Техника: от древности до наших дней

Техника в условиях становления общественного производства и в первый период его развития (с древнейших времен и до конца IV тыс. до н. э.)

Орудия труда первобытного человека

2,5 млн. – 1,5 млн лет до н. э.

В основе формирования человека лежит труд. Свободные от локомоторных функций руки могли использовать предметы, найденные в естественных условиях – в природе – в качестве орудий. Хотя употребление ряда предметов как средств труда свойственно в зародышевой форме некоторым видам животных, специфическая особенность человека состоит в том, что он не только использует найденные предметы в качестве орудий, а создает сам эти орудия. Наряду с развитием мозга и зрения эта характерная особенность человека создает основные предпосылки для формирования человеческого процесса труда и развития техники.

Технический прогресс и культура человечества проявляются теперь не в случайно изготовленных примитивных орудиях, а в целевой направленности при их изготовлении, в сходстве примеров их обработки, в сохранении или совершенствовании их форм, что предполагает знание особенностей сырья и обрабатываемого материала и накопленного на протяжении определенного времени опыта и умения, передаваемых будущим поколениям. Все это в огромной мере оказало влияние на развитие мозга. Видимо, уже австралопитеки начали целенаправленно обрабатывать дерево и другие материалы.

Древнейшие примитивные каменные орудия из гальки, изготовленные по сходным образцам и обработанные сходным образом, обнаружены с останками ископаемых гоминид. Творцом этих орудий считается «человек умелый» – homo habilis. Охотой на зверя получали не только пищу, но и шкуру, кости, бивни и рога животных, что использовалось для изготовления различных орудий. Длинные кости животных и рога использовались в качестве орудий без последующей обработки. Иногда их только разламывали и расщепляли.

2,5 млн. – 600 тыс. лет до н. э.

Одной из предпосылок труда и производства унифицированных орудий было возникновение и развитие первобытной речи. Результаты современных исследований не дают основания определить, когда возникала речь. Достаточно развитые органы речи имел, видимо человек современного типа – homo sapiens, появившийся около 40–30 тыс. лет назад.

В течение очень длительного периода, вплоть до возникновения земледелия, люди добывали себе пищу двумя способами – собирательством плодов, растений, даров природы и охотой. Женщины и дети собирали плоды, семена, коренья, моллюсков, яйца, насекомых, ракушки, ловили мелких животных. Мужчины охотились на крупного зверя, ловили рыбу и некоторые виды птиц. Для охоты и ловли животных необходимо было изготовлять орудия. Разделение труда между полами – между мужчиной и женщиной является первым значительным в истории человечества разделение труда, которое, как и усовершенствование и развитие орудий, является одним из важнейших условий прогресса цивилизации.

Начинается изготовление орудий из камня – гальки, гранита, кремня, сланца и т. д. Эти орудия имели вид куска камня, у которого в результате одного или двух сколов получался более острый край – каменное рубило. Техника скола состояла в следующем: изготовитель в одной руке держал обрабатываемый камень, а в другой – валун, которым ударял по обрабатываемому камню. Получаемые при этом отщепы использовались как скобла. Обычно изготовлением каменных орудий, обрабатываемых техникой скалывания, занималась люди пожилого возраста. В некоторых областях эта техника существовала почти 2 млн. лет, то есть до конца каменного века.

Производственная деятельность в тот период стала возможной, несмотря на ограниченность технических средств, благодаря коллективному труду, которому способствовало появление речи. Важнейшую роль в борьбе за существование сыграли целенаправленные социальные отношения людей, их отвага и решимость выстоять в борьбе против животных, которые во много раз были сильнее человека.

600 – 150 тыс. лет до н. э.

500 тыс. лет до н. э. в Китае появился санантроп – пекинский человек.

200 тыс. лет до н. э. в Китае появился гомо сапиенс.

Важнейшим изобретением этого периода было создание нового универсального орудия – ручного рубила. В начале ручные рубила изготовлялись техникой скалывания. Один конец стесывали с двух сторон, заостряя его. Противоположный конец гальки оставляли без обработки, что позволяло держать его в ладони. В результате получалось орудие клиновидной формы, с неровными зигзагообразными краями и заостренным концом. Затем рабочую часть орудия стали подправлять еще двумя-тремя сколами, а иногда подправку делали с помощью более мягкого материала например, костью.

В это же время наряду с универсальным ручным рубилом появляются несколько видов отщепов, которые получали при раскалывании камней. Это были тонкие отщепы, отщепы с острыми краями, короткие толстые отщепы. Техника скалывания распространилась в период нижнего палеолита (100 тыс. – 40 тыс. лет до н. э.). На стоянках обитания синантропов, например, в скальных пещерах вблизи Пекина найдены вместе с каменными орудиями и остатки костров.

Использование огня является одним из важнейших этапов развития человечества. Получение и использование огня позволило расширить возможности расселения и существования человека, создались возможности для разнообразия его питания и приготовления пищи. Огонь предоставлял новые способы обороны против хищников. И в настоящее время огонь является основой для многих отраслей техники. В древнейший период люди добывали огонь только в результате природных явлений – от пожаров, молний и т. д. Огонь сохраняли в кострищах и постоянно поддерживали его.

Появляются длинные деревянные копья с обожженными твердыми остриями. Охотники, которые изобрели такие копья, пользовались во время охоты на животных также и ручными рубилами.

150 – 40 тыс. лет до н. э.

Неандертальцы, а также, возможно, и некоторые другие предки человеческого рода в период верхнего палеолита овладели искусством добывать огонь. Трудно точно установить дату этого великого изобретения, которое определило дальнейший путь развития истории человечества.

Первоначально огонь получали трением деревянных предметов, вскоре огонь стали получать высеканием, когда при ударе камнем о камень возникала искра. Существуют и иные мнения относительно первоначальных способов добывания огня – сначала огонь получали высеканием, а позже – трением. В более поздний период для добывания огня трением применяли приспособление типа лука. Научившись добывать огонь, человек начал потреблять мясную пищу в вареном виде, что сказалось на его биологическом развитии. Однако огонь не мог спасти человека от наступившего похолодания. Чтобы выжить, люди начали сооружать жилища.

В это время происходят изменения в способах и приемах обработки каменных орудий. Они стали изготовляться из отщепов, полученных путем скалывания с каменного желвака – ядрища (нуклеус). Кремневое ядрище предварительно обрабатывали. Круглыми сколами ему придавали определенную форму, поверхность выравнивали более мелкими сколами, после чего с нуклеуса скалывали пластины, из которых изготовляли остроконечники и скребла. Пластины были более удлиненной, чем отщепы, формы и более тонкого сечения; одна сторона пластины после скалывания была гладкой, а другая сторона подвергалась дополнительной обработке – более мелкой отбивке.

Из каменных ядрищ изготовлялись рубила, резцы, буравы и тонкие пластины ножевидной формы. Ловля животных осуществлялась с помощью специально вырытых ям. Улучшается организация коллектива при расширении пастбищного хозяйства и при охоте на зверя. Как правило, охота носила загонно-облавный характер.

Для жилищ использовались пещеры, скальные террасы примитивные землянки и постройки, основания которых углублялись в землю. Неандертальцы освоили довольно широкие пространства. Их следы найдены на Севере, в частности в Западно-Сибирской низменности, в Забайкалье, в долине средней Лены. Это стало возможным после того, как человек научился добывать и использовать огонь. В это время меняются и природные условия, которые влияют на образ жизни человека. Длительное время, вплоть до появления металлов, орудия изготовляли в основном из камня, отсюда и проиходит названия древнекаменный век (палеолит), среднекаменный век (мезолит) и новокаменный век (неолит). Палеолит, в свою очередь, подразделяется на нижний (ранний) и верхний (поздний). После ледникового периода наступает новая геологическая эпоха – голоцен. Климат становится теплее.

Освоение холодных районов предполагает новые изменения в одежде человека. Она стала изготовляться из шкур убитых животных. Многие орудия уже в период нижнего палеолита изготовляются из костей и рогов животных, обработка которых стала более совершенной. Предметы из костей оббвивали, рассекали, обтесывали, расщепляли, шлифовали.

40 тыс. – 12 тыс. лет до н. э.

Закончилось формирование человека современного типа. Его останки находят вместе с предметами и орудиями, свидетельствующими о зарождении техники в период нижнего палеолита. Поселения людей распространяются на большей территории земного шара. Это стало возможным благодаря совершенствованию его опыта, знаний, развитию техники, что позволило человеку приспособиться к различным климатическим условиям.

Появляются каменные пластины, клинки, изготовленные с помощью ударной техники. Пластины тонкого сечения подвергались вторичной обработке с помощью костяных орудий – ретушеров. Ретушеры представляют собой орудия для подправки других орудий и являются первыми в истории инструментами для создания других инструментов.

В качестве нуклеуса при ретушировании изделий использовались различного рода наковальни. На смену универсальным рубилам приходят специализированные орудия, которые изготовлялись техникой скалывания. В этом случае от мелкого ядрища отбиваются узкие пластины – заготовки, которые в дальнейшем подвергались вторичной обработке.

Изготовляются примитивные каменные кожи, рубила, долота, пилы, скребла, резцы, сверла и многие другие орудия. В палеолите и особенно в неолите зародилась и развилась техника сверления с помощью каменных сверл. Поначалу отверстия ими просто выскабливались. Потом каменное сверло начали привязывать к древку и вращали его двумя руками. Появляются вкладышевые орудия: каменные или кремневые пластины соединялись с деревянной или костяной рукоятью. С помощью усовершенствованных орудий значительно расширяется изготовление деревянных, костяных и роговых предметов и орудий: шила, иглы с отверстиями, удочки, лопаты, гарпуны и т. д. В Грузии в палеолетической пещере Сагварджиле нашли раковины турителлы, которые служили украшением и имели отверстия, полученные с помощью пропиливания и процарапывания. На островах Меланезии первобытные племена, чтобы сделать отверстие, сначала нагревали плоский камень, а затем в одно и то же место время от времени опускали капли холодной воды, вызывая тем самым микроскопические сколы, которые в результате многократного повторения приводили к образованию углубления и даже отверстия.

Во Франции в Ориньяке на стоянках периода верхнего палеолита найдены первые костяные иглы. Их возраст относят приблизительно к 28–24 тысячелетию до н. э. Ими легко прокалывали шкуры, а вместо нитей применяли растительные волокна или сухожилия животных.

Начинают использовать усовершенствованные вкладышевые сверла, которыми производилась доработка орудия. Например, вкладышевые орудия зажимали и вращали между ладоней. Затем начали применять лучковое сверление (тетиву лука обматывали вокруг древка и двигали лук от себя и к себе, другой рукой придерживали древко и прижимали его к обрабатываемой детали), что оказалось намного производительнее ручного.

Усовершенствуется техника строительства землянок, сооружаются жилища типа шалашей, основания которых углублялись в землю. Шалаши укрепляли костями или клыками крупных животных, которыми выкладывали также стены и перекрытия. Появляются шалаши с низкими глиняными стенами и со стенами, сплетенными из ветвей и укрепленными жердями или колами. Жидкие продукты питания разогревают и варят в каменных естественных углублениях, куда для подогрева бросают раскаленные камни.

Из шкур животных изготовляют одежду. Однако кожа обрабатывается более тщательно, отдельные шкуры сшиваюся сухожилиями зверей или тонкими кожаными ремешками. Технология обработки кожи довольна сложна. Процесс обработки трудоемкий и включает химические способы, при которых шкуру замачивают в растворе соли, потом в мездру втирается жир и сок коры различных видов деревьев.

Для охоты на зверя человек дрессирует собаку.

Для наземной транспортировки грузов и для передвижения изобретены сани. К концу данного периода некоторые виды сырья переводятся уже на дальние расстояния, например, армянский обсидиан (вулканическое стекло), из которого изготовляли режущие и колющие орудия и другие инструменты, транспортируется почти на 400 км.

Из целого куска дерева для рыбной ловли изготовляют первые лодки, и плоты. Рыбу ловят удочками и гарпунами, появляются сети.

Для покрытия верха построек плетутся крыши из хвороста. Изготовление корзин является началом возникновения техники плетения.

Некоторые археологи считают, что начало гончарного ремесла было положено тем, что сплетенные корзинки обмазывались глиной, потом обжигались над огнем. Гончарное дело и производство керамических изделий сыграло очень важную роль в истории техники, особенно в период зарождения металлургии.

Образцами начала керамического производства являются глиняные статуэтки, обожженные на огне.

Обитание в пещерах способствовало возникновению осветительной техники. Древнейшими светильниками были лучины, факелы и примитивные масляные горелки. От периода нижнего палеолита сохранились миски из песчаники или гранита, которые использовались в качестве горелок.

Наряду с предметами домашнего обихода начинают изготовляться украшения: бусы из кораллов и различных зубов с отверстиями посередине, предметы, вырезанные из кости и рогов, появляются первые предметы культа. В пещерах найдены первые статуэтки женщин, животных, обрядовые скульптуры, рисунки, зачастую прекрасно выполненные. Представляет интерес и изготовление красок которые не изменили своих цветов на протяжении десятков тысячелетий.

В период нижнего палеолита для охоты на зверя и в целях самообороны используется новое орудие – копьеметалка. Применение копьеметалки является примером использования рычагов, с помощью чего увеличивается скорость и дистанция полета копья.

Лук с тетивой, которым поражается цель на большом расстоянии, является вершиной изобретательства в конце этого периода. Лук в качестве оружия успешно использовался в течение многих тысячелетий, вплоть до нашей эры. Некоторые исследователи считают, что лук был изобретен примерно 12 тыс. лет назад, но найденные при раскопках наконечники стрел свидетельствуют, что они изготовлялись в более ранний период. Лук позволил успешно охотится на зверей, что, по утверждению некоторых ученых, вело к полному уничтожению многих видов животных и вынудило охотников искать новые возможности для существования, то есть перейти к земледелию.

С помощью устройства типа лука добывается огонь.

К концу периода нижнего палеолита закладываются первые шахты для подземной добычи сырья, прежде всего кремня, сланца, позже известняка, из которого изготавливаются украшения. В некоторых областях на территории первоначальных поверхностных разработок углубляются ямы, роются шахты, от которых отводят штольни, сооружают лестницы. Так возникает новая отрасль производства – горное дело. Сырье добывалось примитивным способом вырубания породы в шахтах и путем скола или отпиливания пластов породы.

12 – 10 тыс. до н. э.

В конце ледникового периода, а также в эпоху голоцена вымерли многие виды крупных животных, таких как мамонт, овцебык, шерстистый носорог. В результате охотники начали специализироваться на ловле определенного зверя. Одни группы охотников занимаются охотой на северного оленя, другие – на газелей, ланей, безоаровых козлов и т. д. Стада диких животных, вблизи которых поселялись охотники, представляли своеобразный естественный резерв пищи и мяса. Близость поселений к естественным пастбищам позволяла охотникам отлавливать диких животных и содержать их рядом с жильем. Так происходит процесс одомашнивания животных, в первую очередь овец и коз. Постепенно начинают создаваться условия для возникновения пастбищного хозяйства.

В странах Западной Азии распространяется практика регулярного сбора урожая дикорастущих злаковых растений – ячменя, овса, однозерновой пшеницы. Зерна перетирались в особых ступках. Появляются ручные каменные зерномолки и зернотерки.

10 – 8 тыс. лет до н. э.

Начало периода неолита. Климатические условия становятся подобны современным, отступают ледники. Природные условия, особенно в горных областях Западной Азии, южной части Северной Америки и др., не способствуют расширению охотоводства, создаются предпосылки для возникновения сельского хозяйства. В России в Сибири найден абразивный инструмент, состоящий из двух каменных брусков с коническими желобками, предназначенный для изготовления костяных иголок, шил или наконечников для стрел. Между брусками в желобок помещали заготовку. Затем ее начинали вращать и перемещать возвратно-поступательными движениями, постепенно продвигая в глубь конического отверстия, сжимая рукой обе половинки брусков и подливая воду. В результате применения такого инструмента появлялись совершенно одинаковые острые и ровные иголки или наконечники для стрел. Найдена древнейшая костяная игла с просверленным в ней маленьким отверстием.

9500 лет до н. э.

В некоторых регионах земного шара, прежде всего, в странах Западной Азии, формируются основы земледелия, что представляет собой эпохальное явление в истории человечества.

В результате неэффективного ведения хозяйства лишь ограниченное количество людей могло рассчитывать на постоянное обеспечение продуктами питания. Однако с развитием земледелия и скотоводства человек стал производить больше, чем было необходимо для его собственных нужд, – получать избыточный продукт, что позволило однам людям кормиться за счет труда других. Избыточный продукт создал предпосылки для выделения ремесла в самостоятельную отрасль производства, что, в первую очередь, создало условия для возникновения городов, для развития цивилизации. Процесс становления земледелия продолжался несколько тысячелетий.

Земледелие давало возможность создавать и хранить продолжительное время запасы зерна. Это помогает людям постепенно переходить к оседлому образу жизни, возводить постоянные жилища, общественные постройки, позволяет организовать более эффективное ведение хозяйства, а позже осуществить специализацию и разделение труда.

Однозерновая пшеница начала культивироваться прежде всего на юге Турции, пшеница двухзерновая – в долине южной части Иордании, двухрядный ячмень – на севере Ирака и на западе Ирана. Быстро распространяется чечевица в Палестине, позже там появляется горох и другие культуры.

Посевные поля сначала обрабатывались заостренными на концах жердями. Однако орудия, предназначенные для обработки почвы, были известны и раньше, до возникновения земледелия.

Постепенно появляются усовершенствованные орудия для уборки урожая, для жатвы: ножи, серпы, цепы, ручные зерномолки со ступкой.

Одновременно с возникновением земледелия начинается одомашнивание диких животных – коз, овец, позже крупного рогатого скота, свиней и т. д. Вместо малоэффективной охоты и отлова диких животных создаются такие продуктивные формы хозяйства, как разведение скота.

Скотоводство обеспечивает человека мясом и другими продуктами питания, а также одеждой, сырьем для изготовления орудий и т. п. Позже домашние животные используются в качестве тягловой силы. Дискутируется вопрос о том, что возникло раньше земледелие или скотоводство. Земледелие и скотоводство тесно связаны между собой. Приручение диких животных началось, видимо, на севере Сирии или в Анатолии (Турция).

В этот период распространяются вкладышевые орудия, основу которых делали из дерева или кости, а рабочую часть составляли из набора небольших каменных пластинок, получивших название микролитов. Пластинки чаще всего изготовлялись из кремня, обсидиана или других минералов. Таким образом, создаются различные ножи, серповидные орудия, резцы с притупленной спинкой или скошенным краем, топоры, молотки, мотыги и другие орудия. Этими орудиями пользовались не только первые земледельцы, но и большинство охотников, начавших обрабатывать землю значительно позже, в последующие тысячелетия.

С изобретением и широким внедрением вкладышевых орудий произошла техническая революция. Кремневые ножи, пилы, резцы вкладывались в деревянную или костяную основу и закреплялись битумом. Одним из первых составных и сложных вкладышевых орудий был лук со стрелами. К моменту изобретения лука в своей хозяйственной деятельности человек применял различные хозяйственные приспособления – копьеметалки, капканы, ловушки.

На изобретение лука человека могло натолкнуть использование различных метательных приспособлений: копий, дощечек для бросания дротиков и т. п. Человек наблюдал, как при сгибании ветвей или молодых деревьев накапливалась энергия, а при разгибании – освобождалась. Древнейшие простые луки делали из одной согнутой палки, концы которой стягивались тетивой из сухожилий животных. На одном конце лука тетива была прикреплена узлом, на другом надевалась при помощи петли. По сравнению с копьем, использование лука и стрел позволяло в несколько раз увеличить скорость и дистанцию полета стрелы. Кроме того, лук, по сравнению с другим метательным оружием, обладал прицельным качеством.