Эволюция материальных носителей информации

Бурный рост книгопечатания в Средние века привел к сокращению использования пергамента, так как его цена и сложность  изготовления, а также объем производства уже не удовлетворяли потребностей издателей. Отныне и по наши дни пергамент  стал использоваться в основном художниками  и в исключительных случаях для  книгоиздания. В монастырском книжном обиходе средних веков пергаменные кодексы постепенно вытеснили папирусные свитки. С IV в. н. э. уже был распространён обычай писать богослужебные книги на пергамене, и в Средние века для этой цели папирус почти не употреблялся.

Средние века знали  два основных сорта пергамена: собственно пергамен (лат. pergamen) и веллум (лат. vellum, также велень, от франц. velin). Для изготовления пергамена употреблялись шкуры овец, баранов, телят, свиней и других животных. На велен шли шкуры новорожденных и особенно мертворождённых ягнят и телят. На юге Европы в Средние века употребляли козьи и овечьи шкуры, в Германии и Франции пользовались преимущественно телячьими. Из ослиной кожи пергамент не выделывался.

Пергамен был  толще и грубее велена, но раннее Средневековье практически не знало  велена, поскольку его начали широко применять в производстве книг только с конца XII в.

Вне зависимости  от того, какие шкуры использовались, мастера -пергаменщики начинали с промывки шкуры и удаления наиболее грубого и жёсткого волоса. После этого шкуры подвергали золению, то есть длительному вымачиванию в известковом растворе. В извести шкуры выдерживали от трёх до десяти дней в зависимости от температуры окружающего воздуха, а затем промывали в воде. Это облегчало удаление волоса.

После выпадения  волосяного покрова шкуры натягивали на деревянные рамы и мездрили, то есть отделяли от дермы нижний слой шкуры — подкожную клетчатку. Эта операция производилась при помощи полукруглых ножей. Затем шкуры шлифовали и выглаживали пемзой.

При последней  операции в пергамент втирался меловой порошок, впитывающий жир, не удалённый при предыдущих обработках. Помимо этого, меловой порошок делал пергамент более светлым и однородным по цвету. Так же с целью отбелить пергамент в него втирались мука, белки или молоко.

В Российской национальной библиотеке хранится рукопись святого Августина, писаная на превосходном, мягком и тонком, почти белом пергаменте, выделка которого представляет своего рода совершенство.

К писцам и художникам пергамент поступал разрезанным  и, как правило, собранным в тетради. Преимущество пергамента над папирусом заключается в том, что на пергаменте можно писать с обеих сторон листа, а кроме того, его можно использовать повторно. 

С 40 тысячелетия  до нашей эры по нашу эру материальные носители проделали очень большой  путь – начиная от каменных носителей  и скал и заканчивая во втором веке до н.э. пергаментом. Начало же нашей эры ознаменовалось появлением бумаги.² 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава вторая: Эволюция материальных носителей с начала нашей эры до начала 20 века нашей эры: 

В первом, начале второго века нашей эры появляется бумага (Приложение 2. Рис. 1.)(предположительно от итал. Bambagia - хлопок) это материал в виде листов для письма, рисования, упаковки и т. п., получаемый из целлюлозы: из растений, а также из вторсырья (тряпья и макулатуры).

Китайские летописи сообщают, что бумага была изобретена в 105 году н. э. Цай Лунем. Однако в 1957 году в пещере Баоця северной провинции Китая Шаньси обнаружена гробница, где были найдены обрывки листов бумаги. Бумагу исследовали и установили, что она была изготовлена во II веке до нашей эры.

До Цай Луня бумагу в Китае делали из пеньки, а еще раньше из шелка, который изготавливали из бракованных коконов шелкопряда.

Цай Лунь растолок волокна шелковицы, древесную золу, тряпки и пеньку. Все это он смешал с водой и получившуюся массу выложил на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце, он эту массу разгладил с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги.

После изобретения  Цай Луня, процесс производства бумаги стал быстро совершенствоваться. Стали  добавлять для повышения прочности  крахмал, клей, естественные красители  и т. д.

В начале VII века способ изготовления бумаги становится известным в Корее и Японии. А еще через 150 лет, через военнопленных попадает к арабам.

В VI—VIII веках  производство бумаги осуществлялось в Средней Азии, Корее, Японии и других странах Азии. В XI—XII веках бумага появилась в Европе, где вскоре заменила животный пергамент. С XV—XVI веков, в связи с введением книгопечатания, производство бумаги быстро растёт. Бумага изготовлялась весьма примитивно — ручным размолом массы деревянными молотками в ступе и вычерпкой её формами с сетчатым дном.

Большое значение для развития производства бумаги имело  изобретение во второй половине XVII века размалывающего аппарата — ролла. В конце XVIII века роллы уже позволяли изготавливать большое количество бумажной массы, но ручной отлив (вычерпывание) бумаги задерживал рост производства. В 1799 Н. Л. Робер (Франция) изобрёл бумагоделательную машину, механизировав отлив бумаги путём применения бесконечно движущейся сетки. В Англии братья Г. и С. Фурдринье, купив патент Робера, продолжали работать над механизацией отлива и в 1806 запатентовали бумагоделательную машину. К середине XIX века бумагоделательная машина превратилась в сложный агрегат, работающий непрерывно и в значительной мере автоматически. В XX веке производство бумаги становится крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывно-поточной технологической схемой, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по производству волокнистых полуфабрикатов.

Для приготовления  бумаги нужны растительные вещества, обладающие достаточно длинным волокном, которые, смешиваясь с водой, дадут  однородную, пластичную, т. н. бумажную массу. Полуфабрикатами для производства бумаги могут служить:

древесная масса  или целлюлоза; целлюлоза однолетних растений (соломы, тростницы, конопли, риса и других); полуцеллюлоза; макулатура; тряпичная полумасса; для специальных видов бумаги: асбест, шерсть и другие волокна.

Производство  бумаги складывается из следующих процессов:

приготовление бумажной массы (размол и смешение компонентов, проклейка, наполнение и окраска  бумажной массы);

выработка бумажной массы на бумагоделательной машине (разбавление водой и очистка  массы от загрязнений, отлив, прессование  и сушка, а также первичная  отделка);

окончательная отделка (каландирование, резка);

сортировка и  упаковка.

При размоле  волокнам придают необходимые толщину  и физические свойства. Размол производится в аппаратах периодического и  непрерывного действия (роллах, конических и дисковых мельницах, рафинерах  и других). Чтобы сделать бумагу пригодной для письма и придать  ей гидрофобные свойства, в бумажную массу вводят канифольный клей, парафиновую эмульсию, глинозем и другие способствующие слипанию вещества (так называемая проклейка); для повышения связи между волокнами и увеличения механической прочности и жёсткости добавляют крахмал, животный клей; для увеличения прочности бумаги во влажном состоянии — мочевино- и меламиноформальдегидные смолы. Для повышения белизны, гладкости, мягкости и непрозрачности, а также улучшения печатных свойств бумаги вводят минеральные наполнители (каолин, мел, тальк); для придания цвета и повышения белизны - анилиновые (реже минеральные) красители. Некоторые виды бумаги, например, впитывающие и электроизоляционные, вырабатываются без проклейки и наполнения. Бумага из конопляной массы и рисовая бумага белее бумаги из древесной целлюлозы, поэтому зачастую не требует дополнительного химического отбеливания волокон.

Готовая бумажная масса концентрацией 2,5—3,5 % с помощью насоса подаётся из подготовительного отдела в мешальный бассейн, откуда поступает на бумагоделательную машину. Предварительно масса разбавляется оборотной водой (до концентрации 0,1—0,7 %) и пропускается через очистную аппаратуру (песочницы, вихревые и центробежные очистители и узлоловители).

Наиболее распространена так называемая столовая (с плоской  сеткой) бумагоделательная машина. Она состоит из сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра и наката. Бумажная масса непрерывным потоком вытекает на движущуюся замкнутую в кольцо сетку машины, где происходит отлив, обезвоживание и уплотнение бумажного полотна. Дальнейшее обезвоживание и уплотнение полотна производится в прессовой части, образуемой несколькими вальцовыми прессами, между валами которых бумажное полотно транспортируется цельным в течение всего процесса шерстяным сукном, служащим эластичной прокладкой. Окончательное удаление воды происходит в сушильной части, где полотно бумаги попеременно соприкасается своими поверхностями с обогреваемыми изнутри паром чугунными шлифовальными цилиндрами, расположенными в шахматном порядке в двух ярусах. Поверхность бумаги получается гладкой благодаря тому, что она прижимается к цилиндрам верхними и нижними сукнами. Затем бумажное полотно отделывается в каландре, представляющем собой вертикальную батарею из 5—8 металлических валов. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине. Получаемое полотно бумаги наматывается на рулоны на накате, представляющем собой принудительно вращаемый цилиндр, к которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой.

С 18 века начинается звукозапись. Революцией в деле хранения и передачи информации стало появление в 18 веке музыкальных шкатулок. До сих пор все носители информации были рассчитаны на единственное считывающее устройство — человеческий глаз. В шкатулке же мелодия записывалась не нотными знаками, а выступами вращающегося валика. Считывал ее специальный механизм. Для предварительной записи мелодии использовался металлический диск, на который нанесена глубокая спиральная канавка. В определенных местах канавки делаются точечные углубления - ямки, расположение которых соответствует мелодии. При вращении диска, приводимого в движение часовым пружинным механизмом, специальная металлическая игла скользит по канавке и "считывает" последовательность нанесенных точек. Игла скреплена с мембраной, которая при каждом попадании иглы в канавку издает звук.

 В конце  19 века появляются фонограф (Приложение 2. Рис. 2.) и патефон (Приложение 2. Рис. 3.). Механические музыкальные инструменты со сменяемыми валиками пользовались большим спросом до 30-х годов 20 века. Но уже в 1877 году Томас Эдисон изобрел фонограф — прибор , записывающий звук на валики из олова или воска. А в 1887 году Эмиль Берлинер открыл способ массового тиражирования граммофонных пластинок. Первое время длительность записи на каждой из них составляла только 3 минуты.

Фонограф (от греч. φωνή — звук и γράφω — писать) это первый прибор для записи и воспроизведения звука. Изобретён Томасом Алва Эдисоном, представлен 21 ноября 1877 года. Звук записывается на носителе в форме дорожки, глубина которой пропорциональна громкости звука. Звуковая дорожка фонографа размещается по цилиндрической спирали на сменном вращающемся барабане. При воспроизведении игла, двигающаяся по канавке, передаёт колебания на упругую мембрану, которая излучает звук. Изобретение стало поразительным событием того времени; дальнейшим развитием фонографа стали граммофон и патефон. Импульсом для создания Эдисоном подобного устройства стало желание зарегистрировать телефонные разговоры в своей лаборатории Менло Парк (Нью-Джерси, США). Однажды у телеграфного повторителя он услышал звуки, похожие на неразборчивую речь. Первые записи представляли собой углубления на поверхности фольги, сделанные движущейся иглой. Фольга размещалась на цилиндре, вращающемся при воспроизведении звука. Стоимость всего устройства составила 18 долларов. С помощью такой техники удалось записать слова из детской песенки «У Мэри был барашек» (Mary had a little lamb). Публичная демонстрация прибора сразу сделала Эдисона знаменитым. Многим воспроизведение звука показалось волшебством, поэтому некоторые окрестили Эдисона «волшебником из Менло Парк». Сам Эдисон был настолько поражён открытием, что сказал: «Никогда я ещё не был так ошеломлён в моей жизни. Я всегда боялся вещей, которые работают с первого раза». Изобретение было также продемонстрировано в Белом доме и во Французской Академии.

На своё изобретение  Эдисон получил патент (U.S. Patent 20052) выданный патентным ведомством США 19 февраля 1878 года.

В период с 1878 по 1887 гг. Эдисон отложил работу над фонографом (занимаясь лампой накаливания). Продолжив работу, Эдисон начал использовать для записи звука цилиндр с восковым покрытием (идея предложена Шарлем Тентэ). В 1887 году изобретателем Эмилем Берлинером было предложено применять звуконосители не цилиндрической формы, а в форме плоского диска (патент получен в 1896 году). При этом звуковая дорожка представляет собой спираль, что увеличивает длительность записи. Своё устройство Берлинер назвал «граммофон».