Відродження

 

ЗМІСТ

 

• Людина — найвища цінність
• Що пов’язує ловчу сіть і пружину
• Кручу-верчу — просвердлити хочу
• Коли зникла професія переписувача рукописів
• Традиція чистити зуби
• Навіщо потрібна піч заввишки в два поверхи
• Леонардо, син пана П'єро з Вінчі
• Кишеньковий годинник чоловічий, а наручний — жіночий
• Які дзвони не дзвонять
• Коли олівці коштували як гарматні ядра
• Що вийде, якщо змішати зірку Сіріус, Юлія Цезара, Папу Римського і Новий рік в одній історії
• Чому перші мікроскопи називали «блошиними скельцями»
• Коли винайшли валізу для фекалій

Людина — найвища цінність

Кінець XIV століття ознаменувався початком однієї з найвидатніших культурно-історичних епох людства, що стала переломним етапом для історії Європи між Середньовіччям і наступним Новим часом. Італійський архітектор, художник і письменник Джорджо Вазарі, розмірковуючи про діяльність художників початку XVI століття, писав: «Після довгих років занепаду та варварства завіса, що оповила розум людей, чи то Божою милістю, чи то під впливом зірок несподівано спала, і художники раптом побачили істинно прекрасне. Почалося відродження — повернення людини до свого природного гармонійного стану у стосунках із природою». Згодом французькому історику Жулю Мішле так сподобалося це визначення часу, який настав після Середньовіччя, що він використав слово «Відродження» (французькою Renaissance — ренесанс) у назві розділу, присвяченого цьому періоду. Це підхопили й інші історики, і відтоді Відродження і Ренесанс стали синонімами і загальноприйнятими позначеннями переламної епохи в історії культури.

 

Найімовірніше, першопричиною Відродження стало падіння Візантійської імперії, унаслідок якого до Європи ринули біженці, які взяли із собою свої бібліотеки й твори мистецтва. Візантійці, на відміну від середньовічних європейців, були носіями античної культури, тож привезені ними «добре забуті знання» — з філософії, літератури, архітектури та мистецтва — стали справжнім одкровенням для жителів Європи. Так, наприклад, видатний політичний діяч Італії Козімо Медічі, поспілкувавшись із візантійцями, навіть заснував Академію Платона у Флоренції.

 

Зародившись в Італії, Ренесанс поширився по всій Європі, впливаючи на різні сфери життя: культуру, мистецтво, науку, літературу, філософію, політику. Цьому значною мірою сприяла поява в європейському суспільстві нових станів, які не брали участі у феодальних відносинах: торговців, ремісників, банкірів. Усім цим людям не були притаманні цінності, створені середньовічною церковною культурою, що проповідувала смиренність і відмову від комфорту на користь духовного розвитку. Тепер найвищою цінністю проголошувалася людина — її особистість, свобода і творча діяльність. Такий світогляд отримав назву «гуманізм» (від лат. humanus — людяний). Антична спадщина, з ученнями про значущість людського життя, самопізнання, ідеали краси і гармонії, сприймалася як яскравий приклад гуманізму.

 

Повсюдно почали виникати центри науки і мистецтва, діяльність яких не контролювалася церквою. Величезну роль у поширенні ідей гуманізму й античних знань відіграло винайдене в середині XV століття книгодрукування.

 

Ренесанс став періодом значних звершень у науці й мистецтві. До кінця XV століття епоха досягла найвищого розквіту, а в XVI столітті назріла криза. Церква, яка не бажала втрачати своєї влади, почала вживати рішучих дій для придушення нових віянь. Саме в цей період інквізиція була особливо жорстокою, сотні тисяч людей зазнали переслідувань і були страчені. По всій Європі тут і там спалахували громадські протести, що переростали у війни та революції. Ніщо вже не могло зупинити науково-технічного прогресу, унаслідок якого людство вступило в епоху Нової історії.

 

Що пов’язує ловчу сіть і пружину

Люди намагалися використовувати пружні властивості навколишніх предметів і матеріалів ще з доісторичних часів. Наприклад, помітивши, як боляче може вдарити зігнута, а потім раптово відпущена гілка дерева, хтось із стародавніх мисливців придумав змайструвати пастки, які працюють за таким же принципом. Гілка пригиналася до землі і якось закріплювалася в цьому положенні, а потім, якщо її зачіпала необережна тварина, різко розпрямлялася, завдаючи удару або захоплюючи здобич петлею. А зв'язавши два кінці пружної гілки, можна було виготовити лук — зброю, що дає змогу полювати або воювати, не наближаючись до жертви і не наражаючи себе на небезпеку.

 

З часом знаходилися все нові й нові матеріали, які можна було використовувати як пружини, тобто пружні елементи, здатні деформуватися під впливом навантаження, а потім відновлювати свою вихідну форму, після того як це навантаження зникає. Спочатку це були матеріали природного походження: рослинні волокна, сухожилля тварин, каучукові смоли. Навіть волосся і шерсть були першими прообразами пружин — ними набивали подушки і матраци, щоб можна було спати не на твердій, а на пружній поверхні (так-так, спати комфортніше саме на еластичному матеріалі — тому сучасні матраци і диванні подушки всередині мають пружини, а не м'яку набивку, яка не здатна відновити форму після зминання).

 

З освоєнням перших металів почали з'являтися складніші пружинні пристрої. Наприклад, одним із перших інструментів був пінцет, за допомогою якого жінки вже в давнину старанно вищипували собі брови. У III столітті до н. е. Ктесібій Олександрійський (той, який винайшов клепсидру — водяний годинник) розробив спосіб виготовлення пружних пластин із бронзи з підвищеним вмістом олова, які після виливання зміцнювали куванням. Такі пластини-пружини використовувалися, наприклад, у перших дверних замках — вони утримували двері зачиненими, поки їх не стискав ключ. Конструктор катапульт Філон Візантійський, що жив у той же час, виготовив зброю, яка метала важкі камені, використовуючи енергію великих пружинних пластин.

 

Уже в Середні віки, приблизно в 1220–1240-х роках, французький архітектор Віллар де Оннекур в альбомі зі своїми малюнками описав конструкцію мотопили, яка під впливом водяного колеса штовхала лезо пили в один бік, а потім тягла його назад, рухаючись у чомусь подібно до пружини.

 

Справжня ж «пружинна революція» відбулася на початку XV століття, коли якийсь невідомий майстер придумав розплющити пружну пластину до стану стрічки, а потім згорнув цю стрічку в рулон. Так з'явилися спіральні пружини, що згодом стали акумулятором енергії для різних механізмів на багато століть. Вони замінили собою масивні системи вантажів у годинникових механізмах, дозволивши зробити їх набагато компактнішими (саме завдяки цьому були створені перші кишенькові, а потім і наручні годинники). Крім того, спіральні пружини слугували джерелом енергії для замків, музичних скриньок, шарманок, механічних ляльок-автоматів, кінематографічних проєкторів, швейних і в'язальних машин, механічних бритв, заводних іграшок (між іншим, до появи елементів живлення — батарейок — заводні пружини були єдиним, що могло змусити іграшку рухатися, і навіть наприкінці XX століття заводних іграшок було значно більше, ніж на батарейках).

 

Завдяки промисловій революції, починаючи з XVIII століття, пружини стали вироблятися в масових масштабах. З'явилися їх нові типи та спеціальні машини для їхнього виробництва. Тепер пружини можна зустріти буквально всюди: від мініатюрних волосків, що підтримують кнопки смартфонів до величезних спіралей, що підпирають цілі будівлі і захищають їх від коливань під час землетрусів.

 

До речі, багато хто вважає, що слово «пружина» походить від слова «пружний». Насправді все навпаки — слово «пружний» походить від «пружини». А ця назва, у свою чергу, походить від старослов'янського «пружити» — неволити, докладати сили. Власне, пружиною (однокореневе слово « запрягати», тобто «обплутувати» коня) до XV — XVI століть називали ловчу сіть.

 

Лучковий дриль

Насосний дриль

Коловорот

Механічний дриль

Електричний дриль

 

Кручу-верчу — просвердлити хочу

Ще в доісторичні часи приблизно 35 000 років до н. е. — люди відкрили для себе переваги застосування інструментів, що обертаються. Було помічено, що набагато легше зробити отвір у якомусь матеріалі, якщо не просто намагатися з силою проткнути його загостреним каменем, а обертати цей камінь між руками. До того ж отвір при цьому виходив набагато рівніший і красивіший. Можливо, на цю думку людей наштовхнула вже відома на той момент технологія добування вогню тертям — за допомогою впертого у дощечку дерев'яного прутика, який обертали долонями. Хай там як, а палички з характерно зношеними кремнієвими наконечниками та численні просвердлені артефакти з кістки, рогу чи мушель, що належать до епохи верхнього палеоліту, археологи знаходять у всьому світі.

 

Пізніше, близько 10 000 років до н. е., стали з'являтися перші свердлильні машини, які робили процес ефективнішим. Отвори, як і раніше, отримували за допомогою палички з твердим наконечником (кам'яним або металевим), але обертали її вже не долонями, а спеціальним пристосуванням — лучковим механізмом. На паличку-свердло намотували мотузку, кінці якої прив'язували до дерев'яної палиці. Зовні конструкція нагадувала мисливський лук, звідки і походить її назва. При переміщенні цього самого «лука» вперед-назад «свердло» оберталося, роблячи отвір у дошці.

 

Так звана насосна свердлильна машина була винайдена у Римській імперії. По суті це був той самий лучковий механізм, але тепер для обертання свердла треба було переміщати ручку вгору-вниз — наче качати насосом. Головною перевагою перед лучковим дрилем тут було те, що свердло не просто оберталося, а й притискалося до поверхні матеріалу, тому зробити отвір вдавалося набагато швидше.

 

Лучкові та насосні пристрої продовжували використовуватися як ручні свердлильні інструменти протягом тисячоліть. Проте вони мали свої значні недоліки. По-перше, сила, що додається до свердла, значно обмежувалася міцністю мотузки та тертям між мотузкою і свердлом. Іншими словами, при свердлінні отворів у досить твердому матеріалі мотузка просто прослизала або рвалася. По-друге, через досить малу ефективність процес займав багато часу. По-третє, для роботи таким інструментом необхідний досить великий вільний простір, а це не завжди зручно у важкодоступних місцях. До того ж, свердло в таких пристосуваннях завжди повертається на обмежену кількість обертів, що незручно при свердленні досить глибоких отворів, та й точність невисока — через постійне биття свердла отвір можна зробити не зовсім там, де потрібно.

 

Нарешті на початку XV століття, а точніше у 1420-ті роки, у Фландрії (регіоні на півночі Бельгії) було винайдено принципово новий вид ручного свердлильного інструменту — коловорот, або бур. Він є П-подібною скобою, з одного боку якої розташований затискач для свердла, а з іншого — притискна рукоятка у формі гриба, за допомогою якої інструмент придавлюється до поверхні. Крім іншої форми цього пристосування, також вперше почали застосовувати свердла у вигляді спірального, або архімедового, гвинта. Завдяки цьому стружка відразу ж видаляється з отвору, що прискорює та спрощує процес свердління. Сам затискач, шпиндель (від німецького Spindel — веретено), був запозичений із текстильної промисловості, де такий пристрій слугував для подачі ниток на прядильний верстат. Зручність у фіксації обертальних інструментів або деталей з часом зробила шпиндель невід'ємним елементом не тільки дрилів, а й різних дерево- і металообробних верстатів.

 

Компактні розміри дозволили коловоротам швидко поширитися у всьому світі, чому значною мірою сприяли моряки, які возили їх із собою разом з іншими ручними інструментами.

 

Наступним важливим кроком у розвитку свердлильних пристроїв став винахід механічного дриля, у якому для обертання свердла використовувався привід із двома шестернями, зроблений у 1760 році англійським годинникарем Джоном Спінделом. Винахід першого електродриля приписують Артуру Джеймсу Арно та Вільяму Блану Брейну з Мельбурна, Австралія, які запатентували цей інструмент у 1889 році. Потім у 1895 році брати Вільгельм і Карл Фейн зі Штутгарта, Німеччина, створили перший портативний ручний дриль.

 

Сьогодні існує безліч видів ручних дрилів, які відрізняються розмірами, потужністю та призначенням. Мініатюрні електродрилі-викрутки можна використовувати як для свердління отворів, що ледь помітні оком, так і для відгвинчування і загвинчування різьбових з'єднань. А величезні дрилі-перфоратори, які іноді важко утримати навіть двома руками, здатні швидко просвердлити навіть надміцний залізобетон.

 

Однак слід зауважити, що навіть зараз, у добу електроінструментів, простий і ефективний коловорот все ще знаходить своє застосування. Цей пристрій більш легкий і компактний, ніж електродриль, до того ж він не вимагає електрики і може бути використаний у будь-яких умовах. Наприклад, різновид коловорота — бур — це улюблений інструмент рибалок для пробиття лунок у замерзлій поверхні водойм. Крім того, подібні свердлильні пристосування з успіхом справляються з набагато складнішими завданнями. Між іншим, однією зі сфер, де задіяні коловороти, є така галузь медицини, як нейрохірургія, де цей інструмент використовується для найскладніших операцій на головному мозку.

 

Коли зникла професія переписувача рукописів

Як відомо, перші книжки переписувалися від руки, що займало дуже багато часу, та й загалом процес був надзвичайно трудомістким. Якщо ж ще врахувати, що до того, як папір поширився Європою, книжки писалися на пергаменті — дуже дорогому та складному у виготовленні матеріалі з телячої шкіри, можна уявити вартість одного фоліанту (так іноді називають товсті старовинні книжки): на ці гроші можна було безбідно прожити протягом тривалого часу. Більшість книжок належали церковним установам, монастирям та університетам, які мали свої бібліотеки, доступні лише для обмеженої кількості осіб — науковців та студентів, які мали певні привілеї. Володіти приватною бібліотекою могли собі дозволити лише винятково багаті люди (іноді наявність навіть однієї книжки в сім'ї вказувала на почесне походження цього роду).

 

У XIV — на початку XV століття в Європі почався поступовий перехід від ремесел до мануфактур. Якщо раніше товари вироблялися від початку до кінця майстрами-ремісниками, які працювали самостійно або в маленьких групах, то в цей час стали з'являтися цілі підприємства, на яких кожен робітник виконував певне завдання, завдяки чому створення товару тепер залежало від кількох людей. А найважливіше — у мануфактурах для підвищення ефективності виробництва почали впроваджувати спеціальні машини та устаткування (ремісники зазвичай покладалися на ручну працю і прості інструменти).

 

Цей процес поступово торкнувся всіх сфер діяльності, зокрема й створення книжок — рукописний спосіб розмноження книжок змінився книгодрукуванням, яке прийшло зі Сходу, де вже протягом кількох століть було поширене в країнах Азії. Перші європейські друковані книжки створювалися за тією ж технологією, що й у Стародавньому Китаї — на дошці вирізали текст та малюнки, а потім із неї робили відбитки на папері.

 

Надруковані таким способом книжки були невеликими за обсягом і не відрізнялися високою якістю, але мали велику популярність завдяки доступній ціні. «Біблія бідних», «Дзеркало людського порятунку», «Життя і пристрасті Христа», різні невеликі підручники — подібна література мала надзвичайний попит у населення Європи епохи пізнього Середньовіччя. Не менший попит був на гральні карти, дешеві картини та календарі, які виготовлялися аналогічним чином, причому майстри безперервно вдосконалювалися у своїй справі й незабаром навчилися друкувати вже з обох боків паперового аркуша, а не з одного, як було спочатку.

 

Такий популярний і прибутковий напрямок приваблював кмітливих людей, які вигадували ефективніші та якісніші способи друку. Одним із таких підприємців був виходець зі старовинного німецького дворянського роду Ґонцфлейшів, який у 1420 році покинув рідне місто Майнц і зайнявся ремеслом ювеліра, взявши прізвище матері. Йоганн Ґутенберґ (так звали цю людину) всерйоз зацікавився можливостями друкарської справи, тому приблизно в 1436 став партнером Андреаса Дрітцена і Андреаса Хейльманна. Ретельно вивчивши всі наявні на той момент технології друкарства, зокрема й метод друку набірними літерами, в 1439 він створив перший у світі друкарський верстат, започаткувавши цілу індустрію.

 

Уміло використовуючи свої знання про метали, які він отримав, працюючи ювеліром, Ґутенберґ виготовив набір міцних літер — шрифт — зі сплаву свинцю, олова та сурми. Як виявилося, такий склад набагато краще підходить для друку, ніж будь-які інші матеріали, що використовувалися для створення літер. У поєднанні з іншими геніальними винаходами Ґутенберґа — спеціальною матрицею, що дозволяє швидко і точно формувати друковані блоки з єдиного шаблону, і ручним пресом, що забезпечує сильне та рівномірне притискання паперового листа до друкарської форми, — тепер можна було досягти дуже високої якості друку. А ще Ґутенберґу приписують створення водостійкого чорнила на олійній основі.

 

Друкарський верстат Ґутенберґа робив відбитки як на папері, так і на пергаменті. Окрім того, надруковані книжки були кольоровими. Професія переписувача рукописів, яка існувала століттями, тепер просто втратила свою значущість.

 

Незабаром друкарство поширилося по всій Європі, а потім і по всьому світу. Друковані книжки стали доступними для широкої аудиторії, у містах почали відкриватися громадські бібліотеки — усе це сприяло підвищенню грамотності та розширенню освіти загалом. Поява друкарських верстатів сприяла розвитку друкованих видань — газет і журналів. «Революція друку» привела до можливості передачі інформації та ідей, що спричинило масові зміни у суспільному житті людства.

 

Створена Ґутенберґом технологія друкарства залишалася практично незмінною до XVIII століття, коли лорд Стенгоуп побудував повністю чавунний прес, який дав змогу вдвічі збільшити і розмір друкованої площі. Промислова революція з її масовим використанням парових машин сприяла подальшому бурхливому розвитку друкарської справи. Фрідріх Йоганн Кеніґ у 1810 році створив швидкодрукарський верстат циліндричного типу. А винайдена в 1843 році американцем Річардом М. Гоу ротаційна машина могла друкувати вже мільйони копій сторінок на день.

 

Навіть сьогодні, у вік цифрових технологій, електронних комунікацій та масової комп'ютеризації, друкарська справа продовжує відігравати важливу роль у сучасному світі. Крім книжок, газет та журналів, друкарні випускають рекламні буклети, плакати, упаковку для товарів, листівки, запрошення, календарі, наклейки та іншу друковану продукцію.

 

Традиція чистити зуби

Про чистоту своїх зубів дбали ще первісні предки людини. Провівши експертизу останків зубів, вік яких перевищує 1,8 мільйона років, археологи встановили, що дрібні вигнуті ямочки на них — результат старанного видалення залишків їжі. Крім того, були виявлені предмети, які використовувалися як зубочистки: загострені гілки дерев, пір'я птахів, кістки тварин і навіть голки дикобраза.

 

Близько 3500 років до н. е. жителі Вавилону застосовували для чищення зубів спеціальні «жувальні палички» — гілочки спеціальних порід дерев, що містять ефірні олії (як правило, це практично всі плодові та ягідні дерева та чагарники). Один кінець такої палички розжовували, видаляючи наліт із зубів, а другим, загостреним, орудували як зубочисткою. Подібні палички знайшли в єгипетських гробницях, датованих 3000 роком до н. е., також вони згадуються в китайських записах 1600 року до н. е. та в індійській Аюрведі близько IV століття до н. е. До цього дня жувальні палички, які мусульмани називають «місвак», виготовляють із дерева Salvadora persica (або «дерево зубної щітки») і широко використовують у Північній Африці, на Аравійському півострові та у Центральній Азії. У Південній Індії для чищення зубів зазвичай застосовують гілочки німа або індійського бузку.

 

Перша справжня зубна щітка, що нагадує сучасну, була створена в Китаї в 1498 році. У документі, датованому цим роком, описуються китайські ченці, які чистили зуби за допомогою бамбукової палички, до кінця якої була прикріплена щетина сибірського вепря (виробники таких щіток навмисно обирали тварин із більш холодних регіонів, оскільки їхня щетина була міцнішою). Примітно, що перші зубні щітки використовувалися окремо від прообразів зубних паст — різних сумішей, які люди пальцями втирали в зуби та ясна для надання свіжості диханню та лікування запальних процесів.

 

Згодом зубні щітки з Китаю поширилися в усьому світі. До XVII століття цей предмет гігієни дістався і Європи, де замість щетини кабана почали застосовувати м'якший кінський волос.

 

Наприкінці XIX століття французький хімік і мікробіолог Луї Пастер мало не поклав край історії зубних щіток, довівши, що причиною багатьох зубних хвороб є мікроби, що активно розмножуються у вологому середовищі натуральної щетини. Щоб запобігти цьому, стоматологи запропонували щодня кип'ятити зубні щітки, але від цієї процедури предмет гігієни швидко ставав непридатним. Зламати ситуацію вдалося в 1937 році, коли фахівці американської хімічної компанії Du Pont винайшли нейлон — синтетичний матеріал, що ознаменував нову епоху в історії зубних щіток. Нейлонові щітки були вологостійкі, міцні та еластичні, а головне — на відміну від натуральних щетини або волосся, які під мікроскопом виглядають як пустотілі трубки, нейлонові ворсинки не мали порожнин і набагато швидше висихали, не створюючи середовища для розмноження мікробів. Щоправда, нейлон досить сильно дряпав ясна і зуби, але вже до середини XX століття вдалося зробити синтетичні волоски м'якшими. До речі, перша електрична зубна щітка, створена ще в 1939 році, не набула популярності саме тому, що сильно травмувала зуби і ясна, проте вже в 1960 році було налагоджено масове виробництво електрощіток моделі Broxodent.

 

Сьогодні існує безліч звичайних і електричних зубних щіток різного дизайну, форми і ступеня жорсткості. Цей звичний засіб для гігієни порожнини рота увібрав останні досягнення науки, перетворившись на зручний і безпечний інструмент. У січні 2003 року Массачусетський технологічний інститут навіть назвав зубну щітку винаходом людства номер один, оскільки без неї просто неможливо уявити життя сучасних американців.

 

Навіщо потрібна піч заввишки в два поверхи

Попри те, що в Китаї ще за тисячу років до нашої ери навчилися отримувати із залізної руди чавун, у середньовічній Європі продовжували видобувати залізо з так званої криці — грудки заліза впереміш зі шлаками, що залишався в печі після вигоряння вугілля. Крицю потім знову розігрівали й обробляли куванням, вибиваючи шлак із заліза кувалдами. Та й штукофени (так називалися сиродутні печі для виплавки заліза), які з'явилися в Європі наприкінці XIII століття, відрізнялися від сиродутних горнів, що використовувалися тисячоліття тому, лише наявністю чотириметрової труби для кращого повітряного потоку (тяги), а значить, більш потужного горіння в печі. Міхи, за допомогою яких повітря нагніталося в штукофен, качали вже кілька людей або водяне колесо, а крицю витягали з печі один раз на добу через спеціальні дверцята.

 

Продуктивність штукофена була набагато вищою за звичайну сиродутну піч — на день вдавалося отримати до 250 кілограмів заліза, частину з якого, завдяки досить високій температурі, навіть доводили до стану чавуну. Однак витягти такий чавун із печі в чистому вигляді не могли, оскільки при зупинці штукофена він застигав, змішуючись зі шлаками. Позбутися їх не виходило навіть куванням, оскільки чавун куванню не піддається, тому результат виплавки зрештою виходив низькоякісним і не підходив для виготовлення виробів. Штукофенний чавун називали «свинячим залізом» і найчастіше просто викидали, хоча іноді й намагалися якось використати — наприклад, робили з нього гарматні ядра (які розсипалися від удару об стіну) чи мостили дороги литою бруківкою.

 

Намагаючись підвищити продуктивність штукофенів, європейські металурги вирішили попередньо підігрівати повітря, що нагнітається в піч, і збільшити висоту труби. Так у середині XV століття з'явилися печі нового типу — блауофени. Більш висока температура, якої вдавалося в них досягти, справді значно підвищила вихід заліза з руди, але водночас збільшилася і частка того самого марного чавуну — тепер його було не 10%, як у штукофені, а цілих 30 %. Зрештою подібна модернізація найчастіше просто не виправдовувала себе.

 

Індуси, зіткнувшись із такою проблемою тисячоліттям раніше, вирішили зосередити свої зусилля не так на кількості, як на якості обробки заліза, що привело до появи булатних сталей. Європейці ж продовжили шукати способи підвищення продуктивності плавильних печей, у результаті на межі XV — XVI століть з'явилися домни (від старослов'янського «дмение» — дуття).

 

Розміри доменних печей були заввишки, як двоповерховий будинок, тому в багатьох мовах їх називали «високими печами». За рахунок великих розмірів, попереднього підігріву повітря і його потужної безперервної подачі (того самого дуття) все залізо з руди перетворювалося на чавун, який у розплавленому вигляді періодично випускався назовні, не встигаючи охолоджуватися і змішуватися із забрудненнями. Домни працювали цілодобово і ніколи не вистигали, видаючи за добу до півтори тонни чавуну. Тепер одержати чисте залізо було набагато простіше — його не треба було вибивати з криці, досить було просто переплавити його в горні. І хоча кування все одно було потрібне, тепер уже вибивали шлаки із заліза, а не залізо зі шлаків.

 

Поява доменних печей дозволила європейським країнам обігнати всі інші регіони за виробництвом заліза й дала потужний поштовх розвитку промисловості та економіки. Стало можливим створення великих металевих конструкцій, необхідних для зведення будівель, мостів та інших важливих для життя об'єктів.

 

Водночас висока витрата деревного вугілля для отримання заліза призвела до масового винищення лісів навколо металургійних заводів середньовічної Європи. Після того як було введено заборони на вирубку лісу, металургам довелося шукати способи покращення виробництва. Багаторічні досліди у цьому напрямі мали успіх лише в 1735 році, коли англійський промисловець Абрахам Дарбі II розробив спосіб виплавки сталі з використанням кам'яновугільного коксу — особливого матеріалу, що отримується з кам'яного вугілля. Тоді ж кам'яне вугілля стало використовуватися як паливо в доменних печах замість дров.

 

Відтоді металургія безперервно розвивалася — автоматизувалися численні процеси виробництва, удосконалювалися методи отримання сталей, знижувався шкідливий вплив на екологію. Однак сам процес виплавки заліза з руди за допомогою доменних печей досі залишається найпоширенішим. Хоча останнім часом альтернативою домнам є ефективний і екологічний метод прямого відновлення заліза, що отримує все більш широке застосування (Direct Reduced Iron. чи DRI). У процесі DRI отримують практично чисте залізо, при цьому завдяки відсутності необхідності використання коксу та інших додаткових реагентів значно знижується кількість шкідливих викидів в атмосферу порівняно з традиційними методами виробництва чавуну. Крім того, ведуться дослідження та розробки нових методів отримання чавуну та сталі, заснованих на використанні відновлюваних джерел енергії, які, цілком можливо, колись зроблять важку промисловість чистою та безпечною для довкілля.

 

Леонардо, син пана П'єро з Вінчі

Мабуть, найяскравішим представником епохи Ренесансу є італійський учений, художник, скульптор, архітектор, винахідник, письменник і музикант Леонардо да Вінчі (1452-1519).

 

Народився Леонардо в невеликому містечку Вінчі недалеко від Флоренції (да Вінчі — це не прізвище, як вважає багато хто, повне ім'я Leonardo di ser Piero da Vinci перекладається як «Леонардо, син пана П'єро з Вінчі»). Мати хлопчика, Катерина, була служницею, а батько, П'єро, — багатим юристом і землевласником. Дитину в трирічному віці розлучили з матір'ю: батько забрав сина на виховання у свою сім'ю, після того як одружився з багатою і знатною дівчиною. Згодом Леонардо все життя намагався відтворити образ матері у своїх картинах.

 

Навчанням хлопчика опікувався його дід Антоніо. Примітно, що Леонардо за своє життя так і не здобув освіти в традиційному розумінні — він ніколи не навчався в школі або університеті. У сім'ї він ознайомився з основами читання, письма та арифметики, а всі інші широкі та глибокі знання цей геніальний чоловік опанував самотужки.

 

Уже з раннього віку проявилася пристрасть хлопчика до малювання, тому чотирнадцятирічного Леонардо віддали учнем до майстерні відомого флорентійського художника і скульптора Андреа дель Верроккіо. Тут, крім живопису і скульптури, Леонардо вивчав основи хімії, креслення, а також навчився працювати з металом, гіпсом і шкірою. У 20 років Леонардо да Вінчі отримав кваліфікацію майстра в Гільдії святого Луки — об'єднанні художників, скульпторів і друкарів.

 

Хоча Леонардо заслужено вважається одним із найвидатніших художників усіх часів (тільки щоб поглянути на його «Мону Лізу», щороку паризький Лувр відвідують близько 10 мільйонів людей), відомі всього лише 17 його робіт із підтвердженим авторством. Пов'язано це, насамперед, з різною спрямованістю інтересів цієї людини. Займаючись науковими дослідженнями та інженерними проєктами, він часто довго не брався за живопис.

 

Проте талант Леонардо як живописця незаперечний. За свідченнями сучасників, одного разу Верроккіо отримав замовлення на картину «Хрещення Христа» і доручив Леонардо написати одного з двох янголів. У ті часи це було звичайною справою: учитель створював картину разом із помічниками-учнями, причому найталановитішим і найстараннішим довіряв виконання цілого фрагмента. У підсумку два янголи, написані Верроккіо і Леонардо, настільки явно демонстрували перевагу учня над учителем, що вражений Верроккіо закинув пензель і більше ніколи не повертався до живопису.

 

Бажаючи досягти максимальної досконалості в деталях, Леонардо старанно вивчав будову людського тіла, для чого виконав десятки розтинів у лікарнях Мілана, Флоренції та Рима. Його малюнки, що показують, як функціонують мозок, серце і легені, досі мають величезне значення для науки. Анатомічні малюнки Леонардо фактично заклали основу сучасної наукової ілюстрації.

 

А ще саме Леонардо ввів таке поняття, як «золотий перетин» (сам він називав це «божественною пропорцією») — таке співвідношення розмірів, за якого форма предмета має найгармонійніший і найгарніший вигляд. Таким чином, він розробив теоретичні засади краси, якими й досі користуються архітектори, дизайнери та навіть пластичні хірурги.

 

Творчий розквіт Леонардо-живописця припадає на 1480-1490-ті роки. У цей час Леонардо да Вінчі жив і працював у Мілані, де, крім іншого, проявив таланти в грі на лірі, а також у кулінарії та мистецтві сервірування — протягом 13 років він був розпорядником придворних бенкетів і навіть винайшов кілька кулінарних пристосувань, що полегшують працю кухарів.

 

Після того як Мілан був захоплений французькими військами, багато робіт Леонардо просто знищили, а сам художник у квітні 1500 року повернувся до Флоренції, де незабаром вступив на службу до відомого політичного діяча Чезаре Борджіа як військовий архітектор і генеральний інженер. Досліджуючи різні території, Леонардо створив безліч планів міст і топографічних карт, які не поступаються сучасним зразкам картографії. Однак на найбільшу увагу заслуговують винаходи, зроблені в цей період:

 

• танк (візок із гарматами, прикритий листами броні);
• вертоліт із гвинтом із накрохмаленої лляної тканини;
• парашут із семиметровим куполом;
• орнітоптер — прообраз дельтаплана з рухомими крилами, що приводяться в дію педалями;
• водолазний костюм у вигляді покритого воском шкіряного комбінезона з очеретяними трубками для дихання (саме Леонардо вперше застосував слово «скафандр» для позначення подібного вбрання, до цього скафандром — у дослівному перекладі з грецької людиною-човном — називали вправних плавців і пірнальників);
• автомобіль — триколісний самохідний візок із пружинним механізмом;
• кулемет у вигляді багатоствольної гармати з трьох рядів мушкетів;
• велосипед із двома дерев'яними колесами і педалями;
• людиноподібний робот-лицар, здатний рухати руками і шиєю, а також підніматися і сідати;
• рятувальний круг;
• парова гармата;
• скорострільний арбалет;
• зорова труба (телескоп) із двома лінзами;
• прожектор зі свічки зі збільшувальними скельцями.

 

Утім, більшість цих винаходів, хоча й набагато випередили свій час, не набули широкого застосування, а то й зовсім залишилися тільки у вигляді проєктів на папері. Єдиний винахід Леонардо, визнаний ще за його життя, — це колісцевий замок для пістолета, що застосовувався для займання порохового заряду. Цей механізм був настільки досконалим, що пістолети такого типу набули популярності в Європі й продовжували використовуватися протягом трьох наступних століть, аж до XIX століття.

 

На замовлення османського султана Баязида II Леонардо да Вінчі створив проєкт кам'яного мосту заввишки 40 і завдовжки 346 метрів. Для того часу така задумка була просто фантастичною, і від будівництва відмовилися. Лише 2001 року зменшена копія цього мосту за ескізами Леонардо була побудована в Норвегії.

 

У 1512 році 60-річний майстер переїхав до Рима, сподіваючись знайти там роботу і нові замовлення. Однак, на відміну від інших яскравих представників мистецтва епохи Відродження — Рафаеля і Мікеланджело, яким регулярно надходили замовлення від Папи Римського, Леонардо залишився незадіяним. Це вкрай засмучувало майстра, тому, коли йому надійшло запрошення від короля Франції, він охоче переїхав до замку Кло-Люсе. Тут він отримав звання першого королівського художника, інженера й архітектора. В останні роки життя Леонардо майже не звертався до живопису, але багато часу проводив над своїми роботами: проєктом каналу між Луарою і Соною, конструкцією спіральних сходів у королівському замку Шамбор, а також плануванням нової королівської вілли в Роморантені, задуманої як ідеальне місто з геометрично правильним плануванням.

 

2 травня 1519 року Леонардо да Вінчі помер на 68-му році життя і був похований у соборній церкві Сен-Флорентін замку Амбуаз.

 

Великий митець і винахідник залишив по собі близько семи тисяч рукописних аркушів, у яких задокументував свої спостереження, дослідження та винаходи. І хоча з них не було надруковано жодного рядка, проте в цих записах він постійно звертався до уявного читача і всі останні роки життя не полишав думки про видання своїх праць. До слова сказати, Леонардо однаково вільно писав як звичним чином — зліва направо, так і в дзеркальному відображенні — справа наліво. І багато його щоденників і записів за дивною примхою автора зроблені саме таким чином.

 

Леонардо да Вінчі першим проаналізував рівновагу рідини в сполучених посудинах, упритул наблизившись до відкриття, сформульованого тільки в XVII столітті, — закону Паскаля, першим досліджував закономірність розташування листя на стеблі рослин, запропонував спосіб визначення віку дерев за річними кільцями, досліджував будову ока і пояснив об'ємне сприйняття простору за рахунок бінокулярного зору (тобто здатності бачити одночасно двома очима).

 

Ідеї та теорії Леонардо продовжують надихати дослідників і вчених до сьогодні.

 

Кишеньковий годинник чоловічий, а наручний — жіночий

Кінець XV — початок XVI століть вважається періодом розквіту баварського міста Нюрнберга. Після того як у ньому утвердився новий світогляд епохи Відродження, воно стало одним із європейських центрів ремесел і науки. Важливу роль у цьому відіграло розташування Нюрнберга — місто було одним із двох торгових центрів на шляху між Італією та Північною Європою. Завдяки торгівлі та розвитку ремісництва Нюрнберг багатів, що притягувало до нього майстрів з менш успішних містечок. А там, де збираються найкращі майстри свого часу, здійснюються найпередовіші та високотехнологічні відкриття. Існував навіть вислів «нюрнберзький дух», що означав настрій винахідництва і новаторства. Один із літераторів того часу писав: «Нюрнберзькі жарти і викрутаси відомі в усьому світі». Інакше кажучи, це був справжній Apple часів Ренесансу, що дивував людей небаченими досі дивинами...

 

Мабуть, найцікавішою такою дивиною (і не менш популярною, ніж сьогодні айфони) став винахід нюрнберзького слюсаря Петера Хенляйна. У 1505 році він узяв помандер — мідну скриньку, за формою схожу на яблуко, у якій на ланцюжку носили різні пахощі (такий собі персональний «освіжувач повітря» до появи парфумів), — і помістив у неї годинниковий механізм. Так з'явився перший у світі портативний (тобто зручний для носіння) годинник, завдяки якому його власник міг дізнатися час будь-якої миті та в будь-якому місці.

 

Звісно, важливу роль у виникненні компактного механізму зіграла винайдена незадовго до цього спіральна пружина, яка забезпечувала хід механічного годинника без використання важких гир, як це було у баштових курантах. Утім, найбільш технологічні винаходи — ті, які втілюють у собі останні досягнення науково-технічного прогресу. До слова, головне нововведення кишенькового годинника полягало навіть не в його розмірах, а в тому, що механізм уперше міг працювати в будь-якому положенні — хоч у нахиленому, хоч у перевернутому. Годинник Хенляйна мав лише одну стрілку і заводився за допомогою невеликого ключика, а заводу вистачало на половину доби.

 

Точність найперших годинників була дуже низькою, і носили їх радше не для визначення часу, а як прикрасу, прикріплюючи до одягу або надягаючи на шию на ланцюжку. Пізніше подібні годинники робили в найрізноманітніших формах: у вигляді книжок, тварин, фруктів, зірок, квітів, комах, хрестів і навіть черепів.

 

Ситуація змінилася лише в XVII столітті, коли чоловіки стали носити годинники в кишенях (жіночі залишалися підвіскою аж до XX століття). Вважається, що сталося це 1675 року, коли король Великої Британії Карл II ввів у моду жилети. Однак навряд чи поява кишенькових годинників продиктована однією лише модою. Годинникові механізми того часу робили повністю із заліза, тому вони іржавіли через вплив негоди, у кишені ж їх можна було вберегти від вологи та забруднень.

 

Для зручності носіння кишеньковий годинник набув нової форми — круглої та сплощеної. У 1610 році майстри здогадалися закрити циферблат склом, а ще за кілька століть англійський принц Альберт придумав кріпити кишеньковий годинник до верхнього одягу за допомогою ланцюжка із затискачем. Приблизно з 1860 року годинники заводили вже не ключиком, а за допомогою заводної головки на корпусі.

 

1810 року Абрахам-Луї Бреге створив для королеви Неаполя Кароліни Мюрат годинник у вигляді браслета, після чого по всій Європі серед жінок поширилася мода на наручний різновид. Наприкінці XIX століття такий спосіб оцінили військові — використовувати кишеньковий годинник у бою або верхи на коні було вкрай незручно, тому його стали прив'язувати до зап'ястя. Згодом наручні годинники поширилися у всьому світі, практично повністю витіснивши кишенькові (сьогодні це радше незвичайний модний аксесуар, ніж звичний пристрій для вимірювання часу).

 

Упродовж усієї своєї історії годинникові механізми мали суттєвий недолік — сила, створювана заводною пружиною, була не постійною, а зменшувалася в міру її розкручування, тому годинник працював швидше одразу після заводу, а потім поступово сповільнювався. Годинникові майстри билися над розв'язанням цієї проблеми, створюючи все нові й нові пристрої та пристосування (часом настільки складні, що їхню ціну можна порівняти з вартістю спортивного автомобіля). Особливого успіху в цьому досягли у Швейцарії, де годинникова справа стала справжнім мистецтвом. Поступово годинники ставали дедалі складнішими і точнішими, з'явилися хвилинна і секундна стрілки, сонячний і місячний календарі. Виникло навіть нове поняття — «хронометр», що означає годинник з особливо високою точністю. Навіть сьогодні, коли годинники давно перестали бути чимось особливим і є мало не в кожному електронному приладі, від смартфона до мікрохвильовки, механічні хронографи, як і раніше, становлять велику цінність і є предметом колекціонування.

 

Які дзвони не дзвонять

Спробуйте опустити перевернуту догори дриґом склянку у воду. Ви побачите, що вода не потрапляє всередину склянки — її туди просто не пускає повітря, якому нікуди дітися (якщо, звичайно, не нахиляти склянку). А якщо взяти склянку досить велику, щоб у неї могла поміститися людина? Тоді можна буде оглянути дно водойми, вільно дихаючи під водою. Подібну ідею ще в IV столітті до н. е. висловив Арістотель, однак немає жодних свідчень практичного застосування цього винаходу на той час (хіба що легенди про те, як Александр Македонський досліджував морське дно якимось абсолютно дивовижним чином). Натомість достеменно відомо, що 1535 року італієць Гульєльмо ді Лорена застосував таку конструкцію на 22-метровій глибині для пошуку скарбів з галер, які затонули в озері Немі неподалік від Рима. Побудована ним конструкція була з металу, тому більше нагадувала не склянку, а дзвін, звідси й назва — водолазний дзвін.

 

Водолазний дзвін спускали краном зі спеціально підготовленого судна. А щоб він не перевертався під виштовхувальним впливом повітря, знизу до нього прив'язували ваги. Звісно, об'ємний і важкий водолазний дзвін не можна було пересувати по дну, але все одно він значно спрощував роботу водолазів, яким не доводилося щоразу виринати на поверхню, щоб набрати повітря в легені.

 

Були у винаходу і недоліки. По-перше, дзвін міг опускатися тільки на відносно невеликі глибини, оскільки тиск повітря всередині нього зростав зі зростанням тиску навколишньої води (із кожними 10 метрами глибини тиск води підвищується на одну атмосферу, тож, наприклад, на глибині 40 метрів тиск у п'ять разів перевищував атмосферний). По-друге, запас повітря в дзвоні був обмежений, тому й час перебування водолазів у ньому мав свої межі.

 

1689 року французький фізик Дені Папен припустив, що тиск і свіже повітря усередині водолазного дзвону можна підтримувати за допомогою нагнітального насоса або міхів, однак через відсутність на той момент досить потужних пересувних компресорів реалізувати цю ідею вдалося лише через 100 років британському інженеру Джону Смітону.

 

1691 року англійський астроном, фізик і математик Едмунд Галлей (той самий, на честь якого названо комету, що пролітає повз Землю кожні 75-76 років) розробив проєкт водолазного дзвону, який міг залишатися під водою впродовж тривалого часу завдяки спуску з поверхні обважнених бочок із повітрям. Використане повітря при цьому попередньо випускали крізь спеціальні крани. Крім того, дзвін Галлея був обладнаний оглядовими вікнами. 1775 року інженер-аматор з Единбурга Чарльз Сполдінґ покращив конструкцію Галлея, додавши систему балансирів для полегшення підйому й опускання дзвона, а також мотузки для подання сигналів команді корабля.

 

Подальшим етапом розвитку водолазного дзвона став кесон (від франц. caisson — ящик), перший зразок якого був побудований і використаний 1850 року. Цей пристрій відрізняється від водолазного дзвона більшими розмірами і незамінний під час будівництва сучасних мостів і підводних тунелів. Нижній край кесона лежить безпосередньо на дні або вдавлюється в м'який ґрунт, а повітря нагнітають у бокс за допомогою компресорів повітропроводами. Входять у кесон через герметичну шлюзову камеру.

 

Згодом водолазні дзвони з відкритою нижньою частиною змінилися повністю закритими конструкціями. У закритому дзвоні, як і раніше, підтримують тиск, відповідний зовнішньому тиску води, щоб організм водолазів не страждав від різких перепадів під час виходу у воду або повернення назад через спеціальний люк. Водночас дослідження глибин можуть відбуватися і зовсім без покидання дзвона — у цьому разі людина просто спостерігає за тим, що відбувається, через вікна і здійснює будь-які дії за допомогою зовнішніх механічних рук-маніпуляторів. Сучасні водолазні дзвони — це високотехнологічні підводні пристрої, призначені для тривалої роботи.

 

Утім, навіть закриті водолазні дзвони мають обмеження за глибиною занурення. Пов'язано це насамперед із необхідністю комунікації водолазної капсули із судном на поверхні (повітроводи й телефонні дроти). Якщо йдеться про багатокілометрові глибини, то шланги і дроти просто обриваються під власною вагою і впливом зовнішнього тиску. Для дослідження великих глибин використовуються батискафи — повністю автономні глибоководні апарати, винайдені 1948 року видатним швейцарським ученим Огюстом Піккаром. У 1953 році його син Жак на одному з таких апаратів досяг дна найглибшої точки світового океану — Маріанської западини (10 919 метрів).

 

Коли олівці коштували як гарматні ядра

Коли якась первісна людина, підкоряючись раптовому пориву, зобразила на стіні своєї печери сцени з повсякденного життя, які хвилювали її, почалася довга історія розвитку такого унікального виду людської діяльності, як малювання. У всі часи художники в малюнках висловлювали свої думки, почуття, фантазії та ідеї, передавали емоції і переживання, які іноді складно висловити словами.

 

Не дивно, що з розвитком цивілізації відбувався і розвиток малювання — змінювалися художні підходи, удосконалювалися матеріали й інструменти. У хід ішли не тільки фарби, які наносили пензлями, а й усе, що могло залишати сліди на поверхні: крейда, вугілля, пастель (від італійського pasta — тісто; спресована до розмірів крейди речовина, що нагадує тісто, тільки замість борошна в ній кольорові барвники). А для промальовування дрібних деталей використовували тонкі пензлики з вовни верблюда або білки. Між іншим, саме з цієї причини англійське слово pencil (олівець) походить від латинського penicillus (хвостик).

 

Крім усього іншого, було помічено, що на папірусі або пергаменті залишають чіткий сірий слід різні метали. Тому ще в Стародавньому Єгипті, а потім у Греції та Римі для креслення тонких рівних ліній застосовували маленькі свинцеві диски. Лише в XII столітті хтось здогадався, що набагато зручніше користуватися не дисками, а паличками: чернець Теофіл у своїх записах згадує, що для малювання та лініювання на пергаменті використовують «стилус, що складається зі сплаву трьох частин свинцю й однієї частини бронзи». Подібні металеві стрижні отримали назву «грифель» (від німецького Griffel — паличка). Свинцевий грифель залишав нечіткий сірий слід, а палички з олова — темніший і чіткіший. До речі, українське слово «олівець» походить саме від олов'яного грифеля.

 

У XIII-XIV століттях з'явилися грифелі зі свинцю з цинком, що отримали назву «срібні голки». А найдосвідченіші художники використовували грифелі з чистого срібла, слід від яких, спочатку блідо-сірий, з часом окислювався і набував коричневого відтінку. На відміну від інших металів, невдалі штрихи яких можна було стерти за допомогою хлібного м'якуша, срібло залишало слід, який не можна було стерти, тому вимагало високої майстерності при малюванні. До слова, технікою срібної голки досі користується багато художників.

 

У XIV столітті почали застосовувати грифелі з глинистого чорного сланцю — шаруватого мінералу, який легко розділяється на окремі стрижні. Тюркською мовою чорний сланець називали чорним каменем — олівець.

 

Стрижні з чорного сланцю, відомі також як італійські олівці, загортали в смужку шкіри, яку поступово розмотували в міру стирання грифеля. Пізніше замість сланцю стали використовувати порошок із паленої кістки, замішаний із рослинним клеєм. Лінії, намальовані такою сумішшю, — чіткі та насичені, тому італійський олівець набув значного поширення і використовується художниками дотепер, але цей інструмент для малювання все ж більше нагадує крейду, ніж звичні нам олівці.

 

Винахідником сучасного олівця вважають швейцарського енциклопедиста XVI століття Конрада Геснера, який 1565 року першим описав використання для малювання та письма стрижня, вставленого в дерев'яну оправу — щоб не забруднювати руки та заразом захищати крихкий стрижень від пошкоджень.

 

1664 року в англійському графстві Камберленд пронісся сильний ураган, який вивертав дерева з корінням. Після того як негода минула, пастухи виявили під вивернутим корінням темну масу, яку спершу прийняли за вугілля, проте підпалити її не вийшло. Натомість знайдений матеріал залишав помітні сліди на різних поверхнях, тому пастухи почали мітити ним овець. Так було відкрито графіт, що згодом став основним матеріалом для виробництва олівців. Варто зазначити, що назву «графіт» (від грецького графос — пишу) цей матеріал отримав лише 1789 року, коли вчений Карл Вільгельм Шеєле довів, що він складається з вуглецю, а не зі свинцю, як вважалося раніше. За короткий час графітові олівці набули величезної популярності. Але незабаром з'ясувалося, що графіт можна застосовувати у виробництві гарматних ядер, тому Велика Британія ввела жорсткі обмеження на вивезення графітової породи. Це призвело до різкого подорожчання олівців і змусило інші країни шукати вихід із ситуації, що склалася.

 

У 1719 році в Німеччині розробили метод отримання недорогих стрижнів із графітового порошку, змішаного з сіркою і клеєм. 1761 року столяр Каспар Фабер відкрив невелику майстерню з виробництва олівців, започаткувавши відому в усьому світі фірму Faber-Castell (другу частину назви компанії додали після того, як одна з представниць роду Фаберів одружилася з баварським графом Кастелем, тоді ж на гербі фірми з'явилися два лицарі). До речі, правнук Каспара, Лотар Фабер, 1851 року придумав робити олівці шестигранними, щоб вони не скочувалися зі столу. А 1883 року ця ж компанія першою почала масовий випуск кольорових олівців з використанням олійних пігментів, що додаються до складу грифеля.

 

1795 року свій замінник чистого графіту з'явився і у французів, яким під час Наполеонівських воєн не були доступні не тільки англійські, а й німецькі олівці. Ніколя-Жак Конте відкрив метод змішування порошкоподібного графіту з глиною, яку потім обпалювали в печі. Змінюючи пропорції, можна було змінювати твердість графітового стрижня. У 1802 році ця технологія була запатентована компанією Koh-I-Noor і застосовується донині.

 

Примітно, що англійські олівці з натурального графіту продовжували випускати аж до 1860-х років. А метод пресування графітового порошку в твердий графіт, відкритий Генрі Бессемером 1838 року, дав змогу повторно використовувати відходи розпилювання, підвищивши ефективність використання сировини.

1858 року американський художник Хаймен Ліпман запатентував кріплення гумки на одному з кінців олівця — відтоді виправляти помилки і стирати лінії стало зручніше.

 

1869 року інший американець, Алонсо Таунсенда Кросса, замислився над тим, як застосовувати олівець максимально ефективно, адже під час заточування майже дві третини його просто відправляються у відходи. У результаті був придуманий механічний олівець — графітовий стрижень, розміщений у металевій трубці, не потребував заточування і міг висуватися на потрібну довжину, а корпус олівця служив дуже довго.

 

Нині щорічно виготовляють до 20 мільярдів олівців. Від початку створення і до отримання готової продукції кожен олівець проходить 83 технологічні операції протягом 11 днів, а для виготовлення залучають 107 видів сировини та матеріалів. На жаль, для виробництва олівців щороку вирубують до 80 тисяч дерев, тому активно впроваджуються матеріали, здатні замінити деревину. До складу графітових стрижнів нині входять полімери, що дають змогу досягти необхідної міцності та еластичності, при цьому товщина стрижня може становити десяті частки міліметра.

 

Що вийде, якщо змішати зірку Сіріус, Юлія Цезара, Папу Римського і Новий рік в одній історії

Кожен із нас ще в ранньому дитинстві розуміє, що на зміну зимі завжди приходить весна, за весною настає літо, після літа — осінь, а потім знову починається зима. Природно, не могли цього не помітити і стародавні люди. Вони також спостерігали за тим, як Місяць на небі постійно змінює форму, причому не якимось випадковим чином, а завжди в одній і тій самій послідовності і за однакові проміжки часу (сьогодні це називають місячними фазами).

 

Намагаючись якось упорядкувати своє життя, люди ще в кам'яному віці стали підраховувати дні, зіставляючи їх із фазами Місяця і положенням зірок. Про це свідчить, наприклад, знахідка поблизу українського села Гонці — ікло мамонта з насічками, датоване 15000-10000 роками до н. е. Насічки ці точно відповідають фазам Місяця за чотири місяці. Річ у тім, що місячні фази допомагали планувати час збирання врожаю, визначати початок припливів і відливів, а різна форма і положення Місяця над горизонтом могли вказувати напрямок і час доби, що було потрібно на полюванні та в інших повсякденних справах. А ще місячні фази мали велике значення для магічних ритуалів первісних людей.

 

Так чи інакше, свої календарі, що ґрунтувалися на спостереженнях за небесними тілами — Сонцем, Місяцем або зірками — мали всі стародавні племена, а потім і перші народності. Приблизно 5 тисяч років до н. е. племена скотарів у південній частині сучасного Єгипту помітили, що під час літнього сонцестояння — найтривалішого дня і найкоротшої ночі в році — на небі з'являється яскрава зірка Сіріус. Вони підрахували, що між появами Сіріуса на небосхилі проходить 365 днів. Ґрунтуючись на фазах Місяця, цей довгий період розділили на 12 рівних частин по 30 днів, а залишок із п'яти днів просто помістили в кінець року.

 

Так з'явився перший прообраз сучасного календаря, який дав змогу передбачати розливи Нілу і вчасно сіяти перші сільськогосподарські культури, щоб вони не гинули від посухи і давали гарний урожай. Начебто все було просто і зручно... Але незабаром астрономи Стародавнього Єгипту помітили, що через кожні чотири роки Сіріус запізнювався на добу — за календарем рік закінчувався, а зірка не сходила. Поламавши голову над цим питанням, мудреці дійшли висновку, що в році не просто 365 днів, а ще й 6 годин — різниця, здавалося б, невелика, але за чотири роки дає якраз ту саму зайву добу. Однак переробляти календар єгиптяни не стали.

 

Зміни відбулися набагато пізніше — 46 року до н. е. римський імператор Юлій Цезар вирішив удосконалити календар єгиптян, розподіливши «зайві» п'ять днів у році між деякими місяцями. У результаті в одних місяцях вийшло по 30 днів, а в інших — по 31. Здавалося б, усе склалося якнайкраще, але в останньому місяці після такого розподілу було 28 днів. Оскільки рік у Стародавньому Римі починався з першого весняного місяця (тобто з березня), не вистачило днів для останнього зимового місяця, який був також останнім у році, тобто для лютого. «І так згодиться», — махнув рукою Цезар. До найкоротшого місяця раз на чотири роки було вирішено додавати зайву добу. До речі, саме тоді календар отримав своє ім'я. Річ у тім, що перші дні кожного місяця називалися календами (від латинського caleo — проголошувати), оскільки жерці оголошували про початок місяця на народних зборах.

 

А ще в календи було заведено сплачувати грошові борги, тому боргові книги іменувалися «календаріуми». Примітно, що дні відраховували не тільки від календ, а й до них — наприклад, «четвертий день до календ», «перший день до календ» (приблизно як ми сьогодні говоримо «за п'ятнадцять друга», маючи на увазі хвилини, що залишаються до цілої години). Тому рік із зайвим днем стали називати високосним: від латинського bis sextus — другий шостий, тобто не просто «шостий день до березневих календ», а «другий шостий день».

 

Календар, названий на честь Цезаря юліанським, був майже таким, яким ми користуємося сьогодні. Але саме «майже». Уся річ у тім, що під час ретельнішого підрахунку з'ясувалося, що тривалість року становить не 365 днів і 6 годин, а 365 днів, 5 годин, 48 хвилин і 46 секунд. Здавалося б, яку роль можуть зіграти 11 хвилин із хвостиком? Але за кожні чотири століття накопичувалося три зайві доби, і поступово календар почав відставати.

 

У XVI столітті цим питанням зацікавився сам Папа Римський Григорій XIII, оскільки відставання на той час становило вже цілих 10 днів. Потрібно зауважити, що в ті часи Папа мав значно більше влади, ніж деякі королі, тому можна сказати, що питанням недосконалого календаря зацікавилася найвпливовіша людина у світі. У 1582 році за його розпорядженням було внесено поправку: якщо рік закінчується на два нулі, то його вважають високосним тільки в тому разі, якщо кількість сотень у ньому кратна чотирьом (1600, 2000, 2400), інакше цей рік не високосний (1700, 1900, 2300). І хоча більше жодних принципових відмінностей від юліанського календаря не було, така поправка дала змогу «позбутися» трьох зайвих днів, які накопичилися за 400 років. Відтоді григоріанським календарем (саме так він став називатися) користується більшість країн світу, зокрема й ми з вами.

 

Однак зі впровадженням виправленого календаря було не все так добре, як хотілося б. Річ у тім, що з моменту введення нової календарної системи було вирішено перевести дату на 10 днів уперед — відразу після 4 жовтня 1582 року настало 15 жовтня. У католицьких країнах, які першими почали переходити на григоріанський календар, стали виникати різні проблеми. Наприклад, у Ризі місцеві купці навіть підняли бунт, оскільки зрушення на десять днів зривало терміни поставок і призводило до значних збитків. Бунтівники розгромили церкву і вбили кількох чиновників. У Бельгії та Нідерландах, де під час переходу відразу за 21 грудня 1582 року настало 1 січня 1583 року, люди залишилися без Різдва. Крім того, такі відомі письменники, як Мігель де Сервантес і Вільям Шекспір, згідно з документами, померли 22 і 23 квітня 1616 року, однак фактично це сталося з різницею в десять днів. Адже в Іспанії новий стиль діяв з перших днів, а у Великій Британії — лише з 1752 року.

 

В УНР григоріанський календар запровадили з 1918 року — 16 лютого стало 1 березня. Закон про це ухвалили 12 лютого 1918 року на засіданні Малої ради в Коростені. До слова, саме завдяки цій події з'явилося унікальне свято — Старий Новий рік, тобто Новий рік за старим стилем.

 

Варто зазначити, що і григоріанський календар не ідеальний. У ньому похибка в одну добу накопичується приблизно за 10 000 років, тому вже сьогодні розробляються проєкти більш точної та досконалої календарної системи.

 

А ще навіть нині існують країни, у яких продовжують застосовуватися свої власні календарі (хоча, звісно, для зв'язку з рештою світу вони користуються загальноприйнятим григоріанським). Прикладами є індуїстський календар вікрам-самват, ісламський, буддійський, єврейський, тайський національний календарі. Завдяки їм зберігається культурна та релігійна ідентичності різних народів, іншими словами — зберігаються традиції, які принципово відрізняють той чи інший народ від усіх інших.

 

Чому перші мікроскопи називали «блошиними скельцями»

До XVI століття в Європі вже чудово вміли виготовляти оптичні лінзи, а виробництво окулярів здійснювали громади ремісників. Потужний поштовх до подальшого розвитку оптики і навіть її виділення в окрему науку дали ідеї та теорії античних учених Птолемея, Арістотеля, Евкліда, Сенеки. Їхні роботи потрапили до Європи з Візантії разом з іншою античною спадщиною, що поклала початок Ренесансу. Крім того, розвиток алгебри і тригонометрії озброїв натуралістів новими методами вивчення й опису оптичних явищ. Завдяки такому збігу обставин з'явилися принципово нові оптичні прилади.

 

Наприклад, ще 1538 року знаменитий лікар із Верони Джироламо Фракасторо запропонував скомбінувати дві лінзи, щоб отримати максимальне збільшення. Подальшим розвитком цієї ідеї став винахід мікроскопа, уперше створеного 1590 року нідерландським майстром окулярів Гансом Янсеном. Утім, дату цю згодом назвав його син Захарій Янсен, тож маємо тільки сподіватися, що вона правильна, оскільки жодних інших документальних свідчень про цю подію не збереглося. Перший мікроскоп складався з кількох лінз і давав змогу збільшувати зображення маленьких об'єктів.

 

Іншим претендентом на звання винахідника мікроскопа був Галілео Галілей — італійський фізик, механік, астроном, філософ, математик, який здійснив значний вплив на науку свого часу. У 1609 році він розробив пристрій occhiolino (італійською мовою “оккіоліно” — маленьке око), або складений мікроскоп з опуклою та увігнутою лінзами. Одним із перших, хто застосував цей винахід у наукових цілях, став італійський натураліст Франческо Стеллуті, який розглянув за його допомогою бджолу і створив її докладний опис. До речі, назву приладу дав друг Галілея за аналогією з телескопом. 1665 року англієць Роберт Гук сконструював власний мікроскоп і випробував його на корку від пляшки. Між іншим, саме внаслідок цього дослідження в біології з'явився термін «клітина», що означає елементарну частинку будь-якого живого організму.

 

Заради справедливості варто зазначити, що перші мікроскопи не мали жодних пристосувань для зміни фокусу, до того ж об'єкти розглядалися в них при денному освітленні в падаючому світлі, тому зображення було вкрай поганим і спотвореним. З цієї причини значного поширення мікроскопи довгий час не набували. Першим, кому вдалося привернути до мікроскопа увагу наукового світу, став нідерландець Антоні ван Левенгук.

 

Майбутній «батько мікробіології» володів крамницею, де продавали тканини, і хотів бачити якість ниток краще, ніж крізь збільшувальне скло того часу. З цією метою Левенгук ґрунтовно вивчив усі наявні методи виготовлення лінз і в 1670-ті роки розробив власні методи їхнього виробництва. Виготовлені вручну мікроскопи Левенгука були відносно невеликими виробами з однією дуже потужною лінзою, що давала 200-300-разове збільшення, і додатковими пристроями для освітлення об'єкта, завдяки чому вдавалося детально роздивитись найдрібніші деталі та структури, невидимі раніше. Знадобилося близько 150 років розвитку оптики, щоб складний мікроскоп зміг давати таку ж якість зображення, як прості мікроскопи самоучки Левенгука.

 

У 1672 році німецький оптик Йоганн Штурм запропонував використовувати в мікроскопі дві лінзи замість однієї, але технології виготовлення і шліфування лінз, які існували на той момент, не давали змоги отримати зображення достатньої якості. До того ж досліджувані об'єкти розглядалися без жодного оброблення, просто в повітрі, наколотими на голку або затиснутими між двома скельцями. У результаті різка різниця між показниками заломлення повітря й об'єкта створювала додаткові труднощі для вивчення. Тому складні мікроскопи не застосовувалися в наукових дослідженнях аж до XVIII століття. Залишається тільки дивуватися, як видатним мікроскопістам того часу вдалося розгледіти найдрібніші деталі та зробити приголомшливі відкриття. Старовинні прилади, які в XVII столітті зневажливо називали «блошиними скельцями», оскільки в них розглядали переважно комах, за своїми можливостями не можуть зрівнятися навіть із простими сучасними шкільними мікроскопами.

 

Звісно, з часом мікроскопи значно удосконалилися. У 1893 році Август Келер розробив спосіб рівномірного підсвічування об'єкта під мікроскопом, а 1953 року нідерландський фізик Фріц Церніке отримав Нобелівську премію з фізики за розробку фазово-контрастного освітлення, завдяки якому вдалося отримати зображення навіть прозорих зразків без необхідності їх додаткового забарвлення. Це надзвичайно важливо, наприклад, під час вивчення живих клітин і мікроорганізмів. А всього через два роки, 1955 року, поляк Єжи Номарський винайшов ще досконаліший метод мікроскопії зі складною назвою «диференційно-інтерференційний». Взагалі, XX століття було надзвичайно плідним з точки зору розвитку мікроскопії. Один за одним з'являлися принципово нові методи досліджень. Наприклад, просвічувальний електронний мікроскоп (ПЕМ) і растровий електронний мікроскоп (РЕМ) використовують для отримання зображення пучок електронів, а рентгенівський мікроскоп — рентгенівські промені.

Скануючий зондовий мікроскоп (СЗМ), скануючий тунельний мікроскоп (СТМ) і атомно-силовий мікроскоп (АСМ) будують тривимірне зображення об'єкта на основі дослідження його поверхні лазерним променем. А ультрамікроскоп здатний виявляти настільки малі частинки, що їх просто неможливо спостерігати звичайними приладами, при цьому досліджуються навіть не самі частинки, а свого роду тіні від них. До слова, 1986 року Нобелівську премію з фізики розділили між творцем ПЕМ Ернстом Августом Рускою і винахідниками СТМ Гердом Карлом Бінніґом і Генріхом Рорером. А 2014 року Нобелівську премію з хімії отримали Ерік Бетциґ, Штефан Хелль і Вільям Мернер за створення флуоресцентного мікроскопа. Усе це вказує на важливість подібних досліджень у сучасній науці. Прилади нашого часу, здатні розрізнити окремі атоми в молекулах, використовуються в наукових дослідженнях, вони незамінні в медицині, матеріалознавстві та інженерії. А ще без мікроскопів неможливо уявити один із найперспективніших напрямків прикладної науки — нанотехнології, адже там збирають роботів розміром із порошинку з окремих молекул.

 

Вбиральня Стародавнього Риму

Туалетна кімната в середньовічному замку

Сер Джон Гарінгтон і його винахід — перший унітаз

 

Коли винайшли валізу для фекалій

Напевно, ні для кого не секрет, що всі на світі люди ходять до туалету. Це природна потреба всіх живих організмів — позбуватися зайвих речовин і відходів життєдіяльності. Попри те, що «туалетна» тема вважається непристойною і її намагаються не згадувати без зайвої потреби, «Британський медичний журнал» 2007 року назвав санітарні зручності найголовнішим винаходом людства. Зауважте, не антибіотики і вакцини від смертельних хвороб, а туалети і чисту воду в будинках! Щороку 19 листопада навіть відзначається Всесвітній день туалету, заснований Організацією Об'єднаних Націй.

 

Утім, на жаль, навіть сьогодні, за даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, у двох мільярдів людей на планеті немає туалетів із каналізацією, а ще 673 мільйони людей змушені справляти потреби, як мільйони років тому — просто абиде.

 

Звісно ж, набагато приємніше позбавляти свій організм від усього зайвого в комфортних умовах у спеціально відведеному для цього місці. Найдавніший відомий сидячий туалет, якому понад п'ять тисяч років, був виявлений у поселенні Скара-Брей на території сучасної Шотландії. У великому камені було вирізано спеціальний отвір, крізь який відходи падали в розташований під каменем природний грот. Звідти вони постійно вимивалися струмком, що протікав через грот.

 

Близько 2600 років до н. е. вже існували перші каналізаційні системи — їхні залишки археологи виявили в долині річки Інд у поселенні Мохенджо-Даро. Цілком можливо, що на той момент уже існували туалетні кімнати в будинках, але достовірних свідчень про це не збереглося, а катастрофа бронзової доби відкинула людство в розвитку на тисячоліття назад (наприклад, гаряче водопостачання у палаці шумерського царя вважалося у стародавніх греків красивою легендою).

 

Розкопки в місті Телль-ель-Амарн дають уявлення про те, якими були туалети в Стародавньому Єгипті близько 1400 років до н. е. Оскільки централізованої каналізації не було, більшість людей користувалися горщиками, а особливо багаті громадяни влаштовували на вулиці позаду ванної кімнати вбиральню, побілену вапном. Відходи життєдіяльності відправлялися у спеціальний ящик (ймовірний прообраз славнозвісної валізи), який періодично очищали раби.

 

Досить серйозно до вирішення туалетного питання підійшли у Стародавньому Римі. У VI столітті до н. е. тут було побудовано каналізаційну систему Cloaca Maxima (велика каналізація), яка залишалася найтехнологічнішою у світі спорудою такого штибу протягом багатьох століть. Численні стоки збиралися в один загальний канал, яким нечистоти спускалися в річку Тибр. Іншим каналом чиста вода з річки прямувала до вбиралень, замикаючи коло. Примітно, що римські громадські вбиральні були не тільки звичними і загальнодоступними (до 315 року н. е. в Римі налічувалося 144 громадські туалети). Ці заклади були таким собі прообразом сучасних соцмереж — нерідко такі місця використовувалися для спілкування, організації філософських бесід і ведення дискусій. Для цього два десятки кам'яних сидінь прилаштовували вздовж стін просторих кімнат, облицьованих мармуром або керамікою. Місця для особливо важливих відвідувачів навіть заздалегідь підігрівали раби.

 

Після розпаду Римської імперії напрацювання у сфері публічної гігієни залишилися лише у Візантії, а в усій Європі люди повернулися до горщиків, викидаючи їхній вміст просто на вулицю. У замках феодалів можна було побачити спеціальні туалетні кімнати, що виходили за межі основної стіни, нечистоти з них стікали прямо в кріпосний рів.

 

Навіть у найбільших містах каналізації не було, а жителі справляли потреби де завгодно. У результаті середньовічна Європа була вкрай смердючим і незатишним місцем. У Парижі 1270 року навіть було видано спеціальний указ, згідно з яким виливати нечистоти з верхніх поверхів будинків на вулицю було суворо заборонено. Попри це, проблема не вирішувалася, а в умовах страшної антисанітарії постійно спалахували епідемії чуми, холери, дизентерії й тифу.

 

Епоха Відродження ознаменувалася початком будівництва загальноміських стічних систем (знання в цій галузі, як і багато чого іншого, були завезені в Європу візантійцями). Однак просувалося це починання вкрай повільно — наприклад, будівництво міської каналізації в Лондоні завершилося лише 1865 року, після кількох особливо сильних спалахів холери в 1830-х і 1850-х роках.

 

Перший туалет із водяним змивом з'явився 1596 року. Його сконструював для своєї хрещеної — англійської королеви Єлизавети I — придворний поет сер Джон Гарінґтон. Свій винахід він назвав «Аякс» і детально описав його в книжці «Метаморфози Аякса». Конструкція мала спеціальний клапан для випуску промивної води з бака, а також спеціальну систему відведення нечистот. Великого поширення цей пристрій не набув, оскільки на той момент у Великій Британії, як зазначено вище, водопроводу і каналізації просто не існувало.

 

Потужним поштовхом для розвитку сантехніки стала промислова революція, що розпочалася наприкінці XVIII століття.

1775 року шотландський механік Александр Каммінґ удосконалив описану Гарінґтоном конструкцію, додавши S-подібний гідравлічний затвор, який використовується в сантехніці й донині. У цьому пристрої стояча вода запобігає витоку забрудненого повітря з каналізації, не допускаючи поширення неприємних запахів. 1778 року інший англійський винахідник, Джозеф Брама, створив чавунний унітаз із кришкою і поплавковим клапаном.

 

А 1880 року Томас Креппер представив пристрій дозованого зливу води, після чого туалет набув практично сучасного вигляду.

У 1883 році Томас Твайфорд модернізував модель Креппера, виконавши чашу з більш естетичного і гігієнічного фаянсу і оснастивши конструкцію дерев'яним сидінням. Цей виріб, який отримав золоту медаль на Лондонській міжнародній виставці 1884 року, почали випускати під торговою маркою «UNITAS» («єдність» у перекладі з латини — за задумом винахідника передбачалася єдність інженерної думки і практичного виконання). Відтоді слово «унітаз» для позначення гігієнічної чаші є загальновживаним.

 

Уперше з'явившись у Великій Британії, незабаром туалети зі змивом поширилися у всьому світі. На початку XX століття американці внесли в конструкцію унітазу важливі зміни, пов'язані з більш ефективним розподілом струменів води. Пізніше зливний бачок, який спочатку розташовувався вище для створення додаткового напору води, приєднали до самого унітазу. А 1980 року компанія Caroma з Австралії розробила бачок Duoset із двома кнопками для різного об'єму змиву — цей винахід дає змогу заощаджувати до 67 % води в кожному домогосподарстві.

 

Нині виробляють унітази різних форм, кольорів і розмірів. Вони можуть встановлюватися на підлозі або кріпитися до стіни, а зливний бачок часто монтується в саму стіну. Так звані «розумні унітази», напхані складною електронікою, вміють підігрівати сидіння до комфортної температури, омивають і сушать користувача після завершення біологічних процесів, автоматично здійснюють змивання, усувають неприємні запахи і навіть запобігають затіканню ніг від тривалого сидіння за допомогою масажу.

---