Неожиданные повороты в дискуссии

"Раньше предполагали, что употребление меди всегда предшествовало употреблению железа. В настоящее же время считают, что железо вошло в употребление в более ранний период, чем медь".

Это высказывание принадлежит виднейшему ученому-металлургу американцу Г. Гофману, читавшему лекции в Массачусетском технологическом институте. Его книга по металлургии меди, из которой оно приведено, была издана в нашей стране в 1935 году.

Снова вспыхнули как будто уже утихшие споры. Всплыли старые аргументы противников классической триады Томсена, появились новые. Были среди них и весьма убедительные Вспомнили, например, о метеоритном дожде, постоянно осыпающем Землю космическим железом. По современным подсчетам, только на Ближний Восток его упало около миллиона тонн! А для жителей Гренландии космос и вовсе был единственным поставщиком железа. Там понятия не имели о добыче и плавке руд, но издавна пользовались железными ножами. Вот вам и первый металл в руках доисторического человека - нашел кусок космического железа, как умел обработал, употребил в хозяйстве или как украшение. Все очень просто и ясно. Другие вооружились несомненным и доказанным фактом, что на Земле гораздо больше месторождений железа, чем меди. Да тут еще соотечественник Гофмана Фрэнк Кларк, проведя колоссальное количество тонких химических анализов горных пород из разных точек земного шара, установил, что медью земная кора примерно в 420 раз (!) беднее, чем железом... Почему же не сохранились вещицы из доисторического железа? Отвечали на этот вопрос тоже весьма резонно: "Их за многие тысячелетия успела "съесть" неумолимая коррозия".

Сторонникам приоритета меди, впрочем как и всем историкам металлургии, было над чем задуматься. Геологический аспект проблемы выявил новые загадки, парадоксы.

И для ученых, и для неспециалистов очевидно: металлургия могла родиться только там, где есть металл. Думать иначе столь же нелепо, как, скажем, предполагать, что идея китобойного промысла возникла в Сахаре. Известный советский историк металлургии ЕЛ. Черных, исследованиям которого многим обязана историческая часть этой книги пишет, что можно проехать от Прибалтики до Камы и от Северной Двины до Черного моря и не встретить меднорудных проявлений. Напрасно колесить и по угрюмой тайге севера Западной Сибири и ее плоским лесостепям. Не найти медных руд и на тысячекилометровых пространствах Нижней Волги. Абсолютно отсутствуют рудные минералы и в желтом, полупустынном и плоском классическом Двуречье, равно как и в собственно Египте, заключенном в долине Нила. Таких мест в Старом Свете очень много, и вряд ли имеет смысл перечислять их все.

Были и другие трудности на пути к овладению медью. Интересно, к примеру, что на многих месторождениях доступ к медной руде преграждает... железная. Такое покрытие (геологи его называют "железной шляпой") может достигать многих десятков метров. С другой стороны, далеко не всякую медную руду мог использовать первобытный металлург. Так, выплавить чистую медь из руды, где металл соединен с серой химически, было невероятно трудно, а именно таких руд на Земле большинство.

Можно долго перечислять преграды для первобытной металлургии меди. Еще легче в пылу дискуссии все их разом опровергнуть, взглянув на них же с иной точки зрения. Ведь и медных залежей, которые были удобны для разработки в древнейшие времена, на Земле достаточно. И самородки медные встречаются. Найден же был самородок весом в 420 тонн! Такого по древним временам надолго хватило бы целому государству. Температура, необходимая при выплавке меди из руды, гораздо ниже той, что нужна для выплавки железа. Наконец, теперь нам известен абсолютно древнейший металл Чатал-Гююка. О чем тут еще спорить?!

Споры об истоках металлургии - дело ученых. Но внимательный читатель наверняка догадывается, что выводы делать преждевременно. Удобные месторождения, самородки, сравнительно низкая температура выплавки - все это лишь повод для размышлений, но вовсе не достаточные условия для выводов. Что касается чатал-гююкских находок... То ведь археологи не сказали и никогда не скажут, что древнее этих находок уже ничего не найдут... Словом, для окончательного вывода нужна предельная логичность рассуждений, нужны новые неопровержимые факты.

История учит нас, что все подлинно великие начинания диктовались потребностями людей. В их числе, несомненно, и металлургия.

Но чем прельстила первобытного человека медь? Зачем она ему понадобилась? Многих крупнейших специалистов эти простые на первый взгляд вопросы заставили поломать голову.

В самом деле, зачем нужна была медь человеку каменного века? Не для изготовления же электрических проводов! Делать из нее украшения? Вряд ли только ради них человек стал бы тратить огромные усилия на труднейшую добычу и плавку медной руды. Значит, он шел на это ради создания новых, более совершенных орудий труда, чтобы ими скоблить, сверлить, резать, пилить... Но неужели homo sapiens - "человек разумный" - собирался выполнять все эти операции мягкой медью? Ведь под рукой у него достаточно было твердого камня, такого, к примеру, как обсидиан у чатал-гююкцев. За сотни тысячелетий человек научился мастерски придавать камню форму различных орудий труда, оттачивать их до остроты бритвы.

Оставалось предположить: либо замена камня медью была каким-то странным, но счастливым заблуждением, либо мы еще плохо знаем возможности первобытного ремесла и самой меди.

Предстояло добыть новые факты о событиях тысячелетней давности! Где? Как? Какие? ...

Опыт, еще опыт... Идея Сергея Аристарховича Семенова была на удивление проста. Доктор исторических наук, заведующий лабораторией первобытной техники Ленинградского института археологии Академии наук СССР предложил нескольким своим молодым сотрудникам пожить... в каменном и медном веках, увидеть все своими глазами, сделать все своими руками, все измерить, записать, осмыслить. Предлагал он "пожить" в доисторических условиях не в шутку, не иносказательно (посидите, мол, в библиотеке над толстыми томами древнейшей истории или в каком-нибудь знаменитом музее, позанимайтесь доисторическими камнями), а всерьез, в прямом смысле этого слова.

И вот однажды на глухом таежном берегу Ангары появилась странная экспедиция.

Один из членов экспедиции взял острый каменный топор и принялся рубить высокую сосну. Так во второй половине XX века возродился век каменный. Нанося удары, "лесоруб" мельком поглядывал на часы, а еще раньше замерил диаметр дерева, оказалось ровно 25 сантиметров. Через 75 минут беспрерывной работы сосна рухнула. Короткий отдых, и он подходит к точно такой же сосне уже с медным топором. Всего 25 минут потребовалось, чтобы свалить дерево! Первый опыт - первая неожиданность: медный топор рубит в три раза быстрее твердокаменного!

Потом испытывали ножи, строгая толстый сук. Медным ножом это получалось чуть не в десять раз скорее! Стали сверлить березовое полено. Тут кремневое сверло и сравнить нельзя было с медным. Медь сверлила быстрее в 22 раза! Испытание пил также прошло с явным преимуществом меди - в 15-20 раз!

Решили выдолбить лодку. Работу поделили поровну - носовую часть долбили медным орудием, кормовую - каменным, нефритовым. Увы, на сей раз эффект практически исчез - нос сделали за четыре дня, а корму за пять. Скоро разобрались, в чем тут дело. Работу начали медным орудием, и навыков в этом древнем ремесле, конечно, не было никаких. А каменное орудие оказалось уже в более опытной руке.

Неожиданные повороты в дискуссии

Был, правда, один материал, при обработке которого медь и камень показали себя примерно одинаково. Слишком твердыми для мягкой меди оказались кости и оленьи рога. Но даже и дерево раньше считали неподходящим для обработки медными орудиями!

Эта экспедиция дала исследователям необычайно интересный материал. Обработав данные эксперимента, они сделали вывод: эффективность медных орудий труда в среднем во много раз выше каменных. Так необычный опыт открыл позабытые за века рабочие возможности меди. Это довольно легко объяснить: когда люди овладели металлургией железа, медь как материал для изготовления механических инструментов утратила первоначальное значение.

Вскоре после опытов С.А. Семенова обнаружили еще одну особенность меди, наверняка известную древнейшим мастерам. Ученые давно задумывались: каким образом тысячелетия назад выковывали довольно сложные медные изделия, можно ли обрабатывать медь медью? Ответом на это послужили эксперименты под руководством историка металлургии Н.В. Рындиной.

Исследователи раскаляли медный слиток примерно до температуры 850°С, которая была вполне доступна для доисторических металлургов, затем клали его на каменную наковальню и, ударяя медным молотком по медному пруту, довольно легко пробивали в слитке отверстие для ручки топора. Было известно: если ковать самородную медь, ее твердость увеличивается вдвое, причем заметно растет и хрупкость. Но поставили множество опытов, прежде чем нашли условия обработки, максимально приближенные к возможностям древней технологии. В костер бросали кусок меди, он разогревался, потом остывал - металл после этого становился мягким, податливым на наковальне, легко изгибался под ударами. Его теперь можно было ковать даже совсем холодным! Каждый последующий отжиг уменьшал твердость и увеличивал пластичность меди.

Для современного металловедения это, конечно, не открытие. Но разве не удивительно, что секрет отжига был знаком первобытным металлургам, что они "своим умом" открыли замечательное свойство металла из мягкого превращаться в твердый и наоборот, научились использовать это? Они отлично видели, что медь гораздо мягче камня, даже после особой обработки. Но режущая кромка самого твердого и острого камня быстро тупится, крошится. Лезвие из мягкой меди при той же работе лишь сомнется, искривится, и его можно много раз поправить, переточить. Мало того, оно от этого становится только лучше.

Экспедиции в каменный век не только подтвердили выигрышные по сравнению с камнем рабочие свойства меди, но и позволили "открыть" технологию ее получения. Англичанин Г.Р. Коглен попытался смоделировать и первобытную выплавку меди из руды. Он поджег своеобразный костер, сложенный из древесного угля и кусков малахита. По расчетам ученого, уголь должен был нагреть руду до 700-800°С и выплавить из нее чистую медь. Первый опыт не удался. Тогда ту же самую смесь он поместил в горшок, прикрыл его крышкой, плотно присыпал древесным углем и поджег. Через несколько часов в горшке под слоем шлака Коглен увидел чистый металл.

Еще более сложную задачу поставил австрийский ученый М. Мух. На самом примитивном открытом костре он пробовал выплавить медь из ее сернистых руд. Исследователь складывал куски руды в кучи и разводил под ними огонь. Сера в руде начинала гореть, температура костра повышалась, но выплавляли едва заметные количества меди - в виде тончайших нитей. Однако даже таким примитивнейшим способом и из самой "трудной" руды все-таки можно было получить медь!

Так, обратившись к далекому прошлому, воспроизведя наипростейшие приемы освоения металла, ученые отвергли сомнения в том, что именно медь открыла эру металлургии на Земле.

Теперь исследователей уже не смущает скупая аргументация Тита Лукреция Кара. Опыты Семенова не только сняли парадоксальность довода: "так как была она мягче", но и подтвердили давно известное - мягкостью своей медь была очень удобна для обработки и ковки, крепость ее долго не вызывала претензий человека. Геологические исследования показали: если и не была на Земле медь "изобильней гораздо", то ее все-таки вполне хватало. И выплавка, меди из руд тоже была по силам первобытным металлургам.