Анатолий Бернацкий – 100 великих технических достижений древности (страница 28)
Первые сведения о крупных ирригационных сооружениях датируются серединой I тысячелетия до н. э. Так, к концу V – началу IV века до н. э. был построен канал, оросивший земли в северных районах современной провинции Хэнань. В 486 году до н. э. в царстве Чу был проведен так называемый Ханьгу, или Ханьский канал, соединявший реку Янцзы с рекой Хуанхэ, русло которого стало впоследствии частью знаменитого Великого канала. В 316 году до н. э. был прорыт канал, воды которого оросили земли в районе Чэнду. Здесь же в конце III века до н. э. была построена сложная ирригационная система, которую питали воды реки Миньцзян. В 247 году до н. э. в царстве Цинь был проведен величественный по тому времени канал «Чжэн Го» длиной около 120 километров. Он орошал около 200 тысяч га полей. Позже этот канал стал центральным звеном огромной ирригационной системы, созданной во второй половине II века до н. э.
Полукочевой семитский народ – набатеи, жившие в Южной Иордании и в израильской пустыне Негев с III по I века до н. э., создали весьма эффективные ирригационные системы. А вокруг древнего города Овдат на площади более 80 квадратных километров они возвели 17 тысяч дамб.
Древних жителей Шри-Ланки тоже можно отнести к величайшим строителям ирригационных систем. В хрониках сообщается, что в 494 году до н. э. король Пандувааса в Анурадхапуре – первой столице страны – соорудил водохранилище площадью 223 квадратных мили. Воду в нем удерживала дамба длиной 15 миль и шириной у основания – 300 футов. А 3000 лет назад в Минусинской котловине Сибири была возведена сложнейшая ирригационная система, которая после небольшого ремонта в советское время исправно работает и по сей день…
Древние нанотехнологии
О том, что микроскопические фрагменты различных веществ обладают совсем другими свойствами, чем эти же вещества с более крупными размерами, было известно достаточно давно. По сути, люди занимались нанотехнологиями, однако об этом и не догадывались. И только в последние десятилетия термин «нанотехнологии» получил широкое признание. Приставка «нано», означающая одну миллиардную часть целого, и понятия «наночастицы», «наноматериалы», «нанотехнологии» получили широкое распространение в научной и популярной литературе сравнительно совсем недавно…
А теперь сделаем экскурс в историю и убедимся в том, что уже в древности человек использовал столь уникальные технологии. Например, археологи давно заметили, что не только некоторые монеты, но и более сложные изделия из металла, например перстни и статуэтки, выглядевшие как золотые, на самом деле были сделаны из дешевых сплавов, дерева или керамики. При этом их золотая оболочка отличалась исключительным качеством и прочностью. А ее толщина составляла около 1 микрометра, то есть примерно 0,001 миллиметра. Но ведь у античных мастеров не было ни гальванических ванн, ни цианистых электролитов.
Использовали же золотых дел мастера свое умение в различных целях. Например, для защиты изделий из недорогих материалов от воздействия внешней среды. А на монеты золотой слой наносился для того, чтобы улучшить их внешний вид. Покрывали позолотой и дешевые ювелирные украшения, так как всегда находились люди, желающие выглядеть богаче своего реального состояния. А еще были фальшивомонетчики, пытавшиеся выдать фальшивую монету за золотую.
Современные специалисты недоумевают, как такие совершенные технологии могли быть разработаны античными мастера без соответствующих знаний о структуре материалов. Ведь подобные сведения были получены лишь в последние несколько столетий. Таким образом проблема не только в том, как делали эти покрытия, но и как мастера древности до этих технологий додумались.
А теперь несколько слов еще об одной нанотехнологии, известной с древности. Это – процесс изготовления дамасской стали. О ее уникальных свойствах, наверное, слышали многие: изделия из нее и прочны, и остры. Так вот, тщательные ее исследования под электронным микроскопом позволили выяснить наличие в лезвиях изделий, изготовленных из этого материала, углеродных нанотрубок и нановолокон из карбида железа. На основании полученных данных специалисты пришли квыводу, что именно вкрапление этих сложных структур и объясняет уникальные свойства дамасской стали. Иными словами, в производстве дамасской стали использовались углеродные наноструктуры.
И, что весьма удивительно, первые находки дамасской стали датируются XIV–XIII веками до н. э. А стали ее получать в Передней Азии. Спустя же 500 лет эту технологию переняли европейцы, а чуть позже – и китайцы.
Но, оказывается, не только металлурги и золотых дел мастера применяли в своей работе нанотехнологии. И установили этот факт французские ученые: помимо того, что они исследовали фрагменты волос из древних захоронений, но и провели ряд экспериментов, в ходе которых повторили методы окраски волос в черный цвет природным минералом сульфидом свинца, или галенитом. Именно этот способ использовали египтяне на протяжении многих веков для окраски волос.
В процессе работы специалисты установили, что технология окраски практически соответствовала современному уровню. Действительно, косметологи древности могли измельчить частицы красящего вещества до 5 нанометров в диаметре, что позволяло создать условия для их равномерного проникновения в ткань волоса и одинакового распределения по всей его толщине.
Как это удавалось сделать египтянам той далекой эпохи, пока остается загадкой. Ведь современные технологии позволяют получать намного худший по качеству результат. Что же касается естественного черного цвета волос, то он обеспечивается скоплениями белка меланина размером около 300 нанометров, рассеянными в поверхностном слое волоса. А наночастицы галенита, проникая при окраске в волос, играют роль меланина, тем самым окрашивая его в тёмный цвет. Только они примерно в 60 раз мельче, что и обеспечивает устойчивое окрашивание. К тому же такие микроскопические частицы не влияют на механические свойства волоса. Таким образом, древние косметологи, интуитивно пользовались теми методами, которые сейчас называются нанотехнологиями.
А древний южноамериканский народ майя интуитивно использовал нанотехнологии при получении знаменитой голубой краски, сохранившей свою свежесть до настоящего времени. Получалась же она при смешивании веществ органического (растение индиго) и неорганического (глина) происхождения. И хотя органические красители обычно быстро разрушаются, но в данном случае глина обеспечила им хорошую защиту.
А недавно было доказано, что при смешивании глины с содержанием палыгорскита с индиго, образуются незначительные примеси наноструктурированного оксида железа. Причем они были обнаружены во всех образцах краски в концентрации 0,5 %. Предполагается, что именно они и обеспечивают стойкость краски, поэтому росписи майя сохранили великолепие голубого цвета.
В настоящее время нанотехнологии используются во многих научных дисциплинах, а современные методы помогают создавать наноматериалы с определенными свойствами. Но в древности применение этих технологий носило случайный характер. Суть была непонятна, поэтому производство уникальных материалов сводилось к точному повторению технологических этапов. И только сейчас благодаря передовым методам исследования ученые выяснили, что это были наноматериалы.
Транспортные средства
История колеса
Хотя и весьма простым, но одновременно и важнейшим изобретением человека является колесо. А появилось оно в обиходе у людей очень давно: несколько тысяч лет назад. Так, в Месопотамии уже в 3500 году до н. э. использовались колесные повозки. Об этом свидетельствуют находки этих средств передвижения во время археологических раскопок на месте древнего города Киша.
Самым же древним «колесом» считается находка в румынском округе Яссы: ее датируют последней четвертью V тысячелетия до н. э. Еще в 1981 году румынский археолог М. Дину обнаружил глиняные колёсики от игрушечных повозок. А недалеко от немецкого города Зюшена в XIX веке на каменной плите были обнаружены схематические изображения волов, запряженных в повозку.
Также в двух гробницах на севере Германии, датируемых V тысячелетием до н. э., были найдены небольшие каменные колесики, относящиеся к так называемой культуре воронковидных кубков. А ведь сначала немцы принимали их за булавы. Но эта точка зрения подтверждения не нашла, поскольку на этих изделиях хорошо заметна ступица.
В свою очередь, на керамическом горшке, найденном в польской Броночице, имеются изображения повозок с запряжёнными в них волами. Возраст этих изделий – более 5500 лет. А в Люблянском болотном массиве, что находится в Словении, было найдено деревянное колесо диаметром 72 сантиметра. Его возраст – тоже более 5000 лет. В Швейцарии же было обнаружено колесо с квадратным отверстием для насаживания на ось, которая вращалась вместе с колёсами. И датируется эта находка примерно 3200 годом до н. э. Таким образом, всё больше материальных доказательств говорит в пользу того, что «самое первое» колесо появилось не на Ближнем Востоке, как было принято считать ранее, а в Европе.
Ученые полагают, что первоначально колесо использовалось вовсе не для того, чтобы ускорить перемещение в пространстве. Причина была в другом. Когда на смену кочевому образу жизни пришел оседлый, люди стали засевать поля, разводить скот, создавать поселения. В конце концов, появился обмен товарами. А значит, и необходимость в транспортировке грузов на большие расстояния. Вот тут-то и пригодились колеса…