Роль металлов в жизни и истории человечества

Оценить роль металлов в нашей жизни довольно просто – достаточно оглянуться и посмотреть вокруг себя. Металл повсюду. Кухонная утварь – ложки, вилки, ножи, кастрюли, сковородки – практически все из металла. Бытовая техника – стиральные машины, пылесосы, телевизоры, компьютеры – невозможна без металлов. Дома и улицы городов освещаются электричеством, которое подводится по металлическим проводам. Современные сооружения держатся за счет железобетонных конструкций. Между городами по стальным рельсам мчатся поезда, при создании которых использованы самые разные металлы, а по дорогам колесят машины, которые также во многом состоят из металлов. Корабли в море, самолеты в небе, ракеты и космические аппараты – все это просто невозможно без металлов и их сплавов. Да и странно было бы, если бы мы в нашей жизни обходились без того, что занимает весомую долю химической таблицы Менделеева.

Рис. 1. Эйфелева башня в Париже сделана из металла

Разнообразные свойства металлов – их ковкость, прочность и пластичность – давно сделали жизнь людей намного комфортней, ведь металлы используются уже на протяжении многих тысячелетий в самых разных сферах человеческой деятельности, из которых, пожалуй, наиболее значимой является создание орудий труда. Орудий, с помощью которых человек активно преобразует окружающий мир, приспосабливая его под свои нужды. Недаром с древнейших времен высоко ценились те, кто умел обращаться с металлом и изготавливать из него эти самые орудия труда.

Например, одна известная притча, созданная как минимум три тысячи лет назад, гласит следующее.

Царь Соломон по окончании строительства Иерусалимского храма решил прославить лучших строителей и пригласил их во дворец. Даже свой царский трон уступил он на время пира лучшему из лучших – тому, кто особенно много сделал для сооружения храма.

Когда приглашенные явились во дворец, один из них быстро взошел по ступеням золотого трона и сел на него. Его поступок вызвал изумление присутствующих.

– Кто ты и по какому праву занял это место? – грозно спросил разгневанный царь.

Незнакомец обернулся к каменщику и спросил его:

– Кто сделал твои инструменты?

– Кузнец, – ответил тот.

Сидевший обратился к плотнику, столяру:

– Кто тебе сделал инструменты?

– Кузнец, – отвечали те.

И все, к кому обращался незнакомец, отвечали:

– Да, кузнец выковал наши инструменты, которыми был построен храм.

Тогда незнакомец сказал царю:

– Я кузнец. Царь, видишь, никто из них не мог бы выполнить свою работу без сделанных мною железных инструментов. Мне по праву принадлежит это место.

Убежденный доводами кузнеца, царь сказал присутствующим:

– Да, кузнец прав. Он заслуживает наибольшего почета среди строителей храма.

Рис. 2. Суд Соломона (Никола Пуссен)

Кузнец в древние времена был не просто человеком, обрабатывающим металл. Его сфера деятельности охватывала практически всю технологическую цепочку от поиска и добычи руды до создания готовых изделий из металла, который выплавлялся из этой руды. И тех, кто видел его за работой, конечно же, поражало то, что кузнец (он же металлург по сути) получал ценные вещи практически «из ничего» – из куска какого-то камня. Поэтому у многих народов кузнец-металлург считался чуть ли не чародеем, а сама профессия была очень почетной.

С кузнецом не положено говорить на «ты», – уважительно отмечает финская поговорка.

По свидетельству английского ученого и публициста Бэзила Дэвидсона, оседлые земледельческие племена Африки почти повсюду считали кузнецов почетной кастой, а часто даже привилегированным сословием. Дэвидсон приводит также слова одного из исследователей о том, что в некоторых районах Зулуленда (бывшего государства зулусов на юге Африки) профессия кузнеца не только считается одной из самых почетных, но и окружена почти мистической таинственностью.

Немецкий этнограф Юлиус Липе сообщает, что в некоторых африканских государствах, расположенных южнее Сахары, царям часто было совершенно необходимо знать кузнечное дело. Так в одном из больших государств на территории Конго в средние века царя избирал совет вельмож. Избирали, конечно, не из простых людей. Но любой кандидат, который хотел стать царем, должен был доказать, что он является хорошим кузнецом.

Ясно, что для столь многогранной деятельности, какую нужно было совершить на пути от руды до готового металлического изделия, кузнец-металлург должен был обладать колоссальным знанием, которое чаще всего передавалось из поколения в поколение. Поэтому у многих древних народов кузнецом мог стать только тот, среди предков которого уже были кузнецы. Обыкновенный человек не мог взяться за это священное ремесло.

Рис. 3. Поиск руды с помощью лозоходства (средневековая гравюра)

Конечно, самые древние инструменты из металла еще не обладали теми характеристиками по твердости и прочности, какими обладают современные изделия. Но и они, как выясняется, весьма успешно могли конкурировать с каменными орудиями труда.

Например, одно время считалось, что мягкая самородная медь – довольно плохой материал даже для обработки дерева. Но в конце 50-х – начале 60-х годов советский историк Семенов организовал практические исследования по сравнению эффективности каменных и медных орудий и доказал несостоятельность подобных сомнений.

«Доктор исторических наук С.А.Семенов с группой молодых археологов в приангарской тайге провел серию опытов по сравнительному сопоставлению производительности медных и каменных орудий. Два одинаковых по форме топора – медный и каменный – были использованы при рубке равных по толщине сосен диаметром 25 сантиметров. В роли лесоруба выступал один и тот же человек. Непрерывно орудуя каменным топором, он свалил сосну только через 75 минут после начала работы. Каково же было изумление присутствующих, когда соседняя сосна была срублена им же с помощью медного топора всего через 25 минут! Медный топор оказался эффективнее каменного в 3 раза! Чтобы сопоставить рабочие качества не только ударных, но и режущих орудий, начали строгать деревянный сук медным, а потом кремневым ножом. Производительность медного ножа пре­взошла каменный в 6-7 раз!» (Н.Рындина, «Человек у истоков металлургических знаний»).

«Медное сверло делало отверстие в березовом полене в 22 раза быстрее кремневого. Так замечательно просто был снят вопрос, почему медные орудия произвели переворот в древней технике» (С.Иванова, «Металл: рождение для цивилизации»).

Позднее историк металлургии Рындина со своими сотрудниками экспериментально подтвердила и то, что качества медных инструментов можно заметно улучшить с помощью довольно простых приемов. Например, посредством обычной ковки, доступной и нашим древним предкам, которым для этого достаточно было лишь взять в руки подходящий камень и использовать его в качестве молотка. Дело в том, что в процессе ковки значительно повышается твердость меди, которую можно увеличить таким способом в несколько раз.

«Английский ученый Г. Г. Коглен на опыте доказал, что литую медь с исходной твердостью 30-40 единиц по шкале Бринеля можно довести одной ковкой до твердости 110 единиц. Эти цифры приобретут особую значимость, если вспомнить, что твердость железа составляет всего 70-80 единиц» (Н.Рындина, «Человек у истоков металлургических знаний»).

Проблема была лишь в том, что при этой так называемой холодной ковке растет не только твердость, но и хрупкость металла, что значительно затрудняет задачу получения действительно качественного изделия. Но эту проблему удалось обойти с помощью периодического нагрева меди до 850^оС, что уменьшало хрупкость материала.

«Было поставлено много опытов, прежде чем нашли оптимальные условия: бросали кусок меди в костер, он раскалялся, затем остывал – металл становился мягким и легко гнулся. Теперь можно было ковать его холодным. Каждый новый обжиг повышал и твердость, и пластичность меди» (С. Иванова, «Металл: рождение для цивилизации»).

Рис. 4. Медный топор

Открыв для себя полезные свойства металлов, человек, конечно же, не ограничился лишь одними орудиями труда. Пожалуй, даже наоборот – первоначально, как полагают историки, блеск и цветовое разнообразие металлов послужили причиной использования их для изготовления различных украшений и культовых предметов. Именно такие изделия считаются самыми древними из известных археологических находок. Чуть позднее металл стали использовать для изготовления разнообразных предметов бытовой утвари – от мелких иголок и рыболовных крючков до зеркал и котлов для приготовления пищи. Нашли металлы свое применение и в такой неожиданном для нас прикладном использовании как медицина.

В древних манускриптах говорится о пользе ношения металлических украшений и содержатся подробные описания случаев, в которых для очищения и лечения применялись пластины из различных металлов. О том, что с помощью пластин из меди можно лечить заболевания кожи, различные язвы и ушибы, а также холеру, писали Аристотель, Гиппократ, Гален, Парацельс, Аль-Бируни и Авиценна. Препараты, в состав которых входило золото и его соли, применяли при лечении проказы, волчанки, туберкулеза и некоторых венерических болезней.

Тибетские врачи полагали, что препараты из золота не только продлевают жизнь и повышают иммунитет у пожилых людей, но и выводят из организма различные яды, поэтому рекомендовали использовать золото при отравлениях. Кроме того, золото и его соединения считаются эффективным средством при лечении болезней почек, так как стимулируют выведение из организма избыточной жидкости. Серебро, по их мнению, обладает способностью излечивать нагноения и очищать кровь, а также ускорять заживление ран. Препараты из меди очищают гнойные раны, способствуют излечению болезней верхних дыхательных путей и печени. В тибетском трактате «Дзэйцхар Мигчжан» содержатся описания 25 лекарственных препаратов, в состав которых входят металлы.

В медицине Китая металлотерапия является составным элементом акупунктуры. Как полагают сторонники данного метода, введение металлических игл в определенные точки помогает восполнить недостаток металла в организме и восстановить нарушенную циркуляцию энергетических потоков…

Как бы то ни было, металлы довольно быстро проникли в самые разные сферы жизни человека, кардинально изменив все его существование на самой заре человеческой цивилизации.

Рис. 5. Медные браслеты применялись и в лечебных целях