Достижения технической мысли в Средние века

Эпоха Средневековья, длившаяся в Западной Европе с V по первую половину XV в., оказалась в целом благоприятной для технического развития, что имеет свое объяснение. В 476 г. н. э. под напором варваров рухнула Римская империя – последний оплот рабовладельческого строя в Западной Европе. Это, естественно, привело к острой нехватке рабочих рук. В результате использование природных источников энергии стало в высшей степени актуальным. На первых порах существенно активизируется применение водяного колеса. Появляется новая разновидность мельницы, приводимой в движение силой прилива. В 1086 г. на юге Англии действовали уже почти 6000 водяных мельниц, примерно по одной на каждые 50 хозяйств. В XI – XIV вв. водяное колесо стало применяться в качестве двигателя в суконоваляльных мастерских, токарных и кузнечных цехах, на лесопилках и рудодробилках.

В Средние века начинается активное использование энергии ветра для хозяйственных нужд. Сначала это осуществлялось за пределами Европы. В странах мусульманского Востока ветряные мельницы встречались уже в конце VII в. Побывавшие там европейцы утверждали, что приверженцы Магомета умеют запрягать ветер. В Европе ветряные мельницы появились лишь к концу XII в., но в дальнейшем они использовались значительно активнее, чем на Востоке.

Революционным событием в развитии средневековой металлургии стало изобретение доменной печи. До середины XIV в. выплавленное в горне обычной печи железо тщательно проковывалось и шло в дело. Таким способом удавалось получить продукцию довольно высокого качества. Однако данный процесс имел существенные недостатки. Во-первых, извлечение железа из руды составляло менее 50 %. Во-вторых, производительность плавильных печей была крайне низкой. В-третьих, полученный металл содержал различные примеси и шлаковые включения, и поэтому был не пригоден для литья.

В доменную печь закладывались руда и уголь с высоким содержанием углерода. Данная смесь интенсивно продувалась воздухом снизу. В результате, с одной стороны, заметно понижалась температура в домне, и поэтому железная руда восстанавливалась раньше, чем образовывался шлак, а с другой стороны, под воздействием дутья происходило постепенное выгорание углерода. Добываемый из доменной печи металл получил название «чугун», он делился на две категории: литейный, т. е. предназначенный для литья, и передельный для дальнейшей переплавки его в сталь. В XV в. высота доменной печи достигала 4,5 м, а ее внутренний диаметр составлял 1,8 м. Если из одного горна обычной плавильной печи в сутки получали 8 кг металла, то доменная печь за это время способна была выдать до 1,6 т продукции.

Доменную печь смело можно назвать самым эффективным техническим сооружением Средневековья, в то время как самым сложным механизмом данной эпохи были часы. Сначала равномерность их хода обеспечивалась тяжелыми гирями, поэтому неудивительно, что первые часы предназначались для зданий. Простейшие башенные часы с одной стрелкой появились в Милане еще в 1335 г. Затем уже двухстрелочные часы стали предметом гордости средневековых городов. К концу 1450 г. были созданы пружинные часы, которые со временем стали переносными. Эти наработки в XVII в. позволили голландскому ученому Христиану Гюйгенсу сконструировать прототип механических часов, однако имена его предшественников так и остались неизвестными.

Крупнейшим изобретением в Средние века явилось книгопечатание, которое, естественно, не могло существовать без производства бумаги. И то и другое впервые появилось в Китае. В этой стране уже в VI в. стали печатать отдельные тексты с деревянных форм. Примерно в 1045 г. Би-Шэном был изобретен подвижный шрифт, набираемый из керамических литер. Позднее их стали изготавливать из бронзы.

С XI в. бумага получает распространение в Европе, а с конца XIV в. здесь уже начинают пользоваться металлическими литерами для набора текстов, как это делалось раннее в Китае. Однако революционный переворот в деле книгопечатания был все же совершен европейцами, он связан с созданием в 40-х гг. XV в. печатного станка. Данное изобретение принадлежит немцу Иоганну Гуттенбергу. Печатный станок представлял собой ручной пресс с двумя горизонтальными плоскостями. На одной из них устанавливалась матрица наборного шрифта, а к другой прижималась бумага. Предварительно буквы набранного текста покрывались смесью сажи и льняного масла. Затем обе плоскости соединялись и получалась печатная продукция. Такой станок давал до 100 отпечатков текста в час. К началу 1500 г. печатный станок использовался уже в 12 странах Европы. За 60 лет его применения было издано свыше 30 тыс. названий книг, тираж каждой из них составлял не менее 300 экземпляров.