Восхождение человечества

Сейчас мы предполагаем, что человек использует огонь около четырехсот тысяч лет: следы кострищ находят в пещерах Homo erectus и «пекинского человека». В каждой культуре огонь играл очень заметную роль. Люди научились его добывать. Единственное племя пигмеев, недавно обнаруженное в тропическом лесу на Андаманских островах к югу от Бирмы, не знало, как это делать, и тщательно оберегало очаги лесных пожаров от затухания.

Огонь использовали для того, чтобы согреться, отогнать хищников, сжечь корни деревьев, мешающих разрабатывать пашню, а также для решения бытовых вопросов (приготовить пищу, обогреть жилище, расколоть камни). Огромным шагом вперед на пути развития цивилизации стал навык плавления минералов и руд, обретенный человечеством в доисторические времена. В обиход человека вошел новый класс материалов — металлы. Это величайшее открытие сопоставимо с изобретением приматом каменного рубила. Физика — это нож, проникающий в суть природы, огонь, пылающий меч — это нож, проникающий под видимую структуру, в камень.

Ближневосточные оседлые племена первыми начали получать медь почти десять тысяч лет назад, но это были отдельные случаи, так как не существовало внятной технологии добычи руды и ее превращения в металл. Настоящее производство меди сформировалось около V века до н. э. в Персии и в Афганистане. Тогда медь получали из малахита: измельчали зеленый минерал, выкладывали его на камни и разводили под ними огонь. При нагреве кислород испарялся, и охряные потоки меди стекали в приготовленные под камнями формы. Люди легко опознали этот металл, потому что часто находили медную руду которая также легко поддавалась переплавке. По подобной технологии медь получали более двух тысяч лет.

Американские аборигены не слишком часто применяют медные изделия, поэтому пользуются такой технологией вплоть до сегодняшнего времени. Старый Свет увлекся производством металлических изделий — инструментов, посуды, украшений. Европейцам особенно нравилось, что легкий и мягкий, но достаточно прочный (по сравнению с камнем или деревом) материал легко обработать молотком, долотом, а испорченные или старые медные вещи можно переплавить и сделать из них новые. Однако податливость меди одновременно является ее недостатком. Сделанные из нее проволока или лист не держали форму. Причина кроется в строении металла: внутренние кристаллические слои, образованные регулярными сетками атомов, легко скользят от любого давления, удара или другого воздействия.

Конечно, шесть тысяч лет назад медных дел мастер размышлял иначе. Его волновала конкретная проблема: из меди не сделаешь предмет с острым краем. На короткое время восхождение человечества замерло перед следующим этапом: изготовлением твердого металла с режущей кромкой. Если открытие меди, скорее всего, — счастливый случай, то следующий шаг на пути восхождения человечества был парадоксальным и красивым.

С современной точки зрения догадаться, что надо сделать, было достаточно просто. Мы слышали, что медь, как чистый металл, мягкая по своей природе. Одним из способов укрепления меди стала ковка, в процессе которой разбивались крупные кристаллы. Можно сделать вывод, что если добавить в кристаллы что-то песчаное, грани кристалла перестали бы скользить и металл стал бы твердым. Конечно, в масштабе крошечной структуры, которую я описываю, «что-то песчаное» — это другой вид атомов, которые заменили бы некоторые из атомов меди в кристаллах. Мы должны сделать сплав с более прочными кристаллами за счет того, что атомы в них будут неоднородными.

Конечно, я представил этот процесс с современной точки зрения, которая, кстати сказать, сложилась только в первой половине XIX века. Тогда мы установили, что особые свойства сплавов определяются их атомарной структурой. Древний медник пришел к подобному выводу совершенно иначе: он добавил к мягкой меди олово (еще более пластичный материал) и получил бронзу. Счастливый случай был предопределен тем, что месторождения медных и оловянных руд человек отыскал почти одновременно. Таким образом, он на практике осуществил открытие, от теоретического обоснования которого его отделяло несколько тысячелетий. Дело в том, что практически любой чистый металл слаб, поэтому его необходимо укреплять на атомарном уровне зернами другого металла, которые создадут в кристаллических решетках шероховатости и предотвратят скольжение внутренних слоев материала. Я очень постарался объяснить природу бронзы в научных терминах, потому что создание этого металла — потрясающее открытие, которое на много тысячелетий вперед определило развитие металлургии.

Наивысшего расцвета производство бронзы достигло в Китае. Вероятнее всего, дальневосточные мастера заимствовали секрет этого сплава на Ближнем Востоке, потому что бронзовые артефакты, найденные при раскопках, датируются 3800 годом до н. э. В Китайской империи применение бронзы обусловило развитие национальной цивилизации, которое, как мы предполагаем, достигло высшей точки в 1500 году до н. э., во времена правления династии Шан.