Периодом Средневековья принято считать промежуток времени, охватывающий тысячелетие, начавшееся в V и закончившееся в XV веке нашей эры. Вопреки устоявшемуся представлению о том, что это были Темные века мировой истории, ученые Средневековья внесли весомый вклад в развитие цивилизации. В этой статье мы вспомним наиболее значительные их достижения.
Тяжелый плуг
Одним из ранних изобретений средневековой истории (примерно 600 год) стал тяжелый плуг, позволивший успешно распахивать жесткую почву полей Северной Европы. Это дало возможность увеличить их урожайность, а следовательно, производить больше продуктов питания. В результате данный период истории был отмечен существенным ростом общей численности европейского населения.
Суть изобретения весьма проста. Известно, что глубина борозды, которую оставляет за собой нож-лемех, зависит от веса плуга, который не может быть слишком велик, так как в этом случае землепашец не сможет его поднять. Решение было найдено простое и эффективное: плуг оснастили колесами, что позволило сделать его значительно тяжелее, а следовательно, и увеличить глубину вспашки. Так было положено начало изобретениям и научным открытиям в Средние века.
Приливные мельницы
Следующее по хронологии изобретение средневековой истории также связано с производством продуктов питания, поскольку голодный желудок как ничто иное стимулирует творческую мысль. Им стали так называемые приливные мельницы. В 787 году монахам монастыря Нендрам, расположенного на одном из островов Северной Ирландии, пришла в голову мысль использовать для вращения мельничного колеса морской прилив.
Они соорудили достаточно большой резервуар, соединенный с морем и наполнявшийся в период повышения его уровня. Когда он был полон, то закрывались специальные воротца, и после этого воду начинали спускать на мельничное колесо, отчего оно вращалось и приводило в движение жернова. Объем резервуара был рассчитан таким образом, что обеспечивал работу мельницы до следующего прилива, после чего весь цикл повторялся заново.
История песочных часов
Едва ли нужно описывать принцип действия этого простого устройства, позволяющего точно обозначить определенный интервал времени. Оно всем известно. Изобретены песочные часы были довольно поздно - лишь в XI веке, и стали весьма важным дополнением к магнитному компасу. Использовались они на первых порах исключительно для нужд мореплавания. Об этом свидетельствуют записи в корабельных журналах той давней эпохи.
Как выглядели первые образцы песочных часов, неизвестно, поскольку до наших дней они не сохранились, а наиболее ранние их изображения встречаются лишь на картинах итальянского художника Амброзио Ларенцетти, относящихся к первой половине XIV века. Тем не менее имеется много свидетельств того, что к середине XV столетия они получили наибольшее распространение. С тех пор их внешний вид и конструкция не претерпели сколько-нибудь заметных изменений.
Из дневников Фернана Магеллана известно, в частности, что во время кругосветного путешествия на каждом из судов, входящих в состав его эскадры, использовалось не менее 18 песочных часов. Более того, корабельным уставом предусматривалась специальная должность матроса, обязанного своевременно переворачивать их и вносить соответствующие записи в корабельный журнал. Песочные часы стали первым в истории инструментом для измерения времени, и потому вошли в число наиболее значимых научных открытий и изобретений. В Средние века они использовались не только на море, но также в производстве, богослужениях и даже кулинарии.
Появление первых доменных печей
Наука в Средние века подарила миру еще одно изобретение, во многом определившее дальнейший ход цивилизации - это было создание первых доменных печей. По данным историков, они появились в странах Западной Европы на рубеже XII и XIII веков и по большей части являлись детищем монахов широко распространенного в то время, Цистерцианского ордена.
Любопытно, что цистерианцы (в некоторых странах их называли бернардинцами) столь много времени и значения уделяли занятиям металлургией, что разработанная ими технология выплавки была занесена в монастырский устав. Там же, среди всего прочего, помещались и чертежи доменной печи.
Не ограничиваясь лишь теоретическими изысканиями, монахи развернули широкое производство металла, построив целую сеть предприятий, по площади часто превосходивших их святые обители. Проявляли они и недюжинный предпринимательский талант. В тех районах, где была развита горнодобывающая промышленность, монахи принимали пожертвования не деньгами (от которых, впрочем, тоже не отказывались), а рудой, из которой выплавлялся металл, поступавший затем на рынки всех европейских стран.
Изобретение перегонного аппарата (дистиллятора)
Ученым Средневековья принадлежит изобретение, нашедшее свое применение во всем мире и заслужившее особую популярность в России. Это был аппарат, позволявший легко и просто превратить любой спиртосодержащий, но слабоалкогольный состав в продукт, хоть и имеющий различные технические названия, но являющийся, по сути, обычным самогоном.
Нет надобности объяснять его устройство, поскольку лицам заинтересованным он хорошо знаком, а остальным едва ли интересен. Отметим лишь, что изобретены были перегонные аппараты на Востоке в VIII-IX вв., и их создателями являлись мусульманские алхимики, то есть люди абсолютно непьющие. Парадокс, да и только. Кстати, создатель перегонного куба Хабир ибн Хайян (721-815) писал, что пары, образующиеся из подогретого в его аппарате вина, хоть и легко воспламеняются, но едва ли найдут себе практическое применение. Как же он ошибался!
Относительно чистый спирт научились получать также в Монголии на рубеже VI и VII вв., но там применялся сложный и крайне непрактичный метод. Спиртосодержащий состав (например, брагу) замораживали, а затем извлекали из нее ледяные кристаллы воды. В результате оставалась жидкость, не замерзавшая из-за высокого содержания спирта. Кроме того, известно, что методом дистилляции спирт получали еще в Древнем Вавилоне, но использовался он исключительно для изготовления духов, и технология его производства со временем была утеряна.
Принято считать, что их появление относится к XIII веку. По своему значению это событие относится к числу важнейших научных открытий и изобретений. В Средние века люди также страдали расстройством зрения, как и нынешнее поколение, а потому искали способы восполнить этот природный недостаток. Кому именно пришла идея воспользоваться вставленными в оправу линзами - неизвестно, хотя наиболее ранний трактат на эту тему принадлежит английскому философу и естествоиспытателю Роджеру Бэкону (1214-1292). Свои записи ученый сопроводил рисунками, дающими представление об этой нехитрой конструкции. Однако в его время она уже применялась для чтения не только европейцами, но и жителями исламского мира. Поэтому в среде ученых до сих пор ведутся дискуссии о том, Восток ли заимствовал это изобретение у Европы, или все было как раз наоборот.
В данном разделе идет речь о механических часах, поскольку о песочных рассказывалось выше. Известно, что появились они также в период Средневековья, но имя их изобретателя кануло в Лету. Известно, что вначале это были весьма большие конструкции, помещавшиеся на башнях монастырских соборов и предназначавшиеся для точного определения времени, когда надлежало бить в колокол и созывать монахов на молитву. От современных башенных часов они отличались тем, что имели лишь одну стрелку.
Из ныне действующих образцов средневековой механики самыми старыми являются часы, установленные в Руане. Они были сделаны в 1389 году и лишь немногим моложе тех, что украшают башню собора Девы Марии в английском городе Солсбери, стрелка которых замерла несколько столетий назад. Их ровесниками считаются также часы, сконструированные для башни собора в Уэльсе, но они давно демонтированы и сегодня экспонируются в лондонском Музее науки.
Рождение печатного станка
Несмотря на то что родиной книгопечатания является Китай, механизировать этот процесс сумели в Европе. И если имена тех, кто придумал часы или очки, навсегда сокрыты от потомков, то изобретатель печатного станка - немец Йоганн Гутенберг - прочно занял место в истории. Следует отметить, что ряд исследователей отдают пальму первенства его соотечественнику Лоуренсу Янсону Костеру, но убедительных аргументов они привести не могут.
Принято считать, что прототипом печатного станка Гуттенберга, созданного им в середине 1440 годов, явился пресс для оливок или винограда, широко распространенный тогда в странах Средиземноморья. В обоих случаях специальным рычагом приводили в движение тяжелый деревянный винт, при помощи которого создавалось необходимое давление на бумагу. Этот несложный по своей конструкции аппарат позволял в течение часа производить до 250 листов односторонней печати. Просуществовав без серьезных изменений около 350 лет, печатный станок вошел в число наиболее значительных из всех сделанных в Средние века изобретений и научных открытий.
Мыслители прошедших веков
Средневековая история сохранила для потомков имена многих исследователей и мыслителей, которые внесли значительный вклад во все области знаний. Это английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон, австрийский математик Иоган Гмунден, итальянский философ Пьетро д"Абано и целый ряд других выдающихся ученых мужей прошлого.
В статье умышленно не упоминаются открытия, сделанные в эпоху Возрождения, началом которой принято считать XVI век. В ней идет речь исключительно о достижениях науки в Средние века. Их далеко не полный перечень, приведенный выше, позволяет с полным основанием утверждать, что даже в период истории, называемый «Темными веками», человеческая мысль прокладывала дорогу к будущим вершинам технического прогресса. Фундаментом ему послужили сделанные в Средние века научные открытия и изобретения.
Средние века в философском аспекте длятся с 529 г н.э. по конец 14 в.
Великие технические изобретения, сделанные в средневековье, оказали огромное влияние на все области экономики и культуры, на развитие науки. Среди таких изобретений наиболее значимыми стали водяная и ветряная мельницы, морской компас, порох, очки, бумага, механические часы. Почти все эти изобретения пришли в Европу с Востока.
Водяная мельница и водяной двигатель описаны, как мы уже отмечали, Витрувием, но только в средние века они стали широко использоваться. Идея водяного привода (двигателя) была реализована вначале для перемалывания зерна (собственно для построения мельниц), но затем и для выпол-нения других работ, например в. суконном производстве, для вытягивания проволоки, для толчения руды. Использование изначально вращательного движения колеса с горизонтальной осью вращения для осуществления поступательного движения или вращения в других плоскостях потребовало применения механизмов, преобразующих движение. Для этого были придуманы зубчатое зацепление цевочного (пальцевого) типа и коленчатый рычаг.
Ветряные мельницы появились в Европе в начале XII в., но широкое распространение получили с XV в. Для изготовления механизмов водяных и ветряных мельниц, их сборки требовалась высокая квалификация мастеров, которые должны были обладать обширными знаниями не только в механи-ке, но и в кузнечном деле, и в гидротехнике и аэродинамике (в современной терминологии).
Механические часы появились в средневековой Европе прежде всего как часы башенные, служащие для указания на время богослужения. До изо-бретения механических часов для этого использовался колокол, в который бил часовой, определявший время по песочным часам - каждый час. Поэтому термины «часы» и «часовой» имеют одинаковое происхождение. Механические часы на башне Вестминстерского аббатства появились в 1288 г. Позже механические башенные часы стали использоваться во Франции, Италии, германских государствах. Существует мнение, что механические часы изоб-рели мельничные мастера, развивая идею о непрерывном и периодическом движении мельничного привода. Главной задачей при создании часового ме-ханизма было обеспечение точности хода или постоянства скорости вращения зубчатых колес. Для изготовления часов требовалась высокая точность обработки деталей, высокая точность сборки, подбор материала деталей: Разработка часовых механизмов была невозможна без технических знаний, проведения математических расчетов. Измерение времени имеет прямую связь и с астрономией. Таким образом, часовое дело соединило механику, астрономию, математику в решении практической задачи измерения времени.
Компас как устройство, использующее ориентацию естественного магнита в определенную сторону, изобретен в Китае. Китайцы приписывали способность ориентации естественных магнитов воздействию звезд. В I - III вв. компас стал применяться в Китае как «указатель Юга». Как попал компас в Европу, до сих пор неизвестно. Начало его применения европейцами в мореплавании относится к XII в. Применение компаса на судах явилось важной предпосылкой географических открытий. Свойство компаса впервые обстоятельно представил французский ученый Пьер да Марикур (Петр Перегрин). Он описал в связи с этим и свойства магнитов, и явление магнитной индукции. Компас стал первой действующей научной моделью, на основе которой развивалось учение о притяжениях, вплоть до великой теории Ньютона.
Порох использовался в Китае уже в VI в. при изготовлении ракет, фейерверков. Над открытием секрета пороха, а именно, как приготовить смесь, сгорающую без воздуха, трудились многие европейские алхимики. Но удача улыбнулась фрайбургскому монаху Бертольду Шварцу. Порох стал играть важную роль в военном деле с XIV в. только после изобретения пушки, родоначальницей которой явилась «огненная труба» византийцев. Вскоре за пушкой появились ружья и мушкеты.
Изобретение пороха имело не только военные последствия. Изготовление пороха и его взрыв, полет снаряда из пушки выдвинули вопросы науч-ного, теоретического характера. Это прежде всего изучение процессов горения и взрыва, вопросов, связанных с выделением и передачей тепла, воп-росов точной механики и технологии, связанных с изготовлением орудийных стволов, вопросов баллистики.
Пушка, таким образом, «организовала» не только военные полигоны, но и обширные «полигоны» для научных исследований.
Бумага была нужна науке «как воздух». Изобретенная в Китае во II в., она появилась в VI-VII вв. в Японии, Индии, Средней Азии, в VIII в. - на арабском Востоке. В Европу бумага попала через арабов в XII в. В Испании, впервые в Европе, в начале XII в. было организовано производство бумаги сначала из хлопка, затем из более дешевого сырья - из тряпья и отходов текстильного производства. Вслед за бумагой, ставшей несравненно более дешевым писчим материалом, чем пергамент, появилось и печатание. Предшественницей книгопечатания была ксилография (от греч. «xylon» - срубленное дерево и «grapho» - пишу), то есть гравирование на дереве. По гравюрам на дереве можно было тиражировать печатные тексты. Китайские мастера изобрели подвижный шрифт в начале XI в., но в Европе он появился лишь в XV в. Роль книгопечатания в научном прогрессе и распространении знаний трудно переоценить.
Очки были изобретены в Италии. По одним сведениям это изобретение относится к 1299 г. и принадлежит Сильвино Армати. Другие полагают, что очки появились в Италии не раньше 1350 г. Существует мнение, что успехи просвещения в эпоху Возрождения были достигнуты во многом благодаря изобретению очков. Очковые линзы стали основой при создании таких оптических инструментов, как микроскоп и телескоп.
Механические часы
Еще в глубокой древности люди создавали различные приборы для измерения времени. Например, водяные часы, ставшие предшественниками механических. О разных конструкциях водяных часов упоминают многие средневековые хроники. Но техническая мысль мастеров не стояла на месте. Появились колесные механические часы.
Впервые башенные колесные часы упоминаются на стыке тринадцатого и четырнадцатого веков. Механизм приводился в движение за счет энергии опускающегося груза. Сначала гиря на пеньковом канате, намотанном на гладкий деревянный вал, была каменной, потом – металлической. Сила тяжести гири разматывала канат и вращала вал. На вал насаживалось большое зубчатое колесо, сцепленное с меньшими зубчатыми колесами передаточного узла. Так вращение вала передавало движение механизму часов. И поскольку груз, опускаясь свободно, движется с ускорением, то часы не показывали точного времени. И тогда появилась идея регулятора. В первых механизмах регулятором было коромысло – билянец. Колебание билянца обеспечивало устройство, называемое спуском, или распределителем. Позже в качестве регулятора стали использовать маятник.
Компас
Компас изобрели древние китайцы, о чем и так все знают. Это были довольно примитивные приспособления. Но в одиннадцатом веке в том же появляется в компасе плавающая стрелка, сделанная из искусственного магнита и имеющая форму рыбки. В сосуде с водой рыбка головой указывала на юг. В том же веке китаец Шэнь Гуа придумал следующее: если обычную швейную иголку намагнитить природным магнитом, при помощи воска прикрепить ее к висящей шелковой нитке в центре корпуса, то компас будет работать точнее, чем плавающий, так как при движении испытывает меньшее сопротивление.
Плавающие компасы в двенадцатом веке у китайцев позаимствовали арабы, а в тринадцатом – европейцы. В девятнадцатом веке стали размещать насаженную на острие магнитную стрелку на бумажном круге (картушке). Итальянский изобретатель Флавио Джулио разделил картушку на двенадцать частей (румбов) – по четыре на все стороны света. Еще позже круг стал делиться на 32 сектора. Он и далее совершенствовался. Надо ли говорить, что компас произвел переворот в деле мореплавания и навигации.
Порох
Порох тоже изобрели китайцы. Главный компонент пороха – селитра. В Китае она встречалась в природе в виде белого вещества, похожего на снег, на богатой щелочами почве. В шестом веке Тао-Хун-цзин, китайский медик, впервые описал свойства селитры, которая стала применяться как ингредиент некоторых лекарств. В двенадцатом веке алхимик Сунь-Сы-мяо во время опыта добавил к селитре серу и порошок из локустового дерева. Нагрев смесь, он получил сильную вспышку пламени. Этот эксперимент он описал в своем труде «Дань цзин». Это был первый образец пороха, еще не обладавшего достаточным взрывчатым эффектом, чтобы быть использованным в качестве оружия. Позже уже другие алхимики усовершенствовали состав пороха и установили, что он должен иметь три основных компонента: серу, уголь и калиевую селитру.
Доменная печь
В стал возрастать спрос на железо. Легкоплавкие руды, которые использовались в сыродутных печах, заменились тугоплавкими. А для таких руд нужны были и другие печи. В тринадцатом веке изобрели новую плавильную печь – штукофен. Это изобретение было первым шагом к доменной печи. Впервые они были построены в Штирии, богатой железом, потом – в Чехии и других промышленных районах. В штукофенах температура плавления руды была более высокой, плавка шла медленнее, равномернее и полнее. Плавильщики получали все три продукта производства: чугун, ковкое железо и сталь. Блауофены – поддувные печи – были следующим шагом в этом направлении. Позже блауофены усовершенствовались до доменной печи. Там получали чугун, при вторичной плавке чугуна – железо. Такой способ назывался двухступенчатым.
Другие изобретения
К средневековым изобретениям относятся каравелла, ставшая символом эпохи географических открытий и книгопечатание, давшее широкий путь к развитию науки и культуры.
Прежде чем говорить о технических изобретениях эпохи средневековья, необходимо узнать хронлогические рамки этого исторического периода, а уже затем перейти к достижениям.
Средние века – это исторический период, который продолжался с V по XVI (по некоторым источникам – по XVII) век на территории Западной Европы.
Печатный станок
Одним из важнейших изобретений, если не самым важным стал печатный станок Гутенберга, с помощью которого была напечатана первая книга. Изобретение датируется 1450 годом – до этого все книги в мире были рукописными.Именно с этого года начинается эпоха Просвещения – печатную книгу создать значительно проще, нежели рукописную, из-за чего книги и стали доступны не только церковникам и влиятельным личностям.
Туалет
Казалось, туалеты были и в Древнем Риме – да, но они были общественными и далеко не самыми гигиеничными. Первый туалет с использованием воды был создан только в XVI веке – специального для английской королевы Елизаветы. Он был установлен прямо в жилом помещении, после чего в ночных горшках королева больше не нуждалась.Карандаш
В 1565 году в Швейцарии был изобретен первый в мире карандаш. Создателем стал Кондар Геснер – натуралист. Этому событию предшествовало в 1564 году открытие графита, который и был вставлен в деревянный стержень.Очки
Первыми, кто сделал очки – это изобретатели из Флоренции. Произошло изобретение событие в средине XIII века. Сначала были созданы очки только для тех, кто страдал дальнозоркостью. Очки же для близоруких были созданы значительно позже – только в XV веке.Артиллерия
Первые артиллерийские оружия появляются уже в начале XIII века, но они были далеки от совершенства. И только в XV веке уже стали широко использоваться для штурма городов и крепостей.Именно с помощью артиллерии туркам удалось захватить великой город Константинополь, который до ее появления был неуязвим.
Доменная печь
В XII веке в таких странах, как Германия и Швеция появились первые доменные печи. Это изобретение значительно упростило технологию плавки метала и существенно сократило затраты времени на выплавку.Карантин
Во время великой эпидемии чумы был введен первый в мире карантин. В 1423 году был открытый первый лазарет в городе Венеция. Затем карантинную систему стали использовать и в других европейских городах, что значительно уменьшило число смертей от чумы.
Новая культурная парадигма возникла вследствие кардинальных изменений общественных отношений в Европе.
Особое значение в становлении Возрождения имело падение Византийского государства и бежавшие в Европу византийцы, взявшие с собой свои библиотеки и произведения искусства, содержавшие множество античных источников, неизвестных средневековой Европе, а также являвшиеся носителями античной культуры, в Византии никогда не забывавшейся. Так, под впечатлением от выступления византийского лектора Козимо Медичи основал Академию Платона во Флоренции.
Рост городов-республик привёл к росту влияния сословий, не участвовавших в феодальных отношениях: мастеровых и ремесленников, торговцев, банкиров. Всем им была чужда иерархическая система ценностей, созданная средневековой, во многом церковной культурой, и её аскетичный, смиренный дух. Это привело к появлению гуманизма — общественно-философского движения, рассматривавшего человека, его личность, его свободу, его активную, созидающую деятельность как высшую ценность и критерий оценки общественных институтов.
В городах стали возникать светские центры науки и искусства, деятельность которых находилась вне контроля церкви. Новое мировоззрение обратилось к античности, видя в ней пример гуманистических, неаскетичных отношений. Изобретение в середине XV века книгопечатания сыграло огромную роль в распространении античного наследия и новых взглядов по всей Европе.
Возрождение возникло в Италии, где первые его признаки были заметны ещё в XIII и XIV веках (в деятельности семейства Пизано, Джотто, Орканья и др.), но оно твёрдо установилось только с 20-х годов XV века. Во Франции, Германии и других странах это движение началось значительно позже. К концу XV века оно достигло своего наивысшего расцвета. В XVI веке назревает кризис идей Возрождения, следствием чего является возникновениеманьеризма и барокко.
Периоды эпохи Возрождения
1. Проторенессанс (2-я половина XIII века — XIV век)
2. Раннее Возрождение (начало XV — конец XV века)
3. Высокое Возрождение (конец XV — первые 20 лет XVI века)
4. Позднее Возрождение (середина XVI — 90-е годы XVI века