенно сдал свои позиции. В новых методах названия четко определенным типам артефактов давались в соответствии с их формой, размерами и предположительным употреблением, например ашельское ручное рубило и мустьерское скребло, названное так по названию деревни Ле Мустье во Франции (см. рис. 11.7а). Этот подход привел, подобно предыдущей концепции типичных ископаемых, к поискам совершенных, типичных артефактов. Многие функциональные ярлыки, такие как «наконечник метательного орудия», по-прежнему употребляются при современных исследованиях каменных орудий, но являются не более чем генерализированным описанием формы артефакта. Функциональный анализ такого рода достиг высокой стадии развития в Западной Европе, где было обнаружено небывалое многообразие орудий каменного века. Как и в случае с артефактами других форм, недавние классификации касаются анализа, основанного на атрибутах, способных пролить свет на технологии их производства или функции.
В последние годы центр внимания анализа камня резко сместился от поглощенности готовыми орудиями к более широкому интересу к доисторическим каменным технологиям в контексте деятельности человека. Современное изучение каменных технологий полагается на синтез нескольких подходов, которые фокусируют свое внимание как на процессы производства артефактов, так и на сами артефакты.
Анализ остатков производства . Изготовление любого артефакта из камня является результатом последовательности преобразований , то есть серии последовательных шагов, которые начинаются с выбора нуклеуса из мелкозернистой породы и заканчиваются готовым артефактом. Реконструкция этих преобразований является одним из методов, с помощью которого археологи могут понять процесс производства в доисторические эпохи.
Производство каменных орудий в древности можно реконструировать несколькими путями: информацию можно получить, изучая рубцы отщепов, ударные площадки, размеры отщепов и пластин и даже очевидные и неочевидные ошибки, допущенные древними мастерами. Например, удар по не верно выбранной точке на тщательно подготовленном нуклеусе разрушает его определенным образом, который может легко распознать человек, знакомый с каменными технологиями. Большинство этапов производства каменного орудия можно распознать при изучении готовых артефактов, нуклеусов и остатков производства. При пристальном изучении остатков производства специалист по каменным технологиям может отделить первичные отщепы, полученные при грубом обтесывании нуклеуса, от более тонких, которые отделялись при подготовке ударной площадки на верхней или боковых сторонах нуклеуса. Кроме того, имеется то, на что была нацелена вся предварительная обработка, - заготовки артефактов, вырубленные из нуклеуса. И наконец, имеются отщепы тонкой ретуши, получившиеся при изготовлении из заготовки наконечника, скребка или иного орудия (Салливэн и Розен - A. Sullivan and Rozen, 1985).
Экспериментальные работы . Эксперименты по производству каменных орудий археологи проводят с XIX века. Сегодня во многих археологических лабораториях слышны звуки ударов - специалисты пытаются изготовить орудия из камня и воспроизвести древние технологии (Фленникен - Flenniken, 1984). Экспериментальные работы начались с общих попыток сравнить методы изготовления каменных орудий существующих народов, например австралийских аборигенов, с аналогичными методами доисторических культур. Современные экспериментаторы восстанавливают доисторические технологии с помощью как опытов, так и этнографических исследований (Суонсон - Swanson, 1975). В центре внимания недавних исследований находится изучение последовательности изготовления артефакта и исследование памятников-каменоломен. При этом пытаются реконструировать модели доисторической торговли обсидианом и другими породами, что может помочь найти их источник (глава 16) (Торренс - Torrence, 1986) и лучше понять связь между деятельностью человека и каменными технологиями (Эриксон и Перди - Ericson and Purdy, 1984). Существует и другая сторона экспериментов с каменными технологиями. Отщепы из обсидиана и их режущие кромки настолько остры, что они широко используются современными хирургами-офтальмологами, которые говорят, что такие инструменты лучше стальных.
Петрологические анализы . Петрологический анализ с большим успехом применялся для пород, из которых были сделаны каменные орудия, особенно матированные каменные топоры в Европе. Петрология - наука о камне (от греч. petros - камень). При таком анализе подготавливается тонкие поперечное сечение топора и изучается с помощью микроскопа. Таким образом, можно идентифицировать минералы в породе и сравнить их с другими карьерами-памятниками (Эриксон и Пёрди - Ericson and Purdy, 1984). При использовании такого подхода большого успеха добились британские археологи, идентифицировав более двадцати источников камня для пластин топоров (Брэдли и Эдмондз - Bradley and Edmonds, 1993). А в Юго-Западной Азии и Центральной Америке, где была широко распространена торговля вулканическими породами из нескольких карьеров, получили замечательные результаты при спектрографическом анализе отчетливых остаточных элементов в обсидиане (Торренс - Torrence, 1986) (глава 16).
Реконструкция . Посмотрите на человека, изготавливающего каменные орудия. Окажется, что он сидит посередине постоянно накапливающихся отходов - обломки, отщепы, ненужные нуклеусы, камни-отбойники. То же было и с древними обработчиками камня, сотни, если не тысячи маленьких фрагментов - отходы и побочные продукты каменного производства скрыты на памятниках любого возраста. Очень важную информацию о каменных технологиях получают при тщательном изучении остатков производства в тех местах, где работали древние ремесленники. Эти остатки пытаются сложить вместе и шаг за шагом восстановить процессы производства, и это называется реконструкцией .
Реконструкция испытывает на терпение и выдержку даже самых старательных археологов, но может дать замечательные результаты. На памятнике Меер II (Meer II) в северной части Бельгии, возраст которого составляет 9000 лет, археологи Дэниел Кээн и Лоуренс Кили совместили анализ изношенности режущей кромки с реконструкцией для воссоздания захватывающего сценария. Они использовали данные о трех левовращающихся бурах, для того чтобы показать, как мастер-правша покинул поселение и изготовил несколько орудий, используя подготовленные и принесенные с собой пластины и нуклеусы. Позднее к нему присоединился мастер-левша и из заранее приготовленного нуклеуса отколол несколько пластин, из которых сделал орудия. Такого рода подробные реконструкции часто невозможны, но у них то преимущество, что модификация артефакта, обнаруженного в археологическом материале, может интерпретироваться с чрезвычайной точностью, потому что реконструкция показывает, что никакие изменения не затронули факт, выявленный в археологическом материале.
Иногда специалисты по камню прослеживают движение отдельных фрагментов или нуклеусов по горизонтали памятника, такой процесс требует даже больше терпения, чем простая реконструкция. Такая процедура обладает большой ценностью при реконструкции функций отдельных мест в, скажем, пещерном укрытии (a rock shelter site), где обработчик камня мог изготовлять орудия в одном месте, а затем перенести нуклеус к соседнему очагу и обработать другую пластину для совершенно иного назначения. Такой подход хорошо срабатывает на палеоиндейских памятниках фолсом в Великой равнине, где проводили такую реконструкцию и где отдельные отщепы, найденные от их нуклеусов на расстоянии 3,6 метра, хорошо подходили к своим нуклеусам.
Анализ использования и износа . Анализ использования и износа включает в себя как микроскопическое исследование рабочих поверхностей артефакта, так и опыты по использованию каменных орудий, для того чтобы попытаться интерпретировать характерные царапины и изменения блеска рабочих поверхностей, полученных в результате использования орудий (Хейден - Hayden, 1979; Кили - Keeley, 1980). Многие исследователи проводили эксперименты как с низким, так и с сильным увеличением, и теперь они могут со значительной степенью уверенности различать износ полировки, связанный с взаимодействием с различными материалами - с деревом, костью и кожей (Филипс - Phillips, 1988; Вогэн - Vaughan, 1985). Сейчас эта методика является достаточно надежной и позволяет утверждать, использовалось ли данное орудие для обработки дерева, нарезки овощей, отделения мяса от костей. Но сравнительно немного археологов имеют соответствующую подготовку для работы с микроскопами и фотографическими методами, необходимыми для анализа износа. Изучение Кээном и Кили каменных орудий из памятника Меер II в Бельгии показало, что два человека пользовались изготовленными ими орудиями для сверления и резьбы по кости. В подобных случаях анализ износа орудия дает захватывающие возможности для изучения действий отдельных обработчиков камня тысячи лет назад. Имеется множество образцов отличительных структур микроизноса, среди них полировки, которые можно идентифицировать с помощью сильных микроскопов. Один из примеров - кремниевый серп, которым пользовались при сборе урожая диких и культурных трав. Такое использование часто дает блеск, вызванный наличием двуокиси кремния в стеблях трав.
Марвин Кэй из Университета штата Арканзас пользуется трехмерной оптикой марки Номарски, которая позволяет изучать поверхности артефактов с помощью поляризованного света разного цвета и фокусироваться на полировках и микроскопических бороздках, которые появились в результате не только крепления наконечников, но и ударов по голове животного. Оптика Номарски позволяет также различать такие использования орудия, как разделка туш или обработка дерева. Кэй сравнивает износ доисторических артефактов с результатами современных опытов, когда копиями артефактов обрабатывают кости слонов и других животных. Он, например, обнаружил, что наконечники кловис из Северной Америки имею микроцарапины возле основания, которые возникают, когда острие абсорбирует ударную волну во время охоты. И не только это. Имеются явные признаки того, что многие наконечники, когда их уже было бесполезно использовать в этом качестве, перерабатывались и использовались вновь, часто в качестве ножей. Методология Кэя настолько совершенна, что он может обнаружить даже следы сглаживания на таких твердых камнях, как кварц, сглаживания, получившегося в результате использования для разделки туш. Это исследование позволит археологам восстанавливать истории отдельных артефактов в рамках крупномасштабных анализов деятельности человека на археологических памятниках (Кэй - Kay, 1996, 2000). Важным моментом в анализе камня является не просто изучение самих орудий, но понимание того, что эти орудия означают в плане деятельности человека. Новые многосторонние подходы к анализу камня дают реальный шанс, что такой анализ износа даст четкие методы классификации каменных орудий с точки зрения из первоначальных функций.
