Три класса механических устройств – лебедки и капстаны, ступальные колеса и зубчатые передачи – стали наиболее важными элементами приложения человеческой силы, необходимыми для подъема, дробления, разбивания и трамбования.«Архимед остановился на трехмачтовом торговом корабле из царского флота, который вытащили на берег благодаря усилиям многих людей, и после того, как корабль взял на борт множество пассажиров и обычный груз, Архимед расположился на расстоянии от него и без каких-либо усилий, но простым движением руки привел в движение ступенчатый шкив, и корабль двинулся к нему быстро и ровно, как если бы шел по воде».
Миллионы современных энтузиастов ступальных мельниц могли бы согласиться, и один из исследователей заметил, что мы не можем говорить или даже думать об этих механизмах без эмоций, и подчеркнул, что хорошо сконструированная ступальная мельница была не только высокоэффективным механическим устройством, но также обеспечивала комфорт оператору «в той степени, в которой любой постоянный, монотонный физический труд может быть комфортным».«Я рассматриваю труд на мельнице не как вредный, а как ведущий к укреплению здоровья заключенных».
Использование животных не всегда выглядело практичным. Как отмечал тот же Кулон, чтобы работать, людям нужно меньше места, чем животным, их легче перевозить, их усилия проще комбинировать.«худший способ использовать силу лошади – заставить ее нести или тащить что-то в гору; если склон окажется крутым, то три человека сделают больше, чем лошадь…С другой стороны, при движении по горизонтали… человек… не может сделать более одной седьмой от того, на что способна лошадь».
Подобное использование лошадей продолжалось до XIX столетия: к 1870 году они приводили в движение тысячи лебедок в штатах Аппалачских гор и на всем юге США, и на фермах (обмолот зерна, выжимание масла, сдавливание тюков хлопка), и в шахтах – для откачивания воды и подъема грузов из-под земли. Они ходили по кругу часто меньше чем 6 метров в диаметре, до появления электрических трамваев в городах Запада было много лошадей, запряженных в омнибусы и телеги.Что же я скажу, какими красками опишу моих сотоварищей по стойлам?
Что за старые мулы, что за разбитые клячи! Столпившись вокруг яслей и засунув туда морды, они пережевывали кучи мякины; шеи, покрытые гнойными болячками, были раздуты, дряблые ноздри расширены от постоянных приступов кашля, груди изранены от постоянного трения лямки из альфы, непрерывные удары бича по бокам обнажили ребра, копыта безобразно расплющены вечным кружением по одной и той же дороге, а вся их иссохшая шкура покрыта застарелой коростой. Испуганный зловещим примером такой компании, вспомнил я былую судьбу Луция и, дойдя до границ отчаяния, поник головой и загрустил.
А использование ветра, с одним заметным исключением в виде античных кораблей, началось даже позже. Отчет Аль-Масуди, датированный 947 годом, – одно из первых надежных упоминаний о простой вертикальной ветряной мельнице. Текст его повествует о Сеистане (в современном восточном Иране) как о земле ветров и песка, где ветер приводит в движение мельницы и поднимает воду из ручьев для полива садов. Мало изменившиеся потомки тех первых мельниц – со сплетенными из тростника лопастями позади узкого отверстия в высоких стенах из грязи, ускоряющих ветряной поток – можно было видеть в регионе вплоть до XX столетия. Оба вида машин очень быстро распространились по средневековому миру, но водяные мельницы использовались много больше.«Не возлагай рук своих на мельницу, о женщина, вращающая жернов! Спи крепко, несмотря на то что гребень петуха возвещает рассвет, ведь Церера отдала нимфам труд, который занимал руки твои. Они, устремляясь с вершины колеса, заставляют вращаться его ось, и та с помощью движущихся спиц приводит в действие все четыре жернова. Мы заново ощущаем вкус жизни первых людей, поскольку мы научились радоваться без устали дарам Цереры».
До пяти раз больше биомассы использовалось в широтах с продолжительными зимами, и там, где массово производили кирпичи, стекло, керамическую плитку, плавили металл и выпаривали соль. В Германии до 2 тонн дерева (почти все сгорало, чтобы получить калий, а не тепло) требовалось для изготовления 1 кг стекла, выпаривание рассола в больших железных сосудах требовало до 40 кг дерева на 1 кг соли.«…деревьев у нас уже очень мало, а их продолжают вырубать. Нынешней зимой по всей округе стучат топоры, при этих звуках прямо сердце кровью обливается. По крайней мере мы, гуляющие, восприняли это таким образом. В Уайт-Понд всю кромку леса вырубили подчистую, а на юге оголили Фэйр-Хэвен-Понд, утесы практически обрили налысо. То же самое творится и на ферме Кобурна, в Бек-Стоу и т. д., и т. д.»
Мельница, приводимая в движение ослом (потребление энергии около 300 Вт), производила муки от менее 10 кг/ч до 25 кг/ч; жернова, которым передавалась энергия воды (1,5 кВт), мололи со скоростью между 80 и 100 кг/ч. Мука использовалась для приготовления хлеба, который давал около половины всей энергии пищи при типичном питании (доля хлеба порой превышала 70 %). Таким образом, единственная мельница за десятичасовую смену производила достаточно муки, чтобы накормить 2500–3000 человек, население приличного средневекового города.«Великие боги, что за жалкий люд окружал меня! Кожа у всех была испещрена синяками, драные лохмотья скорее бросали тень на исполосованные спины, чем прикрывали их, у некоторых короткая одежонка до паха едва доходила, туники у всех такие, что тело через тряпье сквозит, лбы клейменые, полголовы обрито, на ногах цепи, лица землистые, веки разъедены дымом и горячим паром, все подслеповаты, к тому же на всех мучная пыль, как грязно-белый пепел, словно на кулачных бойцах, что выходят на схватку не иначе как посыпавшись мелким песком».
Китайские дороги строились путем забивания голыша и гравия с помощью металлических трамбовщиков. Это обеспечивало более эластичное, но менее стойкое покрытие, чем на лучших римских дорогах. Прекрасная почтовая служба пережила упадок династии Хань, но наземная транспортировка товаров и людей почти всюду исчезла. Только в некоторых частях страны упадок удалось преодолеть с помощью перевозок по каналам. Телеги, запряженные волами, и колесные тележки перемещали большую часть товаров. Люди и в XX веке все еще ездили в двухколесных экипажах и паланкинах.«Первым делом они приготовили колеи и разметили границы дороги, и затем извлекли землю до нужной глубины; потом заполнили ров другим материалом и приготовили основу для изогнутого гребня дороги, во избежание того, чтобы почва не раздалась в сомнительных местах под весом перегруженных камней; затем связали блоками, поставленными тесно на обеих сторонах, и часто вбитыми клиньями. О, как много людей работают вместе! Некоторые валят лес и очищают склоны гор, другие вырубают балки и обтесывают валуны с помощью железа, третьи скрепляют камни и переплетают работу с запеченным песком и грязным туфом; иные же каторжной работой осушают водоемы и отводят малые потоки».
В Европе каналы стали особенно важными в XVIII и XIX веках. Лошади или мулы, шагавшие по прилегающим путям, тащили баржи со скоростью около 3 км/ч с грузом и до 5 км/ч – пустые. Механические преимущества подобного вида транспорта были очевидными: по хорошо сконструированному каналу одна тяжелая лошадь могла везти груз в 30–50 тонн, на порядок больше, чем на лучшей твердой дороге. Паровые двигатели постепенно заменили тягловых животных, но многие лошади работали на небольших каналах еще в 1890-е годы.«Да лодочник пьяный с каким-то проезжим
Взапуски петь принялись про своих отдаленных любезных.
Этот заснул наконец; а тот, зацепив за высокий
Камень свою бечеву, пустил мула попастися;
Сам же на спину лег и спокойно всхрапнул, растянувшись.
Начинало светать; мы лишь тут догадались, что лодка
С места нейдет. – Тут, выскочив, кто-то как бешеный начал
Бить то мула, то хозяина ивовой палкой. – Досталось
Их головам и бокам! – Наконец мы насилу, насилу
На берег вышли в четыре часа».
Вернуться в История наук и ремесел
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1