Человек делает что-нибудь только от сильной нужды или из чистого любопытства. Наши предки на протяжении сотен тысяч лет прекрасно жили, обходясь каменными орудиями, пока под ногами валялось вдоволь кремня. Когда же он иссяк и добывать его, выражаясь современным языком, стало экономически невыгодно, кто-то обратил внимание на странные камушки, которые от ударов не раскалывались, а послушно меняли форму, особенно если их нагреть. То была самородная медь, и она изменила в жизни нашего вида абсолютно все.
Где и когда человек впервые выплавил металл? Как была изобретена бронза и почему ее освоили раньше железа? Чем отличались кузнецы в Европе и Азии и почему легендарный булат «изобрели» не металлурги, а писатели-романтики XIX века? Об этом корреспонденту chel.aif.ru рассказали археолог Елена Куприянова, которая уже четверть века раскапывает поселения бронзового века на Южном Урале, и ножевых дел мастер из Златоуста Владимир Герасимов.
Как по волшебству
Перековку самородной меди в наконечники стрел и копий трудно назвать металлургией в полном смысле слова.
Настоящая революция случилась, когда неизвестный гений догадался положить в огонь измельченную руду. Где именно и в какое время это произошло, современная наука сказать затрудняется. По словам Елены Куприяновой, археологам известно несколько районов в Анатолии, на Кавказе, в Сирии и других южных областях Евразии, которые могут претендовать на звание родины металлургии.
Считается, что именно с Предкавказья чуть более четырех тысяч лет назад пришли на Южный Урал люди, построившие в степях комплекс поселений-фабрик, известный как Страна городов. На территории современной Челябинской области первометаллурги нашли вдоволь руды, много древесины для топлива и в целом миролюбивых, хоть и застрявших в каменном веке, аборигенов. Почему бы здесь не задержаться?
Мировоззрение древнего человека было так устроено, что он не мог воспринимать металлургию иначе как разновидность магии. Как невзрачный камушек мог превратиться в сверкающий слиток? Естественно, только по волшебству. Этот процесс можно сравнить с получением золота из свинца, над чем безуспешно бились средневековые алхимики. Некоторые ученые указывают, что в ранних металлургических технологиях прослеживается символика ритуалов, связанных с плодородием и деторождением. Судите сами: печь — это чрево, откуда рождался металл в результате соединения руды, огня и воздуха, который закачивали внутрь мехами через керамические сопла весьма двусмысленной формы.
Польза от британских ученых
Изучение металлургического шлака, найденного при раскопках Страны городов, говорит о том, что сырую медь получали, скорее всего, непосредственно на рудниках, которые могли находиться довольно далеко. А уже в поселениях, за высокими стенами, шаманы колдовали над бронзой и конечными изделиями из нее. Происходило это в печах очень простой конструкции. По сути это были просто купола из глины высотой в полметра. Лет десять назад российские и британские археологи во время раскопок в Челябинской области устроили соревнование: нужно было построить рабочую плавильную печь так, как ее представляла каждая команда. На все про все ушла пара часов, еще сутки высыхала глина. Нужный результат — слиток бронзы — удалось получить в обоих устройствах.
Кстати, о бронзе. По словам Елены Куприяновой, первые сплавы на основе меди могли получиться случайно — благодаря естественному содержанию мышьяка в некоторых рудах. Такую мышьяковую бронзу делали, например, жители Аркаима. Позднее начались эксперименты с добавлением в медь олова и свинца. Так появилась возможность получать металл с разными свойствами на все случаи жизни. Например, из высокооловянистой бронзы можно было делать тонкое литье, из нее получались отличные украшения. А вот для орудий она не годилась, потому что была хрупкой.
Недавно при раскопках на поселении Степное было найдено два оловянных слитка, которые по каким-то причинам так и не пошли в дело. Это первые подобные находки за все годы изучения Страны городов. Олово привезли на Южный Урал очень издалека — чуть ли не с Алтая. В том же раскопе нашли останки какого-то чужеземца — возможно, представителя загадочных северных племен, обладавших передовыми для того времени знаниями в области металлургии. Вот такие были экономические связи в те времена.
Необходимость — мать изобретений
Почему же люди на протяжении тысячелетий занимались плавкой меди и бронзы, хотя железной руды, как мы знаем, в природе гораздо больше? Ответ прост: получить железо труднее. Раздуть древнюю медеплавильную печь до такой температуры, при которой происходит химическое восстановление железа, попросту невозможно. Ну и, возвращаясь к началу статьи: зачем придумывать что-то новое, когда в этом нет особой необходимости? Однако доступные залежи медной руды постепенно истощались, искать альтернативу хочешь не хочешь, а пришлось. Так начался железный век — где-то на рубеже II и I тысячелетий до нашей эры.
Мастер-оружейник и дипломированный металлург Владимир Герасимов знает о железе и стали почти все. Он даже изобрел собственную технологию изготовления дамаска. Владимир Юрьевич говорит, что вплоть до XIX века в Европе (в том числе и в России) оружейную сталь получали примерно тем же способом, что и в древности. В высокую печь, которую называют сыродутной, слоями укладывали руду и древесный уголь, а потом огромными мехами доводили температуру внутри до адских 1400 градусов. После остывания печь разбирали и доставали оттуда слиток железа, по структуре напоминающий губку. Путем проковки из него удаляли неметаллические включения и насыщали углеродом, так получалась сталь. Позднее придумали еще один способ — путем удаления лишнего углерода из жидкого чугуна.
Между тем, судя по летописям, еще в последних столетиях прошлой эры в Азии открыли тигельный процесс. Это когда, грубо говоря, в керамический горшок кладут шихту (смесь из железа и различных добавок) и добиваются ее полного расплавления в специальной печи. С этим изобретением непосредственно связана история булата — одного из самых загадочных материалов в истории металлургии, о который до сих пор ломают копья энтузиасты и профессионалы.
Ай да Пушкин, ай да!..
Как практикующий кузнец-оружейник Владимир Герасимов досконально изучил этот вопрос и пришел к неутешительным выводам для тех, кто считает булат чудо-сталью, клинками из которой можно с одинаковым успехом рассекать в воздухе шелковые платки и рубить рельсы.
«Вообще слово «булат» сейчас бытует только на постсоветском пространстве. Оно происходит от персидского «пулат», которое переводится как «тигельная сталь». Во всем мире, в том числе на родине этого металла, оно сейчас не используется, эти стали называют настоящей (тигельной или литой) дамасской сталью», — рассказывает оружейник.
Металлография исторических булатных клинков, которую самолично делал Владимир Герасимов, показала, что по структуре это действительно необычный материал: цементитные круглые включения в нем располагаются слоями, благодаря чему булат сочетает в себе твердость и вязкость. Однако по механическим свойствам он ничем не лучше современных углеродистых сталей, разве что немного превосходит их по пластичности и вязкости. В популярном у ножевиков тесте на разрезание каната старинные булатные клинки не показывают впечатляющих результатов — держат заточку не лучше простых инструментальных сталей и сильно уступают порошковым сталям.
«В средневековых персидских трактатах можно встретить записи о хладноломкости тигельных сталей. Видимо, в том числе и по этой причине булатные клинки не были особо популярны на севере континента. А потому и тигельная технология не находила там своего применения вплоть до промышленной революции, когда за счет нового топлива – кокса – смогли значительно повысить температуру в тигельной плавке», — считает эксперт.
По его мнению, миф о булате появился на рубеже XVIII-XIX веков благодаря писателям эпохи Романтизма. В это время холодное оружие перестало играть решающую роль на поле боя и по большому счету сошло с исторической сцены. Зато стало непременным атрибутом романов и поэм о рыцарях. Яркий пример такой литературы — роман Вальтера Скотта «Талисман», где описывается поединок короля Ричарда Львиное Сердце и султана Саладина. Последний, естественно, вооружен чудесной булатной саблей. Заметную лепту в мифологизацию булата в России внесли Александр Пушкин, Михаил Лермонтов и баснописец Иван Крылов.
Чем действительно интересен булат, так это тем, что его до сих пор так и не удалось воспроизвести. Владимир Герасимов утверждает, что даже знаменитый аносовский булат родом из Златоуста отличается от древних образцов. Возможно, когда-нибудь кто-то разгадает секрет этого металла. Но эта задача имеет скорее научный, нежели практический смысл.