100 великих чудес инженерной мысли - Андрей Низовский

Первым, кому удалось выделить металлический алюминий, стал датский ученый Ганс Христиан Эрстед. В 1825 г. он опубликовал свою статью, в которой писал, что в результате проведенных им опытов удалось получить «кусок металла, с цветом и блеском, несколько похожим на олово». Спустя два года немецкий химик Фридрих Вёлер опубликовал свой метод получения алюминия. А в 1855 г. на Всемирной выставке в Париже впервые были представлены слитки «серебра из глины», ставшие настоящей сенсацией.

В те годы алюминий ценился дороже золота и серебра. При дворе французского императора Наполеона III лишь члены монаршей семьи и наиболее почетные гости были удостоены чести есть алюминиевыми ложками и вилками. Однако поиски новых методов получения алюминия продолжались, и в 1886 г., независимо друг от друга, американский студент Чарльз Мартин Холл (1863–1914) и французский инженер-металлург Поль Луи Туссен Эру (1863–1914) разработали электролитический способ производства этого металла. Этот метод, мгновенно обесценивший «серебро из глины» (в 1854 г. 1 килограмм алюминия стоил 1200 рублей, но уже к концу XIX в. цена на него упала до 1 рубля), до сих пор остается основным в процессе промышленного производства алюминия. И сегодня, спустя сто лет, получение этого металла без электролиза немыслимо…

Но как люди обходились без электролиза две тысячи лет назад? Ведь некоторые цивилизации древности, судя по всему, были… знакомы с алюминием!

Древнеримский историк и географ Плиний Старший (Плиний. «Естественная история», книга 36, параграф 195) рассказывает об одном чрезвычайно интересном событии, которое произошло почти два тысячелетия назад. Однажды к римскому императору Тиберию пришел незнакомец и преподнес ему чашу из блестящего, как серебро, но чрезвычайно легкого металла. Мастер рассказал, что этот металл он сумел получить из глинистой земли. Быстро поняв опасность этого изобретения – ведь новый металл мог обесценить хранившиеся в императорской казне золото и серебро! – Тиберий приказал отрубить изобретателю голову, а его мастерскую разрушить. Так на долгие столетия рецепт изготовления алюминия был забыт…

Правильнее сказать – забыт в Европе. Потому что в другой части планеты – в Китае – одиночки-изобретатели продолжали каким-то неизвестным нам методом получать алюминий и изготавливать из него различные предметы.

В 1959 г. китайские археологи нашли в одном из древних погребений поясные застежки, сделанные из алюминия тысячу лет назад. А в 1978 г. всю мировую печать обошла сенсационная новость о том, что гробницу полководца Чжоу Чжу, умершего в начале III в., украшает… алюминиевый орнамент!

Ученые подвергли спектральному анализу некоторые элементы металлического декора гробницы. Результат оказался настолько ошеломляющим, что анализы пришлось несколько раз повторить. И всякий раз данные анализа неопровержимо свидетельствовали: сплав, созданный древними умельцами, содержит 10 % меди, 5 % марганца и… 85 % алюминия!

Но каким же образом китайским мастерам удалось получить этот металл в III в.? Ясно, что не с помощью электролиза. Правда, известен другой способ получения алюминия, разработанный в 1860-х гг. русским химиком Н.Н. Бекетовым, по которому алюминий выделяется из природного минерала креолита с помощью магния. Но тогда получается, что древние, помимо алюминия, знали еще и магний? Или в те далекие времена существовал какой-то другой способ получения алюминия, затерявшийся в веках?

Железная колонна в Дели

Мечеть Кувват-уль-Ислам со всемирно известным минаретом Кутб-Минар – старейший мусульманский храм в Индии. Внимание его посетителей неизменно приковывает странная, целиком изготовленная из железа колонна, одиноко высящаяся во дворе мечети. Она намного старше, чем сама мечеть, – ее возраст насчитывает более полутора тысяч лет. Казалось бы, что за пятнадцать столетий влажный климат Индии, затяжные ливни в период муссонов должны были превратить железо в труху. Однако на колонне нет… ни малейшего признака ржавчины!

Считают, что Железная колонна может являться, например, продуктом порошковой металлургии. Но была ли порошковая металлургия известна в Индии в IV в. н. э.? А если нет, то каким образом древние металлурги умудрились получить железо, практически нечувствительное к атмосферным воздействиям? Если они действительно обладали такой продвинутой технологией, то почему не сохранились другие подобные изделия?

Множество мифов и легенд окружает загадочный столб. В средние века индусы считали, что это знаменитый силач Бхим, один из героев «Махабхараты», снял столб со своей правой руки и воткнул его в землю. Позже, уже в наше время, свою лепту в создание ореола таинственности вокруг Железной колонны внесли всевозможные любители «непознанного». Так, иногда можно встретить утверждения, что возраст столба составляет 2300 лет, и что его изготовили космические пришельцы – то ли отковали прямо в местных условиях, то ли доставили на Землю со своей инопланетной родины. Другие говорят, что индийские умельцы якобы изготовили колонну из огромного метеорита, некогда упавшего в окрестностях Бомбея…

Что же на самом деле мы знаем и чего не знаем о загадочной Железной колонне?

Очевидно, что первоначально Железная колонна была посвящена богу Вишну – об этом свидетельствует надпись на столбе, сделанная старинным письмом пали. Как установил британский историк Персиваль Спир, некогда колонна стояла перед одним их храмов на востоке Индии и увенчивалась некоей скульптурой – возможно, изображением мифической птицы Гаруды. Позднее мусульманские завоеватели перенесли ее во двор мечети Кувват уль-Ислам – очевидно, как символ победы и превосходства ислама над древнеиндийскими верованиями. Ведь разительный контраст между небольшой Железной колонной и в десять раз превосходящим ее по высоте монументальным минаретом Кутб Минар бросается в глаза, так что вряд ли можно считать близость этих двух выдающихся памятников случайной.

Высота колонны составляет 6,7 м, ее нижняя часть уходит в землю приблизительно еще на полметра. Раскопки, проводившиеся в 1871 г., показали, что в основании колонны сделано утолщение, напоминающее луковицу, от которого отходят в стороны восемь коротких толстых прутьев, отдаленно напоминающих корни дерева. Диаметр колонны изменяется от 42 см у основания до 30 см на вершине. Вес столба – около 6,5 тонн.

Поверхность колонны в нижней части довольно шершава, но выше, приблизительно на уровне глаз, она выглядит гладкой и хорошо отполированной. Верхняя часть колонны имеет желтоватый оттенок и иногда ошибочно воспринимается как бронза. Бронзовый цвет колонне придает тонкий слой ферритовой окиси, рассматриваемой под наклонным углом.

Когда была изготовлена колонна? Большинство исследователей склонно считать, что не ранее V в. н. э. Во всяком случае, именно к этому времени относится надпись на колонне, прославляющая военные подвиги короля Чандрагупты II из династии Гуптов (381–414). Однако британский историк Винсент А. Смит в 1897 г. обнаружил на столбе другую надпись, расположенную внизу и менее бросающуюся в глаза. В то время как надпись наверху указывает, что это памятник победам короля Чандрагупты, другая, внизу, упоминает о подвигах короля Ананг Пала, который правил в Дели в XI столетии нашей эры, то есть на полтысячелетия позже (по одной из версий, именно Ананг Пал привез Железную колонну в Дели).

Но, независимо от того, каков реальный возраст Железной колонны, она, без сомнения, представляет собой выдающийся памятник мастерству древних металлургов и наглядно демонстрирует, что как минимум 1000 лет назад индийские мастера уже владели секретами изготовления такого высококачественного железа, какое европейцы научились делать лишь столетия спустя. В 1963 г. Национальная Металлургическая лаборатория в Джамшедпуре (Индия) провела международный семинар по проблеме Железной колонны. Исследования показали, что поразительная антикоррозионная стойкость столба – не просто результат случайного стечения обстоятельств, но изделие мастеров, проявивших исключительную изобретательность.

Индийские металлурги еще в древности добились значительных успехов. Так, уже в IV–III столетиях до н. э. они научились получать металлический цинк. В Европе цинк впервые был получен лишь в XVIII в. (правда, по свидетельству Страбона, этот металл умели получать древние римляне, но позже это искусство было утеряно). Ярче всего мастерство индийцев проявилось в сфере обработки железа. Ктесий, врач персидского царя Артаксеркса (ок. 400 г. до н. э.), упоминает о мечах из индийской стали, полученных им в подарок при персидском дворе. Квинт Курций Руф, автор «Истории Александра Македонского», пишет о том, что в 326 г. до н. э. правители северо-западной Индии прислали Александру в качестве дани 100 талантов индийской стали в виде слитков, наряду с золотом и другими драгоценными вещами. Другой античный хронист, Арриан, сообщает об импорте индийской стали купцами из Абиссинии. Таким образом, из греческих и римских источников следует, что индийское железо весьма высоко ценилось в древнем мире и пользовалось большим спросом. Исследователи считают, что особый вид высококачественной стали, позже названной «дамасской» или булатной, был первоначально получен в Индии в самом начале нашей эры или, возможно, даже ранее. В древности из дамасской стали, как известно, производилось знаменитые мечи и сабли. Лезвия этих сабель были способны гнуться на 90 градусов и возвращаться в исходное положение без структурной деформации. Сабля, сделанная из дамасской стали, была настолько остра, что почти невесомый шелковый платочек, легко парящий в воздухе, без труда рассекался пополам, если на своем пути встречал ее лезвие.