Тема 3. История развития техники и технических знаний

1. Возникновение технического знания в древности. Фундаментальные открытия первобытного человека.

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 этой эпохи были: возникновение мышления и речи; освоение огня; появление и технико-технологическое совершенствование присваивающих видов хозяйствования (охота, собирательство, рыболовство, бортничество). Чуть позже, в результате неолитической революции, осуществляется переход к производящим видам (земледелие, скотоводство), как следствие, 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.

Более подробно это выглядит следующим образом. Палеолит ( от 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 современного. 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.

Нижний палеолит существовал 2,6 млн. - 150 тыс. лет до н.э., Homo habili, существовавшие в начале этого периода, мало отличались от древопитеков и австралопитеков, они также жили за счёт природы, но Homo erectus умел, пусть и примитивно, мыслить и творить. Использовались каменные, костяные и деревянные орудия. Деревянные орудия до нас, естественно, не дошли. Основными занятиями были охота и собирательство, появлялось рыболовство. Земледелия и скотоводства не существовало. Важнейшим достижением этого периода является начало использования огня: состав обработанной пищи отличается от состава сырой пищи изобилием димеров и олигомеров, аминокислот и сахаров, это изменило характер деятельности организма, в том числе нервной и эндокринной систем. Обработка пищи увеличила защиту от паразитов, инфекций.

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 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, 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 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. [4]

Рассмотрим следующую ступень развития. 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 - метода, позволявший подправлять рабочие края или всю поверхность каменных орудий. 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.

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. [4]

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. [4]