Все началось с колеса. Эволюция изобретений: от топора до лазера

Денис Гутлебен

Все началось с колеса. Эволюция изобретений: от топора до лазера

Эпохи. Изобретения. Человек

La fabuleuse histoire des inventions.

De la maоtrise du feu а l’immortalitй

By Denis GUTHLEBEN

© 2018 Dunod, Malakoff

© Соколова М. С., перевод на русский язык, 2024

© М. Высочкина, иллюстрации, 2024

© Л. Садовничий, дизайн обложки, 2024

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2024

Предисловие

«Любое изобретение – это что-то, полученное из ничего». Такой вывод делает Жан Расин в посвящении к пьесе «Береника» 1670 года. Драматург желал, чтобы нечто «простое» вдохновило его на создание шедевра. Это блестящее замечание вполне можно экстраполировать и на другие области, помимо литературы: изобретение в основном и заключается в том, чтобы придумать нечто новое, не существовавшее ранее. Именно этим оно отличается от открытия как в мире науки, так и за его пределами. Открытие предполагает выявление еще одного нового закона физиками или химиками, или процесса – биологами, или новой неведомой земли – путешественниками и естествоиспытателями.

Понятия «открытие» и «изобретение» различаются по смыслу, однако между ними существует множество тесных связей. Очень часто открытие предшествует изобретению: без общей теории относительности Эйнштейна невозможны были бы корректировки траектории спутников и геолокация шестьдесят лет спустя. Временной лаг между открытием и внедрением может быть довольно большим, как бы этому ни противились сторонники форсирования инноваций! Но иногда бывает и наоборот: паровую машину впервые испытали в 1687 году, а принципы ее действия Николя Леонар Сади Карно сформулировал только в 1824 году. Случается, что изобретение появляется без всякой связи с наукой – просто из желания оказать услугу современникам. Так, к примеру, профессор Гильотен внедрил идею одного из самых известных и жутких изобретений Великой французской революции.

Стремление восстановить пути возникновения каждого из крупнейших изобретений, ознаменовавших развитие человечества, было одним из основных поводов написатьэту книгу. У каждого устройства есть собственная, вне каких-либо закономерностей и правил, история, диктуемая как насущными нуждами, так и причудливыми ходами мысли творческого гения. Конечно, не всегда удается восстановить процессы в деталях, особенно когда дело касается глубокой древности: был ли огонь приручен во время естественного пожара? Возникла ли идея колеса при наблюдении за катящимся по склону камнем? Исследователи часто вынуждены довольствоваться лишь гипотезами, которые не всегда можно подтвердить или опровергнуть археологическими находками или историческими материалами. Возраст первых орудий стал тому ярким примером: долгое время считалось, что они появились около 2,6 миллионов лет назад, однако в 2015 году одно из открытий в Африке состарило их еще на 700 000 лет!

Датировка изобретений становится точнее с течением времени: клепсидра [1] появилась в первой половине XIV века до н. э., механические часы были созданы около 1300 года, телескоп сконструирован в 1608 году, воздушный шар впервые оторвался от земли 4 июня 1783 года, а первый твит отправили 21 марта 2006 года в 22 часа 50 минут… Но это не значит, что историю создания клепсидры проследить труднее, чем историю сети Twitter. Наоборот, некоторые старинные тексты отражают события с куда большей точностью, чем современные источники. Например, мы отлично представляем себе, при каких обстоятельствах в Англии XVII века был изобретен воздушный насос, – благодаря ожесточенному спору между Робертом Бойлем и Томасом Гоббсом, – но о создании Facebook [2] в 2004 году мы знаем только то, что сообщают Марк Цукерберг и его жизнеописатели в своей идеализированной истории.

Первые орудия, огонь, праща, колесо, клепсидра, часы, телескоп, воздушный насос, паровая машина, воздушный шар, гильотина, GPS, 3D-печать и многое другое… История изобретений кажется невероятной, поскольку предстает, за редкими исключениями, историей сплошного успеха. Однако сколько подобных историй канули бесследно в Лету? Огромные усилия порой ведут к абсолютно нулевым результатам. Поэтому к приключениям человеческого духа следует относиться со смирением: они начались уже очень давно, более трех миллионов лет назад, на западном берегу кенийского озера…

Доисторический период

Доисторические времена были долгими! Реальная история Земли и человечества вне религиозных и мифологических трактовок вплоть до XIX века признавалась ересью. В огромной части человеческого мира бесспорным источником считалась Библия: на шестой день творения, т. е. примерно за 4000 лет до Рождества Христова, «Бог создал человека по своему образу и подобию». И горе тому, кто осмелился бы усомниться! При этом уже в разгар эпохи Просвещения естествоиспытатель и натуралист Бюффон скромно оценивал возраст нашей планеты в 74 832 года.

Однако мало-помалу под влиянием геологических и археологических открытий формировалось новое знание. Французский археолог Жак Буше де Перт в 1849 году робко выдвинул идею существования «допотопного человека». Но заметили его труды только через десять лет, после того как обнаружили первого неандертальца, одновременно с публикацией «Происхождения видов» Чарльза Дарвина – теории, которую британские ученые поначалу не распространяли на людей. Однако всего несколько лет спустя убежище кроманьонца, обнаруженное в Дордони, подарило исследователям множество находок.

Но для того, чтобы признать в этих первых людях, а вскоре и в видах, им предшествовавших, кого-то, наделенного умом и чувствами, понадобился шаг, который наука совершила не сразу. Сделал его археолог-любитель Марселино Санс де Саутуола: под единодушные проклятья научной общественности он впервые приписал древнему человеку прекрасные рисунки в пещере Альтамира в Испании. Мы правильно отказались от термина Homo sapiens sapiens – «Человек, который знает, что он знает», ведь этот термин так плохо согласуется со всеми нашими ошибками и предрассудками!

Древняя история учит нас смирению. Моя книга написана совсем недавно, но ее создание началось еще 2,6 миллионов лет назад, когда были придуманы первые орудия. В соответствии с новыми открытиями эту дату следует отнести еще на 700 000 лет в прошлое. Это касается и огня, одежды, украшений, искусства – большинства великих изобретений прошлого, которые хранят еще множество секретов…

3,3 миллиона лет назад

Первые орудия

Долгое время считалось, что первые орудия создали представители рода Homo около 2,6 миллионов лет назад. Однако последние открытия это опровергли…

Как мы уже отмечали, до недавнего времени ученые думали, что обработанные орудия возрастом 2,6 миллиона лет, обнаруженные в Эфиопии, – самые древние. Эти плоские куски камня с острыми краями, полученными в результате намеренных сколов, относили к результатам деятельности рода Homo, в частности, вида Homo habilis. Представители этого вида ходили на двух ногах, изготавливали примитивные орудия и считались самыми древними предками человека. Гипотеза казалась вполне доказанной, почти неоспоримой, и очень долго с ней были согласны почти все представители научного сообщества. Однако они забыли, что относительно доисторических времен вряд ли можно быть в чем-либо непоколебимо уверенными.

В апреле 2015 года, во время ежегодного коллоквиума Палео-антропологического общества в Сан-Франциско, а месяцем позже – в престижном журнале Nature ученые из Национального центра научных исследований, Национального института превентивных археологических исследований Франции (Inrap) и университета Пуатье объявили о потрясающем открытии. В Кении, на западном берегу озера Туркана, команда ученых под руководством Сони Харманд обнаружила инструменты возрастом 3,3 миллиона лет – на 700 000 лет старше, чем найденные ранее.

Эти тяжелые и громоздкие орудия изготавливали, скорее всего, из цельного куска лавы. С помощью каменного обломка, била и наковальни можно было наделать осколков: обломок нужно было придерживать одной рукой на наковальне, а другой рукой бить по нему билом. От обломка отлетали острые осколки, которые служили предположительно для разделки падали или охотничьей добычи. Кому они служили? Вопрос не так прост, как кажется – получается, что эти инструменты старше, чем сам человеческий род. Хотя кандидаты, конечно, есть: например, австралопитеки, жившие на планете в период между 6 и 2,5 миллионами лет назад. От них в Эфиопии осталось множество ископаемых следов этого возраста; не так давно следы были найдены на территории Кении, в Найроби. Входит в список кандидатов и Kenyanthrope platyops, ископаемый вид, обнаруженный в 1999 году на западном берегу озера Туркана! От него остался один-единственный череп с довольно плоским лицом…

Пока исследователи еще не выработали единого мнения, изыскания продолжаются. Как остроумно заметила Соня Харманд, комментируя свои находки, идеально было бы «найти окаменелого гоминида с камнем в руке». Но кто знает, может быть, однажды раскопки увенчаются и таким сюрпризом?

☛ СМ. ТАКЖЕ

Приручение огня (400 000 лет назад)

Соха (5000 лет до нашей эры)

400 000 лет назад

Приручение огня

Процесс «изобретения» огня, который относят к периоду между 400 000 и миллионом лет назад, продолжает будоражить воображение археологов.

Выражение «изобретение огня», применяемое к естественному явлению, которое существует с древнейших времен, кажется странным. Однако именно этот термин отсылает нас к особому моменту, когда человеку удалось взять пламя под контроль, чтобы использовать для своих нужд. Так или иначе, точно определить этот момент весьма затруднительно. Обнаруженные при раскопках пещеры Менез Дреган в Бретани или памятника Терра-Амата в Ницце явно рукотворные очаги возрастом 400 000 лет предоставили неопровержимые доказательства. Специально выкопанные канавки и ограждения из гальки не оставляют никаких сомнений в самостоятельном и осознанном использовании огня. Но что было до этого? Главная проблема заключается в том, чтобы интерпретировать обугленные остатки – зерна, кости, дерево и т. д., разбросанные по всему миру. Вопрос тот же, что и прежде: образовались ли они вследствие естественных пожаров или все же являются итогами сознательной обработки огнем?

В 2004 году израильские ученые опубликовали в журнале Science статью, в которой говорилось, что при раскопках палеолитической стоянки близ исторического Моста дочерей Иакова [3] были найдены следы использования огня 790 000 лет назад. Проанализировав десятки тысяч образцов и установив, что только малая их часть имели следы горения в естественных местах, они отбросили гипотезу случайного пожара. Позднее, в 2012 году, международная команда заявила об аналогичной находке в пещере Вандерверк в Южной Африке. Методы высокоточной микроспектрометрии позволили обнаружить фрагменты костей и пепла возрастом миллион лет – ни дождь, ни ветер не могли принести их на место раскопок. Однако во всех подобных случаях гипотезы искусственного происхождения огня все еще очень противоречивы: между учеными то и дело разгорается настоящая война по вопросу, были ли это разожжённые очаги или всего лишь бережно поддерживаемый огонь природного происхождения!

Дело в том, что покорение огня – не просто шаг на пути к созданию отопления, этап в приготовлении пищи и техническом прогрессе человечества в целом. Оно стало важной вехой в появлении социальной жизни. Как сказал один из крупнейших специалистов по доисторическому развитию человека Анри де Люмле, выступая 13 декабря 1999 года на заседании Французской академии моральных и политических наук [4]: «Что могли делать охотники из Терра-Амата, усевшись вечером вокруг костра после охоты на носорога или слона? Они рассказывали истории об охоте, и носорог постепенно становился все огромнее и чудовищнее, а поведение охотника – все невероятнее и смелее: он превращался в героя, в предка, в свидетеля становления культуры и цивилизации». Очевидно, что изобретений становится все больше, но сам человек меняется мало.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Лампа (35 000 лет до нашей эры)

190 000 лет назад

Одежда

Появление одежды – изобретения, которое мы носим на себе с незапамятных времен, – датируется с большим трудом.

Упоминание доисторической одежды вызывает в воображении образ первых людей, которые кутаются в звериные шкуры, пытаясь спастись от чудовищного холода последнего ледникового периода… И это недалеко от истины! Специалисты считают, что гоминиды вполне могли придумать одежду около 800 000 лет назад, покинув Африку и добравшись до земель с гораздо более суровым климатом, например, до Европы. Главная проблема исследования истории одежды – отсутствие источников. Материалы, из которых создавалась одежда, быстро разрушаются, поэтому до нас дошло очень мало образцов даже из гораздо менее далеких времен – например, из Средневековья. Как же датировать это «изобретение»?

Подсказку дает анализ археологических находок, костей и орудий труда. Древние следы, обнаруженные на костях животных (лошадей и бизонов), свидетельствуют о том, что с них снимали шкуру. Но они не дают ни малейшего представления о том, как выглядела эта одежда. Более хитроумные инструменты, вошедшие в обиход Homo sapiens позднее, по крайней мере позволяют говорить о способах создания одежды и культуре шитья: в 2016 году в Денисовской пещере в Сибири была найдена игла длиной 7,6 см, изготовленная из кости птицы. Ей 45 000 лет, и это самый древний швейный инструмент на сегодняшний день, но кто знает!..

Некоторые исследователи, чтобы определить возраст одежды, обращаются к генетике человеческих паразитов. В научном журнале Molecular Biology and Evolution в 2010 году была опубликована статья, согласно которой возникновение подвида платяных вшей (отличающихся от вшей волосяных) свидетельствует об использовании людьми одежды 83 000, а возможно, и все 170 000 лет назад! Раскопки, позволившие найти одежду более позднего времени – от верхнего палеолита до неолита – дают весьма точное, но очень ограниченное регионом и временем представление о мужских и женских доисторических костюмах. Специалисты по истории костюма единодушно полагают, что с момента возникновения до первых десятилетий XIV века форма и вид костюма сохранялись в более-менее неизменном виде: это были свободные, ниспадающие складками длинные закрытые одежды.

И, наконец, последняя задача – понять, какие функции выполняла одежда. Первейшей задачей, скорее всего, была защита от непогоды, однако очень быстро костюм обрел и символическое значение – он свидетельствовал о социальном положении, важности владельца, и даже выполнял функцию магического атрибута. А затем присоединились и стыдливость, и желание понравиться, которые не покинули нас и по сей день…

☛ СМ. ТАКЖЕ

Одежда из спрея (завтра)

100 000 лет назад

Украшения

Пусть бриллианты и считаются лучшими друзьями девушек со времен Мерилин Монро, но на самом деле украшения сопровождают Homo Sapiens любого пола с гораздо более давних времен!

Какое отношение имеет археомалакология (наука, изучающая ископаемых морских и речных моллюсков) к самому гламурному изобретению – украшениям? Казалось бы, никакого. Ан нет, связь между ними самая тесная: именно анализ окаменелых раковин позволяет датировать первые украшения, которые люди носили на теле – самые ранние образцы изготавливались как раз из ракушек.

Начинают использовать такие украшения примерно в последние тысячелетия среднего палеолита. Об этом мы знаем уже около тридцати лет благодаря уникальным усилиям Иветт Таборен по идентификации и интерпретации найденных ископаемых. Француженке-историку принадлежит слава первопроходца в исследовании ракушек, очищенных от содержимого, но наполненных тайным смыслом. Они показывают, что общество, их использовавшее, пусть и очень далекое от нас во времени, уже приписывало им мощные и многообразные значения.

Долгое время считалось, что подобные украшения возникли около 40 000 лет назад. Однако совсем недавно были сделаны открытия, отодвинувшие начало использования украшений гораздо дальше в прошлое. В 2004 году ученые из Французского Национального центра научных исследований вместе с южноафриканскими коллегами изучили 41 маленькую ракушку из пещеры Бломбос, расположенной на южном побережье ЮАР к востоку от Кейптауна, и определили их возраст – 75 000 лет. Морские раковины с дырочками, найденные в гроте Тафоральт в восточном Марокко, свидетельствуют о еще более раннем использовании украшений – 82 000 лет назад. И, наконец, в 2006 году при раскопках в пещере Эс-Схул на израильской горе Кармель очередная находка отодвинула появление украшений на 135 000 лет назад!

Речь идет о собранных украшениях, т. е. таких, создатели которых довольствовались сбором материалов и поиском крепления к ним. Украшение, которое можно назвать «изобретением», т. е. такое, в котором внешний вид первичного материала был изменен, появилось позднее, в верхнем палеолите, почти 15 000 лет назад. Тому найдено множество доказательств: к этому моменту доисторическое искусство уже совершило огромный скачок.

История украшений заметно ускорилась с возникновением металлургии и появлением технологий обработки меди и золота, примерно 5000 лет назад. В те времена уже распространились весьма разнообразные технологии, которые позволили развивать ювелирное дело и создавать настоящие произведения искусства, сочетавшие драгоценные металлы с редкими камнями. Однако следует признать, что древние мужчины и женщины, придумавшие те первые ракушки с дырочками, тоже были настоящими, удивительными художниками…

☛ СМ. ТАКЖЕ

Металл (4000 лет до нашей эры)

40 000 лет до нашей эры

Наскальная живопись

В период между 40 000 и 35 000 лет до н. э. наши предки начали украшать облюбованные ими для жизни пещеры наскальными рисунками.

Дебаты о доисторическом происхождении наскальных рисунков начались в конце XIX века. В 1880 году археолог-любитель Марселино Санс де Саутуола после исследования рисунков, покрывавших стены пещеры Аламира недалеко от Сантандера, первым выдвинул эту гипотезу. Научное сообщество отреагировало резко, отвергнув его аргументы: первые люди никак не могли проявить столь явные художественные способности! Самыми рьяными критиками стали французские ученые во главе с Габриэлем де Мортилье: по их мнению, рисунки, обнаруженные каким-то испанским самоучкой, юристом, относились к гораздо более поздним временам. Марселино де Саутуола скончался в 1888 году, опозоренный, осмеянный, обвиненный в фальсификации.

А в 1901 году открытие наскальных рисунков в другой пещере, Фон-де-Гом во французском регионе Перигор, реабилитировало имя Саутуолы. Великий археолог Анри Брейль писал, что это событие прозвучало в научном мире «взрывом гигантской петарды». Некоторые из гонителей Марселино де Саутуолы признали свою вину: в 1902 году Эмиль Картальяк опубликовал в журнале «Антропология» статью под саморазоблачающим названием «Пещера Альтамира, Испания. Mea culpa [5] скептика». Последовавшие за этим раскопки, при которых применялись новые методы датировки, решительно подтвердили правоту археолога-любителя.

Наскальное искусство зародилось, скорее всего, в верхнем палеолите, среди людей, обитавших в пещерах. Самые ранние его произведения датируются возрастом около 40 000 лет. Как правило, на них черным (древесным углем) и красным (натуральной охрой) изображены животные, жившие рядом с художниками. Предки передают нам дружеский привет из прошлого с помощью отпечатков ладоней. Эти руки показывают, как считает историк Клодин Коэн, «пути мужчин и женщин в темных закоулках пещер […] свидетельствуют о взаимодействии людей с суровой природой, о желании заявить о себе перед лицом тьмы и забвения».

Тем не менее, хотя сегодня историки единодушны во мнении о доисторических корнях наскальной живописи, последние открытия поставили под сомнение географическое первенство. Казалось, добрая старая Европа была идеальным кандидатом на роль родины наскальных рисунков, особенно юго-запад Франции и север Испании. Но рисунки, недавно обнаруженные на острове Сулавеси в Индонезии, опровергают эти выводы: датировка индонезийских открытий относит их к тому же, если не более древнему, периоду. Доисторическая живопись еще хранит немало загадок…

☛ СМ. ТАКЖЕ

Лампа (35 000 лет до нашей эры)

35 000 лет до нашей эры

Лампа

Первые лампы, которые наши далекие предки начали использовать около 35 000 лет до н. э., проливают свет на их жизнь.

Первые достаточно удобные и подручные устройства для освещения люди, скорее всего, придумали в начале позднего палеолита, в ориньякский период. Очаг, конечно, не только греет и позволяет приготовить пищу, но и светит, однако его сложно перемещать, поэтому факелы и лампы существенно расширили человеческие возможности.

Вначале, скорее всего, были придуманы факелы. Их проще изготовить, они создают достаточно яркое освещение по всем направлениям, в том числе и под ногами, что позволяет определить, куда можно поставить ногу: под землей, в пещере, каждый неосторожный шаг может стать последним! Однако срок службы факелов весьма ограничен, к тому же их нельзя было поставить, чтобы освободить руки, перемещаясь по опасному рельефу, не говоря уже о том, что их хрупкие останки представляют собой настоящую загадку для современных ученых.

Первые лампы появились примерно за 35 000 лет до н. э. и были лишены недостатков факелов. Они выглядели как пластинки, мисочки, стаканчики из природных материалов, рукотворные или естественного происхождения. Иногда лампы снабжались ручкой – такие лучше пережили тысячелетия истории и дошли до нас. Конечно, достаточно непросто отличить плашку для освещения от обыкновенного черепка, подобранного у очага… Но археологи знают, как это сделать! Если же в лампу попадал животный жир или веточки и кора некоторых растений, она могла светить дольше, в зависимости от их горючих свойств. Кроме того, появилась долгожданная возможность не держать источник света в руках. Свободные же руки и капелька эстетствующего разума позволяли создавать великие и прекрасные вещи. В пещере Ласко, на восточном карнизе в той ее части, что получила название Неф, под изображением огромной черной коровы были найдены целых три лампы, а у подножия Колодца, возле изображения человека с бизоном, – горелка. Здесь, как и повсюду, использование лампы было связано с созданием шедевров доисторического искусства. Конечно, и до этих находок специалисты понимали, что пещерная живопись создавалась не в темноте. Однако то, что удалось обнаружить и изучить материальные следы освещения в украшенных рисунками пещерах, которыми особенно богаты юго-запад Франции, департаменты Жиронда и восточные Пиренеи, позволило по-новому взглянуть на удивительную и волнующую историю наших предков.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Приручение огня (400 000 лет назад)

Наскальная живопись (40 000 лет до нашей эры)

25 000 лет до нашей эры

Керамика

Изготовление керамики стало первым искусством, использующим огонь, и достигло непревзойденных вершин мастерства, красоты и техники.

Понятие керамики подразумевает все формы изготовления предметов из глины, нагреваемой до высоких температур в течение нескольких часов. В эпоху позднего палеолита, т. е. в период 40 000 лет до н. э. – 10 000 лет до н. э., Homo sapiens начал создавать удивительные предметы, как правило, небольших размеров: статуэтки животных, женские фигурки – знаменитые Венеры… Возраст самых древних находок определяют примерно в 25 000–30 000 лет.

Изобретение керамической посуды, разнообразных «горшков» – ваз, урн и т. п. – датируется более поздним временем. Его относят примерно к 20 000 году до н. э., причем остатки такой посуды находят почти по всему земному шару – на Ближнем и Дальнем Востоке, в Африке и Западной Европе. В Южной Америке керамика появилась существенно позже. Развитие искусства изготовления посуды, как правило, домашнего предназначения, связывают с оседлым образом жизни: посуда нужна была, чтобы хранить урожай и готовить пищу.

Для этой посуды применялась жгутовая техника – глиняные жгуты, скатанные вручную, соединялись в нужную форму. Техника резко изменилась в конце неолита, около 4000 года до н. э., после изобретения гончарного круга, позволившего создавать предметы более правильных очертаний.