Источники знаний о химических навыках древнего человека

Проследить возникновение химии на заре цивилизации представляется весьма нелегкой задачей. Древняя история любой науки сводится к сумме обособленных сведений, ссылкам на достигнутый в те времена технический прогресс и не мо­жет являть собой целостного изложения. Систематизация фактов, относящихся к истории химии, возможна лишь тогда, когда существенную роль начинает играть общая теория, оказывающая влияние на последующую эволюцию химических знаний. Для химии тех далеких времен однозначно еще не решен вопрос: была ли она искусством или наукой.

Сотни тысяч лет назад в эпоху палеолита человек впервые создал искусствен­ные орудия труда. Сначала он использовал только те материалы, которые находил в природе - камни, дерево, кости, шкуры животных. Он научился их обрабаты­вать, придавать нужную форму. Однако после такой механической обработки ка­мень все еще оставался камнем, а дерево - деревом.

Прежде чем приступить к рассмотрению уровня химических знаний древнего человека, целесообразно сопоставить важнейшие источники, содержащие сведе­ния о химических ремеслах до нашей эры. Одним из основных источников наших представлений об укладе жизни доисторических людей являются материальные памятники, найденные во время археологических раскопок. На основании науч­ного анализа обнаруженных ими при раскопках предметов ученые воссоздали довольно подробную картину образа жизни и характера труда древних племен и народов. Изучение инструментов, оружия, керамических и стеклянных сосудов, украшений, остатков каменных стен, фрагментов их росписи, отдельных кусков мозаики позволяет сделать важные выводы о характере развития химических ре­месел. Таким образом, можно понять, какие из химических процессов наиболее широко использовались в то время для получения разнообразных веществ, необ­ходимых для жизни людей.

В 1872 г. неподалеку от египетского города Фивы был найден папирус, воз­раст которого составил, по мнению ученых, тридцать шесть веков. По имени расшифровавшего текст известного немецкого египтолога Георга Эберса он был назван папирусом Эберса и отдан на хранение в библиотеку Лейпцигского университета. В этом документе собраны многочисленные фармацевтические и медицинские рецепты Древнего Египта. Примерно на два столетия мень­ше возраст найденного при раскопках в столице Древнего Египта Мемфисе «папируса Бругша».

Его содержание также составляют фармацевтические и медицинские рецепты. Чрезвычайно важными письменными источниками сведений о состоянии хи­мических ремесел в древнем мире стали еще два папируса, найденные в 1828 г. при раскопках в Фивах. По местоположению библиотек, в которые они затем были помещены на хранение, эти папирусы получили названия «Лейденский» и «Стокгольмский». В них приведены многочисленные сведения об известных в древности веществах, способах их получения и выделения. Эти манускрипты явля­ются менее древними, чем папирусы Эберса и Бругша: они датируют­ся началом нашей эры. Тем не менее, анализ их содержания позволяет предположить, что при­веденные в них рецепты были созданы на основе тысячелетней традиции развития химических ремесел. Такой вывод можно сделать с учетом общеисторического под­хода к процессу развития ремесленного и промышленного производства. В древние времена существовала многовековая тради­ция сохранения тайны «производственных секретов», согласно которой многие практические навыки передавали из поколения в поколение, тщательно скры­вая их от посторонних и непосвященных. Эти правила были нарушены лишь в XVIII в. и особенно в XIX-XX вв., что, в первую очередь, было обусловлено началом технической революции и возникновением научного естествознания.

Весьма интересную информацию можно почерпнуть из сочинений великих врачей Древнего Египта и античности:

- «папируса Эдвина Смита», фундаментального медицинского исследования, которое хотя и относится к 1700-1550 гг. до н.э., но основано на материалах, из­вестных с Древнего или даже Раннего царства;

- Эмпедокла (V в. до н.э.; его труды сохранились лишь в виде фрагментов);

- Гиппократа (III в. до н.э.);

- Галена (II в. н.э.).

В этих манускриптах обсуждались, главным образом, вопросы медицины и фармации. Неудивительно, что при этом рассматривались и тесно связанные с медицинской практикой достижения химиков-практиков (аптекарей), занимав­шихся приготовлением лекарственных и косметических препаратов. Развитие медицины, химии и фармации не только в древности, но и в Средние века, а так­же в эпоху Возрождения были тесно связаны друг с другом. Вплоть до XVIII в. химия и врачебное искусство соприкасались настолько тесно, что нередко зна­менитые целители и аптекари одновременно были и выдающимися химиками.

Необходимо упомянуть некоторые другие важные письменные источники, донесшие до нашего времени главным образом сведения о теоретических представлениях в древности. Безусловно, это Библия, «Илиада» и «Одиссея» Гоме­ра, а также некоторые фрагменты сочине­ний древнегреческих философов. Среди наследия античной философии особо сле­дует выделить сохранившиеся отрывки из диалога Платона «Тимей», сочинения Аристотеля «О небе» и «О возникновении и уничтожении», а также книгу Теофраста «О минералах».

Из древнеримского периода до нашего времени уцелели два труда - «Естествен­ная история» знаменитого ученого Плиния Старшего и трактат Диоскорида «О лекар­ственных средствах», в которых подробно и очень интересно (хотя и не без ошибок) из­ложены не только представления античных философов о составе и свойствах веществ, но и многочисленные рецепты получения различных соединений и препаратов.

Покорение огня

Возможность осуществлять химические превращения некоторых веществ первобытные люди получили лишь тогда, когда научились разводить и подде­рживать огонь. Следовательно, процесс горения явился первым химическим пре­вращением, сознательно и целенаправленно используемым человеком в повсед­невной практике. Для первобытных людей огонь стал универсальным средством защиты от хищных зверей, холода и темноты и, что особенно важно, оказался необходимым средством труда. Согласно замечательному определению Карла Маркса, средство труда есть вещь или комплекс вещей, которые человек поме­щает между собой и предметом труда и которые служат для него в качестве про­водника его воздействий на этот предмет. «Укротить» огонь удалось лишь после того, как человек научился самостоятельно его добывать. Остроумные приспо­собления, предназначенные для сохранения и получения огня, накапливались и усовершенствовались в течение нескольких тысячелетий. Этот процесс продол­жался вплоть до второй половины XIX столетия, до изобретения спичек и первой зажигалки, и был направлен на достижение одной цели - сделать существование человека менее зависимым от господства природных стихий, превратить огонь во всеобщее средство труда. Таким образом, горение стало тем первым природным процессом, овладение которым оказало решающее влияние на всю последующую историю цивилизации, и по меткому выражению Ф. Энгельса, «окончательно от­делило человека от животного царства».

Зависимость от огня самого человеческого существования древними народа­ми ощущалась настолько, что у многих племен наблюдался его культ: либо сам огонь почитали как божество (огнепоклонники древней Персии, Сварог - бог огня славян-язычников), либо возникали легенды о даровании огня людям богами или эпическими героями (древнегреческий миф о Прометее).

Человечество еще находилось в каменном веке, когда - около 8000 лет до н.э. - произошла так называемая неолитическая революция, связанная с коренным из­менением в способе добывания пищи. Сначала человек стал разводить животных, а несколько позднее - выращивать растения. Создание нового, принципиально иного способа хозяйствования было длительным и сложным процессом, который проходил самостоятельно и независимо только в нескольких точках земного шара. Одним из древнейших центров возникновения земледелия и скотоводства являлся регион «Плодородного полумесяца» (Ближний Восток). «Плодородный полуме­сяц», бассейн Средиземного и Черного морей, некоторые районы современной Турции в различные периоды данного временного отрезка предоставляли наилуч­шие условия для эволюции людей. Именно в этих регионах человек осуществил самостоятельно, без всякого влияния извне, переход к новому экономическому ук­ладу и новому образу жизни в течение 1X-VII тыс. до н.э. Распространение земле­делия заставило человека перейти от кочевого образа жизни к оседлому; возникли постоянные поселения и первые города.

По мере накопления знаний о свойствах огня в различных районах земного шара первобытные люди усмотрели новые возможности его использования, осо­знали его важнейшее значение для совершенствования техники и условий жизни.

Уместно привести хотя бы неполный список химических ремесел, известных с глубокой древности, для которых было необходимо использование огня, глав­ным образом, как источника энергии. Прежде всего, это - крашение, мыловаре­ние, получение клея, скипидара, выделение древесной смолы и масел из семян различных масличных растений. Не менее важную роль огонь играл в процессе изготовления пива, получения сажи (важнейшего компонента красок и чернил) и других красителей, а также некоторых лекарственных препаратов. Например, знаменитую синюю египетскую краску готовили сплавлением в глиняных сосу­дах песка, соды и медных стружек. Таким образом, огонь, оказавшись в руках человека, породил немало разнообразных ремесел, многие из которых явились по существу первым опытом химического производства.

Древние племена стали использовать огонь для получения важнейших пред­метов обихода, в первую очередь, посуды. Зарождение гончарного производства стимулировало широкое применение первобытным человеком еще одного при­родного сырья - различных сортов глины. Первые глиняные фигурки датируются временами палеолита (около 27 тыс. лет до н.э.). Несколько позднее появляются глиняные сосуды для хранения воды и продуктов питания. Примерно в это же время возникает новая отрасль техники того времени - обжиг, создается гончар­ное производство, способное удовлетворить потребности первобытных людей в керамических сосудах и иных изделиях, предназначенных для сбора, хранения и перевозки воды и продуктов питания. Сосуды из древесины и кожи, применявшиеся до кера­мических, нельзя было подвергать нагреванию, поэтому использование сосудов из обожженной глины оказало огромное влияние на эволюцию человечества в целом, существенным образом раздвинув границы применения огня в технике и повседневной жизни.

Керамические изделия эпохи неолита, создан­ные в разных частях Земли, очень похожи. Они еще достаточно несовершенные, большей частью открытых форм, с толстыми стенками, сохранив­шие следы пальцев древних ваятелей. В позднем палеолите появляются сосуды с плоским дном, их начинают украшать вылепленным орнаментом; керамика, произведенная в разных местах, обре­тает самобытность форм и орнаментов.

В VI тыс. до н.э. в ряде регионов (Средняя Месопотамия, побережье Эгейско­го моря) ремесленники переходят к производству расписной керамики. Появля­ется лощеная керамика прекрасного качества (коричневых и красных или строго черных тонов). В этот же период при помощи обжига начинают производить не только посуду, но и кирпичи - ценный строительный материал. Человек получил возможность создавать прочное долговременное жилье даже в безлесных райо­нах, причем эти дома были в гораздо меньшей степени подвержены опасности возникновения пожаров.

Обожженная керамика использовалась также для отделки зданий. Прекрасным примером подобного рода прикладного искусства можно считать ворота Иштар в Вавилоне (см. цветную вклейку). В городах Хараппской цивилизации (долина реки Инд) кирпичные плитки использовали для мощения полов. В Вавилоне при­мерно в VI в. до н.э. искусство обжига кирпича достигло очень высокого уровня - в берлинском музее «Пергамон» хранятся образцы покрытий мостовых Вавилона, которые поражают воображение посетителей не только прочностью материала и качеством обработки, но и цветовой гаммой глазури.

Глина стала одним из первых природных материалов, с помощью которых че­ловек реализовывал свои художественные замыслы. Древние скульпторы совер­шенствовали свое мастерство в изготовлении фигурок животных и человека. Ке­рамические статуэтки девушек-кор, относящиеся к крито-микенской культуре, пленяют своим изяществом.

В бронзовом веке в государствах Междуречья и Египта ремесленники изоб­рели гончарный круг; после его внедрения изготовление керамики становится наследственной профессией. Примерно в тот же период происходит еще одно су­щественное усовершенствование в технологии гончарного производства: древние мастера начинают использовать глазурь (бесцветную или окрашенную) - стекло­видное защитно-декоративное покрытие на керамике, которое закрепляется об­жигом. Благодаря глазури пористые сосуды становились водонепроницаемыми, а разнообразные цвета и украшения превращали керамические изделия в подлин­ные произведения искусства. В Китае, благодаря использованию качественной белой глины - каолина, уже во II-I тыс. до н.э. производили тонкостенную глазу­рованную посуду. В Древнем Египте во II тыс. до н.э. появляется фаянс.

Использование устойчивых к нагреванию сосудов позволяло не только гото­вить более вкусную пищу, но и консервировать ее путем упаривания. Примене­ние различных методов термического воздействия на пищевые продукты помогло уже в древности сделать ценные наблюдения и важные практические открытия. Особо следует отметить выделение жира, получение травяных настоев и отваров, упаривание растворов, экстракцию целебных и ядовитых веществ из соков растений. В результате использования химических реакций с участием продук­тов, выделяемых из веществ растительного и животного происхождения, была усовершенствована технология выделки шкур животных, появилась возможность придавать им мягкость и эластичность, предотвращать гниение.

Наблюдения за изменением свойств жиров и масел при нагревании оказали большое влияние на развитие способов освещения. Открытое пламя костра и горящую лучину сменили факелы и масляные светильники. Только после этого стала возможна постоянная работа в темных закрытых помещениях, например, в шахтах и штольнях, пробитых в горах для добычи полезных ископаемых. На протяжении нескольких тысячелетий вплоть до второй половины XIX в. сжига­ние растительных масел и животных жиров оставалось основой разнообразных осветительных устройств.

Все приведенные факты подтверждают, что естественнонаучная деятель­ность человека зародилась не в момент появления первых теорий, а в гораздо более раннем периоде. Зачатки научных знаний возникли уже тогда, когда пер­вобытные люди стали осмысленно и целенаправленно применять химические и технологические процессы, которые могли изменять свойства веществ, с целью получения продуктов, необходимых для их жизнедеятельности. Овладение огнем позволило перейти от использования материалов, предоставляемых средой оби­тания, к первым попыткам осознанного выделения и синтеза веществ, и постави­ло качество жизни древнего человека на совершенно другой уровень, послужило мощным стимулом для последующего развития не только сфер науки и матери­ального производства, но и всей человеческой цивилизации.