Павел Черноусов в «Родине слонов»

Существует мнение, что древние начали использовать железо раньше, чем бронзу, потому что выплавка последней — слишком сложная технология. О том, как на самом деле появилась металлургия, с какими химическими, геологическими и технологическими тонкостями имели дело древние металлурги на самом деле, рассказывает в новом выпуске «Родины слонов» кандидат технических наук, доцент кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий МИСиС, директор Музея истории МИСиС Павел Иванович Черноусов.

Стенограмма эфира программы «Родина слонов» с кандидатом технических наук, доцентом кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий МИСиС, директором Музея истории МИСиС Павлом Ивановичем Черноусовым.

Павел Черноусов – металлург по образованию и основной специальности, при этом прекрасно разбирается в истории технологий. Он сочетает научную деятельность и работу в промышленности с преподаванием в Московском институте стали и сплавов и исследованиями археометаллургии. Павел активно сотрудничает с ведущими археологами страны, занимающимися историей металлургии разных периодов, является автором многочисленных научных и популярных трудов в этой отрасли.

М. Родин: «Человек каменного века не мог придумать бронзу, потому что это сложный сплав, компоненты которого разбросаны по планете на несколько тысяч километров друг от друга. Поэтому, скорее всего, сначала был железный век, а потом уже бронзовый: железа много везде. Но, в свою очередь, железо нельзя расплавить на первобытном костре. Ты просто не достигнешь необходимых температур. И вообще металлургия – слишком сложная технология, чтобы она из ничего возникла у человека каменного века».

Не знаю, как вы, а я с такими утверждениями сталкиваюсь постоянно. Неужели металлургия – это действительно дар богов? Сегодня разберёмся.

Мы сделали уже несколько программ о развитии металлургии разных периодов времени (1, 2, 3). Но всегда возникают комментаторы, которые говорят, что археологи – это гуманитарии, которые ничего не понимают в этих процессах. В некотором смысле замечание резонно. Потому что действительно интересно посмотреть, как происходило освоение металла с точки зрения химии, геологии и других естественных наук. Поэтому сегодняшнюю программу мы посвятим развитию металлургии с точки зрения профессионального металлурга, и выясним, есть ли у таких специалистов разногласия с археологами.

На мой взгляд, самое большое количество заблуждений возникает из-за того, что люди думают, что металлургия – это единомоментный процесс: люди жили в каменном веке, и вдруг начали создавать сложные сплавы. И они не понимают, как так произошло. Я думаю, нужно обратиться к первоистокам, которые лежат ещё в каменном веке. Первые технологии были освоены ещё тогда.  

П. Черноусов: Безусловно. Мне кажется, это представление сложилось в последние 50 лет, когда большая часть населения оторвалась от реального производства. И тот факт, что на протяжении предшествующего времени люди как-то приспосабливались к окружающей среде и знали её намного лучше, забывается. Возникает представление, что новая технология где-то изобретается, и распространяется так же быстро, как новый смартфон. Человек складывался и антропологически, и с точки зрения орудий труда, которые он использовал, в течение десятков тысяч лет. И к тому моменту, когда появился металл в добавок к камню, дереву, кости, был уже хорошо налажен товарообмен. Первый металл мог спокойно путешествовать от Скандинавии до Северной Африки. Торговые пути уже существовали.

М. Родин: Насколько я понимаю, первая встреча с металлом и первое его использование началось ещё в палеолите. Как это проявляется? В каком виде вообще металл находится в природе?

П. Черноусов: Без всякого металла можно создавать совершенно уникальные предметы, которыми человечество к тому моменту пользовалось. Можно посмотреть топоры, которые одновременно использовались и как молотки. Элементы плуга, грузила на ткацком станке. Они выполнялись не просто функционально, но и с художественным элементом. Т.е. говорить о том, что сразу, как появился металл, началось освоение каких-то новых орудий труда, нельзя. Нож, камень, топор, скребки, серпы, и т.д. – это всё было ещё в камне смоделировано. Причём не только примитивным способом. С помощью костей животных осуществляли сверление. С помощью небольших камней на костях делали отрезы и получалось что-то вроде багра, пилы.

Были те области применения металла, которые с точки зрения металлических функций, потребительских свойств, достаточно быстро были задействованы. Можно посмотреть в Эрмитаже ранний бронзовый век Прибайкалья. Здесь всего четыре изделия из бронзы: крючки с правой стороны внизу, и иголочка с левой стороны, её даже трудно видно. Она полностью имитирует кость.

Т.е. металл встраивался в старую систему, которая была представлена огромным количеством материалов, постепенно, в течение тысячелетий. Можно следующее посмотреть, чуть более позднее время, но тоже примерно III тыс. до н.э.:

Великолепные сделанные из кости изделия. Причём обработаны они камнем, а не металлом. Эти изделия маленькие, 3-5 см. Прекрасно обработанные бронзовые предметы, наконечники стрел, с левой стороны, по всей видимости, фибулы, какие-то иголки, какой-то предмет украшения, похожий на топорик. Для обработки этих металлических предметов тоже использовался камень. Это делалось каменным молоточком на камне, который использовался в качестве наковальни.

М. Родин: К моменту начала использования металла человечество обладало большим количеством технологий, которые подготовили его к работе с этим материалом. Но ещё важно, что изначально люди смотрели на него не так, как мы сейчас. Они видели в нём просто красивые камни и источник для красителей. Ещё один важный момент – технологии производства керамики. Печи для обжига, управление температурой пламени – всё это основы для будущей металлургии.

П. Черноусов: Керамические изделия не были примитивными. Они тоже в каком-то смысле были произведениями искусства. А для этого требовались красители, чтобы это выглядело красиво. Можно продемонстрировать эти предметы, которые имеют возраст примерно 10 000 лет:

Шикарная неолитическая керамика из Санторина. Даже самые примитивные горшки были украшены. Хотя сейчас многие из них цвет, который придавался при производстве, утратили, там можно найти на поверхности красный цвет, синий, зелёный.

М. Родин: Я правильно понимаю, что красители – это металл, содержащий минералы?

П. Черноусов: Основными красителями были минералы меди и железа. Вся гамма цветов от красного через коричневый до жёлтого – это минералы железа. Вся гамма от голубого и светло-зелёного до синего – это минералы меди. Гамма так широка, потому что это сложные минералы, где кроме оксида железа присутствует ещё определённое количество воды. Там сложная формула, когда оксид железа, условно говоря, умножается на определённое количество молекул воды. И в зависимости от того, какое количество воды там находится и как происходит процесс кристаллизации этого минерала, формируется его цвет. А при прокаливании этот цвет менялся. Очень давно было замечено, что если взять камень определённого цвета, сделать из него порошок и нанести на поверхность изделия, то в процессе обжига цвет меняется.

М. Родин: Правильно ли я понимаю, что охра – это тоже один из оксидов железа, который тоже имеет отношение к металлургии? И там чуть ли не карандаши делали из этой охры.

П. Черноусов: Безусловно. Первые совсем маленькие кусочки металла, то, что называется королёк, появились, вероятнее всего, как раз в процессе керамического производства, которое, наверное, совмещали с обжигом минерала, который находился внутри керамики. То, что потом стало называться тиглем. При создании керамического изделия можно было положить внутрь уже известный минерал, из которого потом получали краску. Но при определённых уровнях температуры побочным, причём стабильным, часто повторяемым продуктом процесса получалась не краска, а металл.

Поскольку конструкция керамических горнов совершенствовалась, температуры повышались, количество обрабатываемого материала увеличивалось, то попутно вполне логично могли получать корольки металла.

В наскальной живописи цвета красок разные. Но это всё охра: и красный цвет, и жёлтый, и оранжевый.

Это краска на основе гематита. Это основной минерал железа с самой высокой степенью его окисления. Его на нашей планете много. В процессе извержения вулканов происходит излияние магмы, дальше железо окисляется. Эрозией, водными потоками оно распространяется по планете. И основная форма существования железа в окружающей нас среде – это различные глины с повышенным содержанием оксидов железа, обогащённые водой. И вся эта гамма цветов от жёлтого до красного на лугах, на болотах, на лесных опушках, особенно там, где много рек – это последствия миллионов лет отложения железа, которое изверглось из земли, а потом водными потоками и эрозией было доставлено к нынешним местам его нахождения.  

М. Родин: Как в природе встречается металл? Это просто цветной камень?

П. Черноусов: Да. Характерным элементом, который заставлял обращать внимание на этот камень, является цветовая гамма.

С медью ситуация не хуже, чем с железом. Её, конечно, намного меньше. Но определённым преимуществом меди является то, что там, где она локализована, она даёт очень яркие минералы. Если посмотреть, как выглядит бирюза, азурит, малахит, другие минералы меди, которых раньше просто было больше. Они формируют на поверхности месторождения такие «шляпы», где, с одной стороны, прорастают красивые кристаллы, а с другой – есть красивые камни.

Похоже, что одним из самых движущих элементов развития цивилизации был как раз тот факт, что у людей присутствовало чувство эстетики. Эти красивые камни были ценны сами по себе. Я думаю, что тяга к прекрасному была присуща древнему человеку, может быть, даже больше, чем современному. Надо было чем-то украсить шкуру, в карман что-то положить, горшок покрасить в голубой цвет.

Медь – «инородный» металл для Солнечной системы. Металлы, которые тяжелее железа, могут сформироваться только в результате взрыва сверхновых. Поэтому почти все металлы, известные в древности, кроме железа, «выпали» на нашу планету позднее. Где-то их много, но они в своей массе выделяются из тех свойств, которые есть у железа, алюминия, кальция, которые имманентно присущи нашей планете.

Поэтому в этой «шляпе» есть самые разные кристаллы, там есть минералы, которые можно перетереть в порошок, и там же есть самородная медь. Потому что, когда формируется комплексное месторождение, обогащённое медью, оно промывается потоками горячей воды из недр земли, и формируется гидротермальное месторождение, где можно найти медные самородки. Весь комплекс в некоторых местах формировался на поверхности сразу. Здесь можно найти и маленький медный самородочек, и здесь же – красивые цветные минералы. Оно не лежало всё рядом, но если поискать, оно здесь есть.

А дальше у тебя есть самородок, свойства которого ты знаешь, а потом получаешь королёк металла. И их можно сопоставить.  

М. Родин: Насколько было глубоким понимание того, что металлы различны? Как, например, открыли ртуть?

П. Черноусов: Даже в языке древних народов понятия «металл» не было вплоть до философии древних греков. В Египте, например, было понятие скалистого золота, песчаного золота, рассыпного золота. Т.е. главной характеристикой этого металла было не то, что это золото. А то, что это металл из какого-то региона. И, как правило, свойства этого металла, даже внешний вид, способы обработки, цвет и качество изделий были, действительно, разными. И так было в течение долгого времени, пока где-то уже в I тысячелетии до н.э. было сформулировано понятие металлических свойств, которое вошло в первые философские концепции.

Что касается ртути, ситуация следующая. Есть металлы совсем самородные. Это золото, это медь в основном. Медь, как самородок, встречается в тысячу раз чаще, чем золото, поэтому, скорее всего, первым металлом цивилизации было не золото, а медь. Золото тяжёлое, и его можно добывать, как постоянный попутный продукт промывки. Люди, которые всегда жили у воды, могли находить самородки среди камней в реке. А для жителей предгорий альп, где водные потоки в древности выносили всё, что угодно, золотые самородки вообще не являлись чем-то удивительным. Есть такая теория.

А некоторые металлы в земных условиях окисляются или вступают во взаимодействие с серой в следствии вулканической деятельности. Ртуть, свинец и олово не образуют большого набора минералов, в отличие от железа и меди. В некоторых местах соединения ртути в основном в виде киновари локализовались. Это главный и практически единственный минерал ртути.

Есть самородная ртуть в виде капелек. На Алтае, в Казахстане, например, есть несколько таких месторождений. Могли обратить внимание на самородную ртуть, а потом посмотреть, из каких минералов она взялась, с чем рядом она находится.

Могли как побочный продукт. Потому что, как правило, все древние месторождения вследствие своего космического происхождения находятся одно рядом с другим. Довольно много зон на нашей планете, где минералы древних металлов все находятся близко друг от друга. Например, Пиренеи в Испании, альпийский регион, практически вся Турция, ну и дальше очень благодатный пояс, где, по существу, присутствуют минералы всех металлов.

М. Родин: Правильно ли я понимаю, что самородки просто начали использовать точно так же, как каменные орудия? Просто оббивали их и придавали им форму, заметив, что они мягче.

П. Черноусов: На картинке ниже показан процесс производства древней бронзы в Этрусской Ривьере.

Древние слитки меди выглядят не очень сильно похожими на металл. На картинке ниже показан мастер с маленьким каменным молоточком (сейчас бы его назвали кузнечным молотом). Оббивая слиточек, он получает клин, который использовался потом возможно в виде наконечника копья или стрелы.

Т.е. металл постепенно входил в обиход, вытесняя постепенно другие материалы, исходя из своих функциональных возможностей, и того факта, что его становилось больше, его свойства становились более понятны. При этом за счёт своей редкости и, наверное, эстетики он постоянно использовался в ритуальных целях.

В знаменитом Варненском некрополе больше всего поражает, что если посмотреть особенно захоронения, где рядом лежат предметы из бронзы и золота (бронзы тут меньше), бронзовые предметы явно имеют чисто ритуальный характер. Это знак статуса.

М. Родин: В каком порядке происходило замещение каменных орудий труда? Правильно ли я понимаю, что украшения возникли в первую очередь? Какие первые металлические предметы мы знаем?

П. Черноусов: Практически сейчас никто не спорит, что первым металлом, который стали использовать широко, была медь. Медь и золото помимо всего прочего, они жёлтые и золотистые. Золото гораздо лучше поддаётся обработке. Поэтому на нём было проще и быстрее отработать технологии. Всё, что связано с получением какой-нибудь фольги, проволоки, каких-то замысловатых изделий, и с точки зрения литья. Золото никогда не бывает без примесей серебра и других металлов. Температура плавления – около 800 градусов. У чистого золота, конечно, выше. В тигельке, на хорошем костре мы получаем расплав. Заливаем его в какое-то углубление на камне или на земле, и уже есть кольцо или какую-то пластинку. С медью было сложнее. Для неё были нужны более высокие температуры. Во-вторых, её нельзя разбить в тонкий лист. А золото можно. Все технологии, кроме горячей ковки, были освоены на золоте.   

Но меди было больше, поэтому пробовали и на ней. Древний человек плохо отличал золото от меди. И опытным путём постепенно постигал их свойства. Со временем золото пошло больше в сферу украшений, медь, бронза – в большей степени в сферу охоты. Это происходило постепенно.

М. Родин: Люди часто спрашивают, как древние могли достичь в костре такой высокой температуры. Во-первых, это изначально уже в природе существующий сплав, соответственно, температура нужна меньше. Во-вторых, не плавили до жидкого состояния. Самородок можно было просто нагреть, и тогда его проще обрабатывать с помощью кузнечной ковки

П. Черноусов: Золото даже и нагревать не надо. Самородок можно практически сразу обрабатывать, если это хороший, твёрдый, плотный камень. Другое дело, что огонь был хорошо известен человеку уже 30 тысяч лет назад. То, что можно что-то нагреть и получить тестообразную или жидкую форму, известно было очень давно. Почему бы не попробовать нагреть камень? Тем более, тут же получили эффект, что если слиток выливается в какую-то форму, то он её сохраняет. Похоже, что литейные свойства первых металлов были настолько давно обнаружены, что им не менее 10-12 тысяч лет, а, скорее всего, намного больше.

М. Родин: На каком уровне находились технологии, когда человек освоил металлы в естественной среде, ещё до бронзы? Из золота делали украшения. Из меди – орудия труда. Какие?

П. Черноусов: Из меди тоже делали украшения и ритуальные предметы.

Я сделаю небольшое отступление. Современное понятие «сплав» – это очень часто сплавление металлов. Мы имеем два металла в жидком виде, желательно чистых, и сплавляем. Но в действительности сплав – это химическое соединение. Когда мы говорим о меди или бронзе в древности, это значит, что основой этого металла является медь, как химический элемент, а примеси к ней дают определённые свойства. Поэтому, вообще говоря, медь в древности – это не медь, а некие сплавы на её основе. Просто там небольшое количество примесных, легирующих элементов.

Бронза получалась главным образом в виде природного сплава. Т.е. из руды сразу получали бронзу. Для регионов, где были предпосылки для её производства таким естественным путём, и где научились её делать, можно было и слитки продавать, и изделия, заготовки. Сейчас есть серьёзные исследования, которые показывают, что древнейшие бронзовые торговые пути сформировались ещё до древних государств. В IV-V тысячелетии до н.э. бронза из регионов Средней Азии уже отправлялась в Месопотамию и Египет.

Изделия тогда всё равно имели статус ритуальных. Но уже бронзовый нож может использоваться каким-нибудь военачальником, или мастер-ювелир может пользоваться маленьким молоточком для обработки золота. Или какой-нибудь пестик для разминания минералов, чашечка для получения косметики. В массе таких предметов металл очень быстро вытесняет камень.

М. Родин: Ты говоришь про маленькие предметы. Правильно ли я понимаю, что это технологическое ограничение за счёт того, что плавили в тиглях? Расскажи про эту технологию.

П. Черноусов: Правило, что как только метал появляется, его очень мало, он очень дорогой и редкий, работает до сих пор. Наполеон Бонапарт подарил своей будущей супруге алюминиевые серьги. Это было настолько круто, что только он мог себе позволить. Другой пример. В броненосцах использовалось огромное количество высококачественного металла. Но появление первого настоящего броненосца, «Gloire», это 1859 г. А цельнометаллический плуг – это тоже 1859 г.

То есть сначала, когда металла мало, им пользуются только очень богатые люди. Следующая область – там, где это важнее всего: военное дело. И только потом он распространяется для широкой массы населения. Поэтому на месте средневековых сражений находят так мало металла: местное население его собирало, так как он очень дорого стоил.

Какая самая надёжная схема получения металла? У вас есть камень, у которого синий или красный цвет. Из половины его массы вы что-то получите. Положить этот камень в тигель из специальной глины, добавить древесный уголь, закрыть крышкой с дырочками, чтобы газы выходили, и поставить в горн. Вы получите внизу маленький королёк. Но это качественный металл.

М. Родин: Это древнейшая металлургическая технология. Какие температуры для неё нужны? И насколько они достижимы в нормальном костре?

П. Черноусов: В открытом костре примерно 500-600 градусов. Специально сложенный туристический костёр – 800-900. Когда мы говорим о специально созданном горне: со стенками, специальной трубой, которая создаёт тягу – это уже температуры порядка 1100 градусов.

Гёте в «Фаусте» очень поэтично писал, что самая высокая температура Средних веков – «каленья белого предел». Когда металл нагревается, сначала идут цвета побежалости, потом – цвета каления. 1100-1150 градусов – это белое каление, когда металл становится, как лампочка. При этой температуре стали (сплав углерода и железа) можно путём механического воздействия придавать определённую форму.

М. Родин: Я правильно понимаю, что мы видим в археологии, как эти горны возникли?

П. Черноусов: Есть несколько регионов, которые очень чётко показывают, как эти горны выглядели. Видно, что это печи, рядом есть куски руды, древесного угля: ясно, что здесь занимались металлургическими операциями. Единственное, на что мы не можем ответить: как в голове древнего человека складывалось представление о том, что происходит? Он думал вообще об этом? Или просто осуществлял операции? С помощью практической археологии мы можем сделать похожие агрегаты и понять, что на выходе можно получить изделие.

М. Родин: Откуда взялась идея оловянной бронзы, если географически медь и олово находятся в разных местах? И делалось ли что-либо из олова до бронзы?

П. Черноусов: Сначала кратко про технологическую цепочку. В эпоху неолита, неолитической революции, главным образом учёные дают такие рамки: X-V-е, иногда IV тысячелетие до н.э., сейчас никто не спорит, что в это время была освоена основная технологическая цепочка. С помощью тигельной плавки получаем слиток, отправляем сразу его в форму, и полученное в литейной форме изделие обрабатываем механически, чтобы оно получило прочность, т.н. эффект наклёпа.

Бронза уже тогда была не просто природная. Она иногда получалась путём сплавления, когда в тигли или в медеплавильные печи попадали минералы-спутники медной руды. Есть всего два минерала мышьяка, которые широко распространены. Это аурипигмент и реальгар. У них очень яркие поисковые признаки.

Учёные спорят о том, как получилось так, что стали сознательно готовить шихту, исходные материалы для совместной плавки в тиглях либо в специальной печи. Но сейчас никто не спорит, что III тысячелетие до н.э. – это мышьяковая бронза, полученная именно таким способом. Т.е. при подготовке к плавке сознательно смешивали медную руду и минералы мышьяка.

Я не думаю, что мастера того времени понимали, что из одного минерала что-то перешло в другой. Скорее всего, они воспринимали это, как какую-то магию. Но это фиксируется в очень многих регионах мира: на Кавказе, в Египте, в Испании. Люди заметили, что при определённом соотношении этих компонентов получается определённое качество изделия.

Также люди обратили внимание, что после того, как готовое изделие утратило свои потребительские свойства и было отправлено на перековку или переплавку, то после этих процедур качество металла падает. Мышьяк удаляется, и мы возвращаемся к более мягкой меди, или к бронзе, если там другие примеси присутствуют.  

Это обстоятельство находит отражение в мифах. Побочным эффектом отравления мышьяком является ломкость костей, хромота, рост волос, сгорбленность, и т.п. Если посмотреть мифы про гномов – здесь очень чёткий отсыл к эпохе мышьяковой бронзы, III тысячелетию до н.э.

М. Родин: Многие люди говорят, что мышьяк и ртуть не могли использовать в производстве, потому что это очень вредно. Во-первых, люди не очень понимали, что это вредно. Во-вторых, Мария Борисовна Медникова исследовала это с антропологической точки зрения, и у всех древних металлургов в организме это всё накапливалось и очень страшно влияло на их здоровье.

Но мышьяк рядом с медью, есть даже природный сплав. Но как они додумались добавлять олово? Потому что физически и географически олово и медь находятся в разных местах.

П. Черноусов: Во-первых, не обязательно в разных географических местах. Есть регионы, где это вполне рядом, например Пиренеи, Альпы. Есть частично оловянная бронза, которая получается естественным путём. Но здесь есть чёткая локализация. Дело в том, что касситерит, основной минерал олова, был постоянным спутником рассыпных золотых месторождений.

Когда на лотке древнего старателя оставались золотые самородки, там ещё оставались маленькие очень тяжёлые камушки. Рядом с золотым самородком почти всегда был тяжёлый камушек разного цвета, который сильно отличался от других камней. И, наверное, знание, что это что-то особенное, насчитывало несколько тысяч лет.

Момент, когда касситерит стали добавлять к медной руде для получения оловянной бронзы – в какой-то степени загадка. Это II тысячелетие до н.э. И знания о том, что можно смешивать руды, уже были. К этому моменту уже разрабатывались свинцово-серебряные месторождения, и было понимание того, что есть камень с серебряными вкраплениями на поверхности, и, если его расплавить, получается сплав свинца с серебром. И уже была известна технология купеляции, которая заключалась в том, что если в горшке под слоем шлака и с притоком воздуха нагреть свинцово-серебряный сплав, то можно разделить свинец и серебро.

Но до сих пор не совсем понятно, кто догадался и как сообразил делать оловянную бронзу. Когда её начали производить в промышленных по тем меркам масштабах, стали возить из тех мест, где добыча касситерита стала жизнью целого региона. Классический пример – Корнуолл на юге Британии, куда римляне специально отправились для того, чтобы эту руду отправлять к себе в империю.

М. Родин: Как додумались до того, что при повышении доступа кислорода повышается температура плавления?

П. Черноусов: Люди десятки тысяч лет знали, что при увеличении тяги температура будет выше. Понятно, что для того, чтобы сделать прожаренную корочку на кабанчике, нужно поднять пламя на костре. Все технологии, связанные с получением древесного угля, гораздо древнее керамики.

М. Родин: Насколько сильно появление бронзы усложнило производство и как повлияло на его организацию? Я имею в виду международную торговлю, организацию общества.

П. Черноусов: С точки зрения цивилизации появление оловянной бронзы – это такой же взлёт, как всеобщая автомобилизация за последние 50 лет. За тысячу лет бронзовые изделия стали предметами повседневной жизни. Понятно, что многие не могли себе позволить бронзовые изделия. Но для военной и бытовой сферы из бронзы было очень много всего. И что наиболее важно: для получения высококачественных бронзовых изделий нужны были целенаправленные торговые пути. Из разных бронз изготавливали разные изделия. Пошла специализация.

Во II тысячелетии до н.э. на основе природной меди с примесями, на основе олова, свинца могли создавать сплав композиции металлов. Нашлась сфера, где такие трёхкомпонентные сплавы нашли очень быстрый спрос. Это зеркала.

Работа с такого рода сложными сплавами – это освоение горячей ковки. До этого почти все бронзовые изделия, даже военные, можно было получить методом холодной ковки.

М. Родин: В чём разница между холодной и горячей ковкой?

П. Черноусов: При холодной ковке температура не обязательно присутствует. Мы длительное время ударяем молотом по холодному металлу, придаём ему форму. А с зеркалами нужный эффект достигался, когда их ковали нагретыми до определённой температуры, которую определяли на глаз по цветам побежалости и накаливания. Многокомпонентные сплавы на основе бронзы для изготовления зеркал – это переход от ковки при температуре примерно 500-600 градусов примерно до тысячи.

М. Родин: И тут мы приходим к удивительному открытию: зеркала, казалось бы, совершенно не важная штука, оказали огромное влияние на развитие металлургических технологий.

П. Черноусов: Удивительно, но статей, посвящённых этому вопросу, очень мало. В музеях чаще показывается оборотная сторона зеркал, обычно оформленная каким-то изображением. Или они показываются в виде, когда они уже подвергнуты коррозии, или с патиной. А исследовать химический состав и процесс получения свойств согласится не каждый музей.

Есть мнение, что самые дорогие зеркала на определённом этапе изготовляли скифы и сарматы. Они не стеснялись добавлять туда много свинца, умели достигать высоких температур. Это был поток экспорта со стороны скифских племён в сторону Римской империи.

М. Родин: На юге Западной Сибири встречаются наконечники из оловянистой бронзы с литыми втулками, предположительно сейминско-турбинского типа, сравнительно более совершенные чем те, которые распространены в Европе, изделия из мышьяковистой бронзы с гнутыми листовыми втулками. Можно технологически или с позиции доступности сырья объяснить этот феномен?

П. Черноусов: Есть замечательные изделия из Минусинской котловины, тагарская культура, VIII-III вв. до н.э.

Когда природный материал даёт дополнительные возможности с точки зрения обработки, т.е. не надо особо сильно заморачиваться на предмет того, что нужно сложные сплавы получать, или что-то такое ещё. Это в течение определённого времени позволяет что-то новое конструировать. Хорошо известно, что отчасти высокие характеристики некоторых видов булатной стали были заложены природным образом. Т.е. пытались воспроизвести в тигле условия, которые давали бы эффект – не получалось. А вот из некоего месторождения сразу получался металл, позволявший производить изделия высокого качества. Поэтому, наверное, да: условия металлургии и горного дела позволяли тогда в этом регионе добиваться высоких характеристик.

М. Родин: Про какие инновационные прорывы и этапы в развитии эпохи бронзы мы можем говорить?

П. Черноусов: Стандартно выделяется медная эпоха. Хотя в действительности она была бронзовая, потому что медь в чистом виде бывает только самородная, а вся природная медь так или иначе содержит примеси. Это IV тысячелетие до н.э.

Дальше – мышьяковая бронза. Здесь научились изготовлять сложные изделия с точки зрения прежде всего шихты. Появились агрегаты, которые гарантированно позволяли получать слитки довольно большого размера и производить из них реально крупные изделия, функциональные прежде всего в военной сфере.

М. Родин: Что-то вроде больших бронзовых мечей или тяжёлых топоров?

П. Черноусов: Большие бронзовые мечи – это уже оловянная бронза, II тысячелетие до н.э. Из мышьяковой бронзы делали в основном наконечники копий, ножи, может короткие мечи. В войске фараона III тысячелетия до н.э. мог быть 1% воинов в металле. Все остальные были с каменными топорами и наконечниками.

К эпохе Трои, примерно XI в. до н.э., был широкий скачок. Делались из бронзы уже цельнолитые кирасы.

Следующий шаг – ранний железный век, когда в течение пятисот лет происходит всё большее вовлечение железа с точки зрения вытеснения бронзы. В некоторых регионах мира чисто из соображения престижа бронза продержалась дольше. Хотя могли делать уже из стали. В Китае знать продолжала использовать бронзовые мечи до III-V вв. н.э.

М. Родин: Почему перешли на железо? Оно более широко распространено и, казалось бы, должно было раньше возникнуть.

П. Черноусов: Железо лежит абсолютно везде. Сейчас есть находки железных криц VIII тысячелетия до н.э. Получали медь и попутно – железную крицу. Из полиметаллического месторождения, где комплексная руда. В Турции таких месторождений много.

А что с этим железом делать? Обрабатывать его так же, как бронзу, не получалось. Оно вроде похоже на метеоритное железо, которое было известно. Но метеоритное железо либо мягкое, и его можно похожим образом обрабатывать, как природную медь. Либо оно довольно твёрдое. Но всё равно оно даже при нагреве в 500 градусов не даёт возможности получать из него такие же качественные изделия, как бронзовые. Известны какие-то изделия из метеоритного железа, но только ритуального назначения. Природное тоже известно, но что из него делать – непонятно.

В Греции II тысячелетия до н.э. придумали ему какое-то применение. Из него делали прутики и использовали в качестве протоденег.

М. Родин: Я помню, был период, когда были цельнобронзовые то ли кинжалы, то ли мечи, а особо дорогая рукоятка – из железа.

П. Черноусов: Во II тысячелетии до н.э., когда металла стало больше и он был разный, в престижных изделиях его компоновали самым разным образом.

Металл можно отлить в форму, и одно из его применений – протоденьги. Отливка получается одинакового размера. Где-то ракушки каури выполняли функцию денег, потому что они все одинаковые. А здесь отливают очень похожие медные кольца. Или из железа или чего-то ещё делают проволоку.

Денежное обращение – прямое следствие того, что освоили железо. Ранний железный век – это примерно 1000-500 гг. до н.э. 500 лет потребовалось для того, чтобы железо в основном вытеснило бронзу отовсюду, откуда оно могло: из военной сферы и орудий труда. Его стало много, потому что выяснилось, что оно везде. И из него можно получать изделия самой широкой гаммы. Других металлов тоже уже довольно много, из них можно делать деньги.

М. Родин: Получается, железо более тяжёлое в производстве. За счёт меди, золота, бронзы научились достигать нужных температур, и т.д. И когда пришла технология, смогли использовать металл, который рассыпан по планете очень широко.

П. Черноусов: Совершенно верно. На золоте отработали практически все металлические свойства, связанные с ковкой в холодном состоянии. На бронзе отработали технологии составления сложной многокомпонентной шихты, способы литья, массовое производство в больших объёмах, и горячую ковку. Когда выстроился технологический цикл, выяснилось, что можно применить железо, которого просто море вокруг.