Страницы истории науки и техники

Успешнее обстояло дело с прогрессом техники. Приведем некоторые примеры. До середины XIV в. железо (химически чистое железо в технике не применяется; под словом «железо» обычно понимается его сплав с относительно малым количеством углерода) получали путем нагревания смешанной с топливом руды в низкой печи или горне. Для лучшей тяги воздух подкачивался с помощью мехов. В печи происходило прямое восстановление железа. Получаемое железо, содержавшее различные примеси и шлаковые включения, проковывалось, после чего шло в дело. Таким путем получали мягкое (малоуглеродистое) железо довольно высокого качества. Но описанный процесс имел большие недостатки: извлечение железа из руды было низким (обычно ниже 50 %), производительность печей невысокой, полученный металл не мог использоваться для литья.

В середине XIV в. были построены первые доменные печи, устройство которых постепенно совершенствовалось, а производительность росла. В доменную печь закладывалась руда (обычно обогащенная), каменный уголь с высоким содержанием углерода (в дальнейшем кокс) и необходимые добавки. Содержимое доменной печи продувалось снизу воздухом; позднее подаваемый в печь воздух стали предварительно подогревать. Получаемый в доменной печи металл стали называть чугуном. Обычно к чугуну относят сплав железа с углеродом при содержании углерода 2–4 %. Если углерода содержится менее 2 %. металл называется сталью. В составе стали часто имеются и другие элементы, иногда в значительных количествах; такие стали именуются легированными. Чугуны делятся на две основные группы: литейный чугун и передельный чугун, перерабатываемый в сталь.

На протяжении многих лет железо получали двухстадийным способом: сначала — чугун в доменных печах, а затем — сталь из чугуна в сталеплавильных печах. Интересно отметить, что в настоящее время одностадийный процесс прямого восстановления железа, минуя стадию производства чугуна в доменных печах, снова привлекает большое внимание.

В качестве второго примера развития техники в средние века назовем водяные и ветряные мельницы (точнее, водяные и ветряные колеса или даже двигатели, так как применялись они не только для помола зерна). Правда, водяное колесо было известно и нашло некоторое скромное применение еще в Древнем Риме, а ветряное колесо, можно предполагать, впервые использовалось в Персии. Однако широкое применение они нашли только в средние века, в Европе. В Древнем Риме очень дешевый труд рабов (конкретный пример консерватизма рабовладельческого строя) делал невыгодным использование водяных колес.

Первоначально наибольшее распространение получили водяные мельницы. Большинство феодалов имели свои мельницы и сделали их средством своего обогащения: они требовали, чтобы все работающие на них крестьяне (крепостные) мололи свое зерно только на мельнице своего сюзерена (некоторая аналогия с более поздним «порядком»: фабрикант требовал, чтобы рабочие делали покупки только в его фабричной лавке).

Позднее, особенно после изобретения кривошипного механизма, делающего возможным превращение вращательного движения в возвратно-поступательное, водяные колеса стали применяться также в металлургии для приведения в действие воздушных мехов, для пиления дров, валяния сукна и в некоторых других случаях. Ветряные мельницы появились в европейских странах позднее, приблизительно в XII в. Как уже сказано, в средние века водяные и ветряные колеса впервые нашли широкое применение, однако более всего они использовались уже после промышленного переворота.

Из других достижений средних веков хотелось бы назвать усовершенствование часового механизма, применение магнитного компаса, книгопечатание, создание очков и развитие архитектуры. Разумеется, приведенный перечень технических достижений далеко не исчерпывает всего, что было сделано в средние века.