Естественные науки в древнем мире

Древнегреческий философ Плутарх писал, что жители Египта, населяющие «черную землю» (чернозем), получили прозвище «хемы» (chemi). Существует, правда, и другое объяснение происхождения этого слова; так, например, греческий ученый, считающийся одним из основателей алхимии (III–IV вв.), Зосима производит слово «химия» от Хемеса. Так звали, по его мнению, легендарного автора первой книги по химии – ангела, изгнанного с неба. Некоторые исследователи считают, что слово «химия» произошло от греческого «хима» – так называлось металлическое литье. 
Какими же химическими знаниями обладали египтяне?

Первое, что свидетельствует о том, как высоко была развита там химия, – это искусство египтян бальзамировать трупы, составляющее загадку, не раскрытую полностью учеными и поныне. Несмотря на то, что современные ученые владеют сотнями тысяч естественных и искусственных веществ, они не могут сделать мумию точно так, как это делали во времена фараонов. 
Вторая область, где египтяне достигли большого совершенства, – это красители. Да еще какие! Тысячи лет (свыше четырех тысяч) прошло с тех пор, как были окрашены в Египте предметы, а краски до сих пор сохранили свою яркость и прочность. Вот, например, чудеснейшая голубая краска. Приготовляли ее, сплавляя стекло с солями меди и выливая горячий сплав в холодную воду. Получался тончайший порошок очень прочной и красивой краски. Большинство красок, которые употребляли египтяне, были минеральные, но знали они и естественные органические красители. Среди них многие получили большую популярность в древнем культурном мире: пурпур, индиго, ализарин.

Развита была у египтян и парфюмерия – умение изготовлять косметические средства: например, черную краску для бровей, различные благовонные масла и мази, душистые воды и т. п. 
На древних памятниках города Фивы, насчитывающих возраст до 4500 лет, имеются изображения горшечников и стеклодувов, а при раскопках найдены разноцветные стеклянные вазы, относящиеся к 1700 г. до н. э. Умели египтяне наносить и глазурь на гончарные изделия. За 1600 лет до н. э. египтяне знали производство папирусов — больших листов для письма. Папирусы даже вывозились в другие страны.

Известный исследователь Египта Георг Эберс, написавший прекрасную повесть «Дочь египетского царя», нашел папирус 20 м длиной, относящийся к 1552 г. до н. э. В производстве этих папирусов кроется какая-то загадка, которую не могут разгадать современные ученые. Как склеивали отдельные листы папируса? Каким клеем, ведь листы не рассыпались даже через несколько тысячелетий?

Египтяне умели выделывать и кожи, для выделки которых нужны дубильные вещества. Если судить по изображениям на памятниках, это была кора различных деревьев. 
Из винограда и ячменя приготовляли вина и напиток, напоминающий пиво, а также уксус.

Металлургия не была развита в Египте. Своих рудных месторождений египтяне почти не имели и руду должны были привозить из других стран – Индии, Персии. Но египтяне знали большое к тому времени количество металлов: золото, серебро, медь, сурьму, свинец и позднее железо, а также сплавы различных металлов.

Кроме металлов им были известны сера, сода, поташ, наждак, известь гашеная и негашеная, алебастр, многие полудрагоценные естественные и искусственные камни, киноварь, мыло, нефть, асфальт и др. 
Конечно, у египтян еще не было настоящей науки, но нужно сказать, что они имели в отдельных случаях более правильные взгляды на химическую природу веществ, чем даже жившие тысячи лет после них алхимики. 
Вся египетская наука, в том числе и зарождающаяся химия, считалась священной. Она была доступна только избранным: занимались ею жрецы. Наука составляла тайну господствующего класса и охранялась, как ценный клад. При раскопках в Египте обнаружено несколько химических лабораторий, расположенных непосредственно рядом с храмами.  
Все же некоторым любознательным иностранцам удалось войти в доверие к египтянам и выведать у них часть тайн египетской науки. Это были греческие мудрецы – Солон, Пифагор, Демокрит, Геродот и Платон. Через них Греция и заимствовала от египтян химические знания. 
Из Египта распространились знания по другим странам Древнего Востока. Египет был центром, в котором собиралась и откуда распространялась культура древнего мира.

Наряду с египтянами наиболее выдающимся народом Древнего Востока считались вавилоняне. Они не хуже египтян знали металлы, способы их получения и обработки. Если судить по широко развитому строительному искусству (дворцы, храмы), то вавилоняне прекрасно знали способы производства строительных материалов, особенно кирпича. Знали они и стекло, терракоту (обожженная глина), умели производить изделия с инкрустацией по серебру и бронзе. 
Из пальмовых плодов вавилоняне готовили спиртные напитки. Знали они и химические способы обеззараживания воды, не имея, конечно, никаких представлений о бактериях как возбудителях болезней. 
Евреи заимствовали химические знания из Египта и Вавилона. Они знали золото, серебро, олово, медь, свинец и железо, умели окрашивать ткани в голубой, пурпурный и другие цвета.

Финикийцы – древние мореплаватели — заимствовали химические познания от тех народов, с которыми поддерживали торговлю. Они же и распространяли эти знания по странам Востока и берегам Средиземного моря.

Существует легенда, что финикийцы изобрели стекло. У римского историка Плиния есть легенда о том, как финикийские моряки, которые везли на своем корабле соду, высадились на берегу одной реки в Палестине. При постройке очага для варки пищи им понадобились камни, но они не могли их найти. Тогда моряки использовали для постройки очага куски соды. Костер разгорелся и достиг большой силы. Вдруг моряки увидели, что сода расплавилась и вместе с песком образовала прозрачную тягучую массу, в скором времени застывшую, и они обнаружили твердые прозрачные куски. Так был открыт способ изготовления стекла, который жители той местности, где останавливались финикийцы, усовершенствовали. 
Но вряд ли эта легенда правдоподобна. Для получения стекла нужна очень высокая температура. От обычного костра такую температуру получить нельзя. Более вероятно, что финикийцы сами заимствовали способ изготовления стекла у египтян, которые еще за 4500 лет до н. э. знали этот материал. Цилиндр из стекла найден в Тель-Асмаре близ Багдада; по изотопным исследованиям, он изготовлен в середине III в. до н. э. 
Со всех стран финикийцы собирали лучшие красители. Искусство окрашивать ткани из животных и растительных волокон у них было очень развито. Особенно славилась финикийская окраска пурпуром. 
Персы, как писал греческий историк Геродот, умели добывать золото, серебро, железо, выделывать шкуры зверей. Искусство окрашивания тканей они переняли у индусов.

Химические познания индийцев и сейчас вызывают изумление. Они владели значительными химическими знаниями. Знаменитый краситель индиго служил им и для живописи, и для окрашивания тканей. Они даже печатали рисунки на тканях, а в Европе этот способ был применен только в XV в.

Медь, бронза и железо были известны индийцам в начале III тысячелетия до н. э. Из них изготовляли основные орудия труда и оружие. В это же время было известно применение гончарного круга, развивалось ювелирное искусство, строились здания из обожженного кирпича. Позднее, во II—I тысячелетии до н. э., индийцы узнали олово, свинец, серебро, золото, ртуть, сурьму, квасцы, нашатырь. В священных книгах – ведах, – относящихся к этому периоду, упоминается об удобрениях, многих лекарствах. Очень интересно упоминание о ракетах, которыми стреляли из бамбуковых стволов. Во II в. до н. э. индусы использовали для приготовления лекарств азотную, соляную и серную кислоты.

Особенно высоко была развита металлургическая отрасль промышленности. Подтверждением этого стало «чудо» металлургического искусства древних — знаменитая колонна около города Дели высотой 7 м и массой свыше 6 т. Точные анализы показали, что она состоит из химически чистого железа. А такое железо, как известно, совершенно не ржавеет. Исследователи колонны не обнаружили на ней и следа влияния атмосферы. На колонне сделана надпись, по которой можно понять, что она установлена в IV в. С тех пор прошло свыше 1500 лет. И за все это время не образовалось ни малейшего пятнышка ржавчины, а условия для нее во влажном и теплом климате Индии очень благоприятны: ружья и револьверы, сделанные из обыкновенной стали, служат там очень недолго. В современной технике получают только небольшие количества химически чистого железа. Как могли изготовить столько чистейшего железа для колонны? На ней нет ни одного шва. Как же они обрабатывали такую громадину? Даже сейчас такую массу железа можно отковать только на крупнейших металлургических заводах гигантскими паровыми молотами. Все это остается для нас загадкой. 
В Индии при раскопках встречается много орудий из стали, изготовленных 3000 лет назад.

Одним из самых древних металлургических центров было государство Урарту на территории Армянского нагорья. Территория Урарту, богатая полезными ископаемыми, вполне обеспечивала собственным сырьем зарождающуюся металлургическую отрасль промышленности. Памятники материальной культуры урартов, найденные при раскопках в Армении, свидетельствуют о большой самобытности этой культуры. Железо на территории государства вошло в широкое употребление раньше, чем в других районах Передней Азии. Урартская металлургия оказала значительное влияние на культуру Ассирии, а также соседних народов Закавказья и Предкавказья.

Кавказ был ведущим звеном, соединяющим Европу и Переднюю Азию. Выдающимся событием стали раскопки майкопского кургана в Предкавказье, которые в совершенно ином свете представили культуру народов, населявших эти территории. В майкопском захоронении, которое археологи относят к концу III и началу II в. до н. э., найдено множество вещей из чистой меди и других металлов, свидетельствующих о том, что эти изделия были изготовлены на месте, а не привезены из других стран.

Народы, населяющие пространство современной Сибири и Урала, также хорошо знали металлы – медь, олово, железо и другие, – и, по-видимому, открыли их независимо от народов других территорий. Особенный интерес представляют так называемые «чудские копи» – древние выработки, приписываемые чудским племенам, жившим на Алтае, по берегам верхнего течения реки Енисей (около Минусинска) и на Урале. 
В конце III тысячелетия до н. э. на территории Москвы и Подмосковья появились племена скотоводов, которые для производства орудий труда и оружия все еще употребляли камень, но уже знали и металл, что подтвердили находки в раскопках городищ.

С VII в. до н. э., на грани эпохи бронзы (бронзовый век) и раннего железа (железный век), в бассейне Верхней Волги и Оки жили племена, в глубокой древности, вошедшие в состав восточных славян. Как показали раскопки Дьяковского и других древних городищ, здесь уже в больших масштабах велась обработка металлов — железа и бронзы. Железо добывали из местных болотных руд. Среди изделий найдены железные серпы, топоры, стрелы, бронзовые украшения, каменные литейные формы и др. 
Теперь несколько слов о народах Дальнего Востока. Этим народам также не чужда была химия. Наиболее крупный вклад в развитие материальной культуры был, бесспорно, вложен народами, населяющими территорию Китая.

Институт прикладной физики Китайской академии наук недавно сообщил о результатах исследования гробницы полководца Чжоу Чжу, похороненного в 297 г. н. э. Спектральный анализ орнамента показал, что он состоит из сплава: 10% меди, 5% магния и 85% алюминия. Анализ повторили несколько раз. Результаты оказались те же. 
Самым значительным ранним открытием в Китае необходимо считать изобретение фарфора. Керамические изделия из белой глины изготовлялись китайцами еще в глубокой древности (в XVIII–XII вв.  
до н. э.), и, вероятно, это были только близкие к фарфору изделия. В начале нашей эры в китайском языке появилось слово «це», обозначающее фарфор. Чтобы получить его, потребовалась многовековая упорная работа. Но уже в VII–IХ вв. н. э. Китай мог гордиться своими изумительными фарфоровыми изделиями.

Народы Ближнего Востока совершенно не были знакомы со способами его изготовления, а в Европе фарфор был изобретен только в XVII в. Многие изобретения китайского народа имели практическое значение. Они еще до нашей эры умели взрывать скалы порохом. Краски они употребляли в большом количестве. Особой славой у них пользовалась киноварь, не только как краситель, но и как лекарственное средство. За нею они проникли даже в Среднюю Азию. Теперь там найдено множество древних рудников, поражающих своими размерами.

В начале, II в. в Китае была изобретена бумага, которую изготавливали сначала из коры деревьев, пеньки, шелковой ваты и шелковых очесов, остававшихся от производства. Позднее на юге Китая для изготовления лучших сортов бумаги стали употреблять молодые побеги бамбука и тростника.

Ее изобретателем обычно считают крупного китайского чиновника, смотрителя императорского двора Чай Луня. Китайцы очень высоко ценили изобретение Чай Луня и самого изобретателя, в честь которого выстроили храмы, сохранившиеся и до настоящего времени. Однако последние данные свидетельствуют о том, что бумага была изобретена еще в I в. и не сановником, а какими-то неизвестными мастерами из народа. 
В VI в. производство бумаги перешло в Корею, а из нее – в Японию. Несколько позднее, в VIII в., бумага из Китая проникла в Среднюю Азию, затем – к арабам, от них – к маврам в Испанию и Италию и только в XII—XIII вв. получила распространение в остальных странах Европы. Следовательно, понадобилась почти тысяча лет, чтобы величайшее китайское изобретение получило признание и широкое распространение. 
Еще до нашей эры китайцы разработали способы получения сахара из растений. Широкое распространение получили у них и естественные (растительные) красители. В Китае очень успешно развивалась лекарственная химия, были изобретены тушь и лаки. Китайские земледельцы еще до нашей эры начали применять органические удобрения. Ко всему сказанному надо добавить, что в Китае зародилось учение об элементах и представление о частичках первичной материи.

У греков по сравнению с народами Древнего Востока в химии наблюдается некоторая отсталость. Вся их химия – отблеск тех знаний, которые были заимствованы с Востока. Из знаменитых поэм Гомера «Одиссея» и «Илиада» мы узнаем, что греки в эти времена не знали даже железа. В этих поэмах есть упоминание только о благородных металлах: с ними работал кузнец Гефест, из них изготовлена не только мелкая посуда, но и такие предметы домашнего обихода, как ванны (у царя Менелая, например, была ванна... из серебра!). Железо греки узнали приблизительно за 1000 лет до н. э. Красящий пигмент – сурик – греки готовили искусственно из свинца. У Геродота есть очень любопытный рассказ о том, кто был одним из первых фальшивомонетчиков. Оказывается, что тиран (правитель) острова Самос Поликрат приказал отчеканить монеты из свинца, а потом позолотить их! 
Лучше, чем у других народов древности, было развито у греков производство красителей. В поэмах Гомера даны блестящие описания разноцветных женских одежд. Красить греки умели не только шерстяные, но и льняные ткани, что значительно сложнее.