Наука и технология: Китай

ЧАСТЬ IV Великие империи
Глава 12. Мир поздней Евразии
12.3. Наука и технология: Китай

Подобно тому, как все части Евразии были связаны друг с другом сложной паутиной торговых отношений и ни одна область не была застрахована от последствий событий, происходящих в другой, не существовало и препятствий к распространению научных и технических достижений. Китай осознал это, потеряв монополию на производство шелка. Тем не менее не подлежит сомнению тот факт, что до XVII века Китай и, в несколько меньшей степени, мусульманские страны были наиболее развитыми государствами в Евразии и обладали наибольшим багажом знаний, научных открытий и технических изобретений.

Может показаться, что это утверждение противоречит традиционной точке зрения, преувеличивающей достоинства «западной цивилизации». Принято считать, что развитие «научного метода» и «рационального подхода» целиком и полностью принадлежит Древней Греции, а в перспективе — и всему «Западу». При таком подходе обычаи «Востока» неизменно должны казаться антинаучными и застойными. К сожалению, это часть общей тенденции, абсурдно переоценивающей достижения древних греков и недооценивающей все остальные культуры. Нет никаких сомнений в том, что Греция сыграла важную роль в развитии отдельных наук — например, евклидова геометрия намного опередила развитие этой науки в других частях Евразии (в то время как Китай и значительная часть исламского мира были намного сильнее в алгебре). Однако греки точно так же были способны совершать и крупные ошибки — как ошибочно, например, было птолемеево учение о существовании «кристаллических небесных сфер», сохранявшееся в Европе до конца XVI века, или мнение о том, что лучи света исходят из глаза смотрящего, а не от объекта.

Очевидно, что китайские научные достижения отторгали механистические, упрощенные взгляды, которые получили широкое распространение в Европе. Восток отдавал предпочтение органическому материализму, более целостному подходу, согласно которому все явления были связаны между собой общими закономерностями, которые возможно было познать. Как следствие, китайцы больше склонялись к теории полей и взаимодействия на расстоянии, чем к идеям раздробленности и механических взаимодействий. Такой подход не усложнял измерения и систематизацию, и китайские ученые могли одновременно создавать такие сложные инструменты, как сейсмограф (который уже использовался в Китае к 130 году н. э.) и штангенциркуль, деления на котором соответствовали десятичной системе исчисления.

Областью, в которой научные достижения Китая превосходили научные достижения всех остальных стран, была астрономия. Самое раннее описание солнечного затмения датируется 1361 годом до н. э., спустя примерно 300 лет после первого описания комет (так называемая «комета Галлея» была отмечена в 467 году до н. э.). К 635 году н. э. китайские наблюдатели уже знали, что хвосты комет всегда направлены в противоположную сторону от Солнца. Системное описание появляющихся на Солнце пятен велось с 28 года до н. э. — примерно за 1500 лет до начала споров о том, кто «открыл» это явление в Европе эпохи Возрождения.

Еще более значимыми являются описания новых и сверхновых, которые до сих пор используются астрономами — включая самую раннюю из ныне известных, появившуюся в 1400 году до н. э., а также ту, из-за которой возникла Крабовидная туманность в 1054 году н. э. — она известна только благодаря китайским и японским записям. Еще в VIII веке китайские ученые совершали экспедиции на Яву и другие острова, чтобы изучать созвездия Южного полушария. Китайские ученые рассчитывали положения звезд по градусам уже в 350 году до н. э. Современная астрономия отдает предпочтение разработанным в Китае экваториальным системе координат и расположению телескопа, а не азимутальной системе исламских астрономов и эклиптическим координатам греков. Экваториальная система координат, которой пользуются современные астрономы, создавалась на основе работ Тихо Браге — который, в свою очередь, узнал о ней в конце XVI века из арабских текстов, составленных поле того, как в XIII веке мусульманский астроном Джамаль-ад-Дин совершил научную экспедицию в Китай.

Не менее важным достижением китайцев была их система измерения времени. Они использовали водяные часы, заимствованные ими в Египте и Месопотамии, и применили к ним маятниковый механизм, на основе которого производятся все современные часы. Впервые это было сделано буддийским монахом И Сином в 725 году н. э., за шесть столетий до того, как подобные устройства стали использоваться в Европе. Однако китайские часы оставались гидромеханическими, в то время как в XIV веке в Европе появились более совершенные, полностью механические часы.

Сила китайской науки и технологий заключалась в том, что они предлагали практические решения существовавших проблем, внося таким образом значительные изменения в экономику и общественное устройство. Одним из первых решений такого рода было изобретение нового вида конской упряжи, с помощью которой лошади могли более эффективно перевозить грузы. Изначально лошади управлялись с помощью упряжи из подшейка и подпруги, подобной той, которая использовалась для волов, коров и буйволов. Она работала по принципу ярма, которое было эффективно, когда его использовали с крупным рогатым скотом, потому что такая упряжь располагалась вдоль позвонков, которые соединяли шею и корпус. Когда же такую упряжь использовали на лошадях, основная нагрузка приходилась на горло животного, ярмо сдавливало трахею лошади, и чем больше усилий лошадь прилагала в работе, тем труднее ей было дышать. Это удушение мешало использовать лошадей для перевозки тяжелых грузов и для распахивания земли, они оставались пригодными только для легких повозок.

Для более эффективного использования лошадей была необходима упряжь, которая распределяла бы основную нагрузку вдоль боков животного. Однако для этого требовались повозки другого типа: животное должно было запрягаться не в центральное дышло, а между двумя боковыми оглоблями, для чего требовалось было использовать повозку с поперечным бруском-вагой, чтобы она была более маневренной. Эта задача была впервые решена в Китае с появлением постромочной упряжи — упряжи с использованием грудного ремня, а также повозки с двумя оглоблями, в которой использовался спинной ремень, поддерживающий оглобли вверху и переносящий основную нагрузку на грудь лошади. Такая система позволяла лошадям перевозить тяжелые грузы, в особенности плуги, которые рыхлили плотную почву. Подобная упряжь была разработана в Китае в III веке до н. э., но она не была известна в Европе по крайней мере до 600 года н. э.

Следующим шагом на пути развития конской упряжи было появление специального мягкого лошадиного хомута, который располагался вокруг шеи животного и к которому прикреплялись оглобли на уровне плеч, так что лошадь толкала повозку вперед не грудью, а плечами. Такой вид упряжи позволяет лошади перевозить гораздо более тяжелые грузы и используется до сегодняшнего дня. В Китае он уже использовался к 500 году н. э., а в Европе не появлялся еще долгих пять столетий.

В Китае использовалось множество других изобретений — например, таких как тачка в III веке н. э., которая в Европе появилась лишь тысячу лет спустя. Высокое развитие металлообрабатывающей промышленности позволяло выплавлять чугун (в Европе он появился не ранее XIV века). В свою очередь это уже в VI веке дало возможность строить подвесные мосты на чугунных цепях — в Европе первый подвесной мост появился в 1740-х годах. В 610 году в Китае появился первый арочный мост — первым арочным мостом в Европе стал флорентийский Понте-Веккьо, появившийся в 1345 году. В 1675 году китайские мостостроители были приглашены в Россию, чтобы помочь при возведении мостов.

Глубокое бурение для добычи соли и природного газа впервые началось в Сычуани. Буровые головки были изготовлены из высококачественной стали и позволили делать скважины глубиной 600 м. Длинные бамбуковые трубы с клапанами использовались для того, чтобы выкачивать из скважин соляной раствор — такой же метод использовался при разработке первых нефтяных скважин в Америке в XIX веке.

Силу воды китайцы начали использовать примерно тогда же, когда и остальные жители Евразии — в первом столетии новой эры, но применяли ее не для перемалывания зерна, а при выплавке металлов и стали. Вода приводила в движение поршневые кузнечные меха двойного действия. Кривошип стал впервые использоваться в ротационных вентиляторных веялках в первых столетиях новой эры, а в Европе оставался неизвестен еще семьсот лет. Приблизительно к 1200 году китайцы объединили кривошип, шатун и поршень и, с помощью энергии воды, использовали такую конструкцию, как «воздухонадувную машину» для доменных печей и кузнечных горнов (такая конструкция имела все необходимые детали для того, чтобы работать в паровом двигателе — но работала в обратном направлении).

Типы конской упряжи
Схема 5. Типы конской упряжи
(А) древняя упряжь из подшейка и подпруги
(В) современная постромочная упряжь
(С) современная хомутовая упряжь
(D) древняя упряжь из подшейка и подпруги (вид сверху)
(Е) современная постромочная упряжь(вид сверху)
(F) хомутовая упряжь (вид сверху)
(G) хомутовая упряжь (вид сверху): использование ваги для того, чтобызапрячь двух лошадей в повозку

Энергия воды также широко применялась в текстильной промышленности, особенно при производстве шелка — длинные и прочные шелковые нити вполне годились для машинной обработки. К 1900 году в Китае уже была создана мотальная машина для шелковых нитей, которая производила два этапа обработки одновременно: коконы находились в горячей воде, а нити пропускались через прядильное кольцо и наматывались на большую бобину; также эта машина была оснащена примитивной формой водила — приподнимающей лапкой, которая равномерно распределяла шелк по бобине. В это же время была механизирована прялка: с помощью приводного ремня теперь можно было приводить в движение три веретена одновременно.

Среди самых значительных достижений китайцев этого времени — их достижения в мореходстве и навигации. Китайские корабли отличались по своей конструкции от кораблей из любой другой части Евразии. Чуань, или джонка, представляла собой прямоугольную коробку, предшественницей которой был доисторический бамбуковый плот. Она имела сегментную конструкцию: ее трюм был перегорожен поперечными перемычками, обеспечивающими наличие недоступных для воды отсеков. Когда в XIX веке европейским кораблестроителям стала известна эта технология, они стали применять ее и в своих кораблях. Корабли, построенные таким образом, могли быть по размеру гораздо больше кораблей с любой другой конструкцией, а квадратная транцевая корма давала возможность использовать рулевое перо начиная с I века до н. э. (в Европе оно стало известно только более тысячи лет спустя, в 1180 году). Начиная с III века н.э. у китайских кораблей появились косые паруса во всю длину корабля, которые позволяли кораблю хорошо идти против ветра, — европейские корабли с их квадратными парусами этого не могли.

Прекрасная мореходность китайских кораблей избавила китайский флот от появления весельных судов с гребцами-рабами, которые использовались в странах Средиземноморья до конца XVI века. Вместо них у китайцев были лодки, которые приводились в движение гребными колесами и использовались во время военных действий на реках и озерах. К XII веку у таких лодок могло быть до 23 колес: по одиннадцать с каждой стороны и еще одно на корме.

Навигацию китайцы осуществляли по очень точным картам и с учетом своих знаний о земном магнетизме. Изучение магнетизма — это исключительно китайское направление науки, которое начало развиваться благодаря попыткам даосистов научиться предсказывать будущее. В первых компасах (известных мусульманам как «парящие рыбы») в качестве стрелок использовались маленькие металлические рыбки. Они намагничивались не с помощью магнитного железняка, а путем раскаления докрасна — причем во время нагрева они должны были располагаться в направлении с севера на юг. Первое очевидное упоминание магнитных указателей относится к 83 году н. э., но, вероятно, они использовались и раньше.

Первые известные в Европе компасы датируются концом XII века, временем заимствования у китайцев кормового руля. По крайней мере за два столетия до этого китайцы уже знали о том, что северный магнитный полюс Земли смещен относительно географического северного полюса. Европейцы некоторое время пытались «настроить» свои компасы таким образом, чтобы магнитный и географический полюса Земли «совпадали». Знание магнетизма позволяло китайцам начиная с IV века н.э. создавать карты с точными координатами. К XV веку китайские судоходные карты показывали не только маршруты и показания компаса, но и длительность плавания, а также точки, в которых нужно было менять выгодный курс.