Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в. - Фигуровский Николай Александрович (бесплатные серии книг .TXT) 📗
Историки науки и техники обычно принимают в качестве бесспорного факта, что в древности техника добычи меди основывалась исключительно либо на использовании самородной меди, встречающейся довольно редко, либо позднее — на переработке окисленных медных руд. Однако, как известно, большая часть природных запасов меди имеется в виде сульфидных руд, которые, таким образом, относятся к источникам меди, полностью не доступных для древней металлургической техники. Между тем в известном сочинении Теофила-пресвитера (XI–XII вв.) описывается способ предварительного обжига медных руд (14). При анализе этого описания становится очевидным, что речь идет о предварительном окислительном обжиге сульфидных медных руд. Следует отметить, что техника добычи и обработки меди в XI в. н. э. фактически не отличалась от техники глубокой древности. Таким образом, можно предположить, что в древности могли использоваться и сульфидные руды.
Древнейшие медные изделия изготовлялись из руд, содержащих примеси мышьяка, олова, свинца и железа (15) и обладали большей твердостью. Очевидно, свойства примесей придавать твердость были замечены древними металлургами и использованы ими для получения искусственных сплавов — бронз.
Известно, что бронзовому веку предшествовала довольно длительная эпоха бедного века. Начало медного века относится в Египте к эпохе бадарийской культуры, когда медь пришла на смену камню и уже в IV тысячелетии до н. э. полностью вытеснила из употребления каменные орудия.
Начало бронзового века в Египте относится к Древнему царству. Содержание олова в египетских бронзах колебалось от 2 до 16 %. Помимо олова в бронзах присутствовали цинк и другие примеси (16). В Междуречье (Ур) еще в начале II тысячелетия до н. э. получила распространение бронза, содержащая кроме олова свинец (3–17 %), сурьму (около 4 %) и железо (17). В эпоху Ассирийской империи (конец II и начало I тысячелетия до н. э. применялась бронза с содержанием от 1 до 14 % олова. Вавилонская бронза содержала около 20 % олова (18).
В долине реки Инд бронза появилась уже около 3500 г. до н. э., но подучила широкое распространение лишь в эпоху культуры Хараппы (19) (около 2500 г. до н. э.). Наряду с оловянной бронзой здесь применялись и другие сплавы меди, в частности медно-мышьяковый сплав. Содержание олова в древнеиндийских бронзах достигало 4–13 %, содержание мышьяка в медно-мышьяковых сплавах составляло 3–4 %.
В Китае бронзовый век начался со II тысячелетия до н. э. Наивысший расцвет производства бронзовых изделий относится к первой половине периода Чжоу (1066–247 гг. до н. э.). В этот период особенно высокого уровня достигло производство бронзового оружия и посуды, в частности своеобразных ритуальных и бытовых сосудов на трех ногах, так называемых дин (20). Интересно отметить, что такие сосуды часто фигурируют в позднейшей западноевропейской алхимической литературе в качестве некоего магического средства — «философских сосудов». Алхимики любили изображать процессы «рождения» философского камня или благородных металлов именно в таких сосудах.
В Древнем Китае бронзы, в зависимости от назначения изделий, содержали иногда значительные количества олова: от 16 % (в колоколах) и до 50 % (в зеркалах из полированной бронзы). Помимо оловянных бронз в Китае в эпоху Хань (около начала н. э.), применялись и другие медные сплавы, например типа латуни.) Наряду с бронзой в странах древнего мира, особенно в Египте, был распространен высоко ценившийся сплав золота с серебром, так называемый азем или электрон (позднейшее греческое название), содержащий около 80 % золота и около 20 % серебра (21). В эпоху Нового царства содержание серебра в аземе возросло до 30 %.
Железо, вероятно, было одним из первых металлов (если не первым), с которым человек познакомился в доисторические времена (метеоритное железо). Однако методы его получения из руд и приёмы обработки (проковка) были освоены гораздо позднее. Железные руды (болотная руда, гематит, магнетит, сидерит и т. п.) при нагревании с углем легко восстанавливаются уже при температуре около 700°. Металл при этом получается в виде крицы — губчатой массы, которая может быть обработана проковкой при 700–80 °C°. Именно таким путем в примитивных горнах железо и получали в древности (сыродутный процесс). Медь получалась из руд в расплавленном состоянии (т. пл. 1083 °C). Железо же плавится при 1530 °C — температуре, недоступной для древней техники (23). В холодном состоянии оно, в отличие от меди, почти не поддается ковке.
Таким образом, то, что медный и бронзовый века предшествовали железному веку, следует объяснять не особыми трудностями получения железа из руд, а просто тем, что древние металлурги не были знакомы с ковкой железа в горячем состоянии.
Древнейшие железные предметы, найденные археологами в Египте, относятся к IV тысячелетию до н. э. Они изготовлены из метеоритного железа. В Междуречье (Ур) метеоритное железо зарегистрировано в находках, относящихся приблизительно к 3000 г до н. э. Однако железо в этот период было еще весьма редким металлом, а широко распространенным стало лишь в эпоху Нового царства. Около 600 г. до н. э. железо в Египте уже встречается чаще бронзы. Началом железного века в Египте обычно считается 1000 г. до н. э. В Месопотамии железный век начался несколько раньше — около 1200 г. до н. э. Наряду с мягким железом в древности изготовляли цементированное железо и сталь. Родиной производства стали, по-видимому, следует считать территорию современной Армении, где с давних времен железо выплавляли из руд. Около 1000 г. до н. э. в этом районе поселились халибы, покорившие армян. Они значительно усовершенствовали технику производства железа и стали. По имени этого народа в древнем мире (у греков) сталь называлась халипс.
В_Индии и Китае железо также известно с очень давних времен. Однако его производство из руд началось лишь в конце I тысячелетия до н. э. В большом количестве железо в Китае стало производиться около VII в. до н. э.
Свинец и олово были известны в Египте и Месопотамии также в глубокой древности. Уже в III тысячелетии до н. э. в Уре свинец применялся для отливки статуй и в качестве составной части бронзы (24). B Египте археологами найдены большие слитки и «кирпичи», отлитые из свинца, относящиеся ко II тысячелетию до н. э.
Ртуть была найдена в Египте в небольшом сосуде, относящемся к XV–XVI вв. до н. э. Древние ремесленники Египта, Месопотамии и Китая умели получать ртуть из киновари при помощи меди и уксуса (25).
В последнее время в зарубежной литературе были опубликованы новые материалы, свидетельствующие о том, что металлургическая техника возникла на территории современной Армении и Анатолии. Так, Мултхауф (26), ссылаясь также на известное двухтомное сочинение Атчисона по истории металлов (27), приводит следующую таблицу вероятных дат начала производства металлов и сплавов, с указанием географических районов, где возникли эти производства и торговля соответствующими металлами.
На основе этих данных нужно сказать, что в археологическом отношении Закавказье представляет особый интерес для истории техники металлов в древности и следует в ближайшее время ожидать новых данных, подтверждающих древность производства металлов в этом районе.
Следует сказать, что при получении металлов из руд ремесленники стран древнего мира пользовались весьма примитивными горнами с дутьем. Их достижения — результат многовекового опыта и навыков, передававшихся из поколения в поколение. Едва ли при этом они имели какие-либо сведения о химической стороне осуществлявшихся ими превращений. Однако мастерство древних металлургов не может не вызвать удивления даже у современных специалистов. Некоторые приемы металлургов древности до сих пор недостаточно понятны и специально изучаются. Исследуются также и способы обработки металлов, например окраска золота в различные цвета, широко распространенная в Древнем Египте.
