Глава 4 Передовые методы механической обработки в Древнем Египте
Глава 4
Передовые методы механической обработки
в Древнем Египте
________________________________________________________________________
В августе 1984 года в журнале «Аналог» была напечатана моя статья «Advanced Machining in Ancient Egypt» («Передовые методы механической обработки в Древнем Египте»). В ней я рассматривал книгу сэра Уильяма Флиндерса Питри «Пирамиды и храмы Гизы». После публикации упомянутой статьи я дважды посетил Египет и после каждой поездки преисполнялся еще большим уважением к строителям древних пирамид. В 1986 году, будучи в Египте, посетил Каирский музей, которому подарил копию своей статьи. Директор музея любезно поблагодарил меня и потерял ко мне интерес. Другой египтолог, желая познакомить меня с методами работы древних каменотесов, пригласил в «инструментальную кладовую» и показал мне несколько ящиков с примитивными орудиями труда из меди. Я спросил у своего сопровождающего о способе обработки гранита, поскольку этому вопросу была посвящена моя статья. По его словам, древние египтяне, прорубив в граните щель, вставляли туда деревянные клинья и поливали их водой. Дерево разбухало, и под действием давления камень раскалывался. Между раскалыванием камня и его механической обработкой дистанция огромного размера. Он не объяснил, как при помощи медных орудий удавалось разбивать гранит, но говорил так увлеченно, что я не стал перебивать его. В подтверждение своих слов он подвел меня к стоящему рядом менеджеру по туризму, который уговорил меня слетать в Асуан, где, по его уверениям, мне все станет ясно. Мне следует, говорил он, взглянуть на метки, а также неоконченный обелиск (см. рис. 14).
Рис. 14. Метки в Асуане
Я купил билеты и на следующий день прилетел в Асуан. (После знакомства с некоторыми египетскими обычаями у меня сложилось впечатление, что мой знакомый египтолог уже не в первый раз подводит своих собеседников к менеджеру по туризму). Сделанные в каменоломне метки не убедили меня в том, что строители пирамид добывали камень, применяя только те способы, о которых рассказывают сторонники традиционных теорий (см. рис 15). Например, в канале, проходящем вдоль обелиска, весящего около 3000 тонн, я заметил большое коническое отверстие, пробуренное на склоне холма в скальной породе, диаметром примерно 12 дюймов (30,48 см) и глубиной 3 фута. Оно было пробурено под углом, и его верхняя поверхность захватывала пространство канала (см. рис. 16). По-моему, древние строители использовали буры скорей всего для удаления лишнего материала по периметру обелиска, сначала выбивая перемычки между пробуренными отверстиями, а затем снимая острые выступы.
Рис. 15. Метки на гранитных блоках пирамиды Хефрена
Посещение асуанских каменоломен не прошло бесследно. После возвращения на следующий день в Каир, прогуливаясь по Гизскому плато, я еще больше заинтересовался метками асуанских каменоломен. Южнее пирамиды Хефрена я обнаружил массу подобных меток. Гранитные облицовочные плиты, некогда украшавшие ее стены, были сорваны и валялись вокруг основания. Несколько плит, правда, местами отбитые, оставалось на прежнем месте, и тут я нашел метки, виденные мною несколькими днями ранее в Асуане. Это меня удивило. Не принимая во внимание невозможность теорий египтологов относительно методов добычи камня древними строителями пирамид, я задался вопросом, имеют ли эти теории право на существование хотя бы не с технической, а логической точки зрения. Если эти метки оставлены теми, кто возводил пирамиды, для чего же они, потратив столько сил, разрушили ее? По-моему, метки в Асуане и Гизе были позднее оставлены теми, кого интересовал один гранит, а не место его происхождения.
Рис. 16. Просверленное отверстие в Асуане
Раздумывая над этим, я вспомнил об Уильяме Флиндерсе Питри, который бродил по этому плато сто лет тому назад. Что двигало им? Какими сокровенными мыслями о собственных исследованиях он не поделился с Королевским обществом и своими коллегами? Он был пионером в области египтологии, и его работа оказала громадное влияние на археологов. А о том, — что археология изучает историю преимущественно изготовителей орудий труда и что археологи судят об уровне развития общества по его орудиям труда и артефактам, и говорить не стоит. Первым изобретенным инструментом был, вероятно, молоток, и с тех пор при помощи молотка было изготовлено множество изящных и красивых предметов. После того как человек узнал, что он способен изменять окружающий мир, используя — в разумных пределах — силу, изготовление орудий труда приобрело привлекательность и превратилось в один из видов человеческой деятельности. Впрочем, пирамида Хеопса возглавляет длинный перечень артефактов, значение которых археологами, отстаивающих традиционные теории и методы ее строительства, не находящие подтверждения на практике, было либо не понято, либо неверно истолковано.
Археологи, в своем большинстве, считают, что найденные ими примитивные орудия труда относятся к тому же периоду, что и артефакты. В период строительства в Древнем Египте пирамид была возведена масса сооружений, причем множество из них сохранилось до наших дней — а вот инструментов, которыми они были сработаны, обнаружили мало. И потому не так-то просто объяснить существование древнеегипетских строений. Кроме того, сохранившиеся орудия труда не дают полного представления об уровне высокого мастерства, подтверждением которого являются сами артефакты. Инструменты, которыми, по словам египтологов, были созданы многие из этих немыслимых сооружений, для создания их совершенно не годились. Испытавший сначала благоговейный восторг перед чудесами инженерного искусства, а затем познакомившись в Каирском музее с жалкой коллекцией лежащих в ящике медных инструментов, я ушел озадаченный и разочарованный. Несмотря на существование поразительных архитектурных памятников Древнего Египта, мы имеем смутное представление об уровне техники того времени.
Питри признал, что такими орудиями труда невозможно объяснить существование древнеегипетских пирамид. Он говорит об этом в своей книге и удивляется тому, как древним египтянам удалось подобными инструментами обрабатывать прочную вулканическую породу. Он считал, что древние ремесленники использовали методы, которые мы только начинаем ценить. Почему же в таком случае современные египтологи настаивают на том, что в распоряжении древних египтян было всего лишь несколько примитивных инструментов из меди?
Я не египтолог, а технолог. Меня мало волнует кто и когда умер, кого, быть может, они взяли с собой и куда отправились. Я не испытываю пренебрежения к труду гуманитариев, потративших миллионы часов на изучение данного вопроса, однако мой интерес, а значит, и внимание, обращены в иную сторону. Когда я изучаю какой-нибудь артефакт, стремясь выяснить, как он был изготовлен, меня интересует не его история или время создания. Проработав чуть ли не всю жизнь с механизмами, используемыми при изготовлении, скажем, деталей реактивного двигателя — я в состоянии, проведя анализ, установить, как было сделано то или иное изделие Также я обучался и использовал в своей работе необычные промышленные методы, например, лазерную и электроразрядную обработки. После сказанною выше мне, пожалуй, самое время заявить о том, что вопреки распространенным домыслам относительно способа обработки камня для древнеегипетских пирамид я, будучи в Египте, не заметил на них следов лазерной обработки. Предположение о том, что воздвижители столь совершенного сооружения, как пирамида Хеопса, вероятно, обладали сверхъестественными возможностями, высказывают разные люди. Некоторые даже говорят о том, что строители лазерами нарезали каменные блоки, а затем, подняв их в воздух, устанавливали в пирамиде. Хотя я не имею права авторитетно судить о том, могли ли строители пирамиды поднимать каменные блоки в воздух, отдавая мысленные приказы или используя технические средства, но могу с достаточной долей уверенности утверждать, что при обработке резанием строительных материалов для пирамиды Хеопса лазеры не использовали. Хотя лазер — прекрасный многофункциональный инструмент, его применяют в качестве режущего инструмента только в тех случаях, когда это экономически целесообразно; например, если надо проделать небольшие отверстия в тонких полосах металла и огнеупорного материала. Что же касается его как универсального режущего инструмента, то он по всем статьям уступает существовавшим до его появления способам обработки.
И все же некоторые факты указывают на то, что здесь применялись нетрадиционные способы обработки — на токарном станке, пиление и фрезерование. Некоторые из изученных Питри артефактов были, несомненно, обработаны на токарном станке. На ряде крышек «саркофагов» также остались следы от токарных резцов. Доказательства этого также имеются в Каирском музее: их, если на них взглянуть под правильным ракурсом, хватит для подтверждения предположения о том, что древние египтяне применяли сложные промышленные приемы. Десятилетиями ученые интересовались только характером древних режущих инструментов. Но в феврале 1995 года, будучи в Египте, я выявил факты, в связи с которыми встает, пожалуй боже интригующий вопрос: что управляло этими режущими инструментами?
О способах резания строительного материала для Великой пирамиды, молено судить по следам, оставшимся после их применения на камне, В. основном пирамида сложена из известняковых блоков весом — каждый — две с половиной тонны. Хотя известняковые плиты, которыми облицована пирамида, тоже вызывают ряд интересных соображений, и мы к ним обратимся позже, из них нельзя извлечь точных сведений о методах добычи и обработки, источником которых служат тысячи тонн гранита. Ответы на мучающие нас вопросы содержат гранитные изделия, найденные в пирамиде Хеопса и других местах Египта, на изготовление которых у тех, кто трудился над ними, ушло немало времени и сил.
Но прежде чем заняться гранитными блоками, использованными при сооружении Гизских пирамид, нам надлежит изучить несколько досконально исследованных Питри артефактов, являющихся, и в этом можно почти не сомневаться, доказательством того, что строители пирамид использовали механизмы. Эго фрагменты чрезвычайно прочной вулканической породы. На этих обломках гранита и диорита присутствуют метины, один в один совпадающие с теми, что появляются при обработке резанием камня с помощью современных технических средств. Поражает то, что эти очевидности привлекли так мало внимания, ведь они свидетельствуют о явном применении механизмов. Многие, вероятно, немало удивятся, узнав, что древние египтяне пользовались такими инструментами, как пила для прямолинейной резки, циркулярная пила и даже токарный станок, были озвучены боже века тому назад. Токарный станок является прародителем всех ныне существующих станков, и Питри представил доказательства того, что древние египтяне не только работали на токарных станках, но также выполняли задания, которые, по сегодняшним меркам, без наличия в распоряжении современной специализированной техники считаются невыполнимыми, скажем, вырезание — без раскалывания материала — вогнутых и выпуклых сферических радиусов.
Неужели археологи, роясь среди руин древних цивилизаций, оказались неспособны сразу определить по отметинам, оставленным на материале, или по конфигурации изделия, что они прошли обработку на станках? К счастью, один археолог, проницательный и знающий, все же сумел установить происхождение упомянутых отметин, хотя в то время, когда были опубликованы полученные Питри данные, обрабатывающая промышленность только делала свои первые шаги. С тех пор она проделала немалый путь, и это позволяет нам по-новому взглянуть на свидетельства Питри. (См. отрывок из его книги «The Pyramids and Temples of Gizeh» в Дополнении A.)
Читая работу Питри, можно сделать вывод, что он сам провел обширное исследование, касающееся орудий труда, применявшихся в то время при обработке прочной каменной породы (см. рис. 17). Но, несмотря на это, египтологи твердо убеждены, что гранитные блоки для пирамиды Хеопса высекали медными долотами. И.-Э.-С. Эдвардс, английский археолог и самый крупный в мире специалист по пирамидам, говорил: «Каменотесы эпохи пирамид обвинили бы древнегреческого историка Страбона в скрытности, так как они рубили прочный гранит в Асуане. Их топоры и долота были сделаны из меди, подвергшейся закаливанию ковкой»[49].
Рис. 17. Представленные Питри образцы механической обработки: а) алебастр, Ь) базальт, d) диорит, g) гранит, е) известняк (из книги Уильяма Флиндерса Питри «The Pyramids and Temples of Gizeh», издание 1883 года. Лондон)
Не раз имея дело с медью и попробовав закалить этот металл предложенным способом, я пришел к выводу, что данное утверждение смешно. Разумеется, можно закалить медь, неоднократно ударяя по ней или даже сгибая ее. Однако, достигнув определенной степени жесткости, медь начинает трескаться и крошиться. Вот почему при обработке ее приходится периодически отпускать или уменьшать твердость, иначе в цельном куске ее не сохранить. Даже после такого закаливания медные инструменты не способны рубить гранит. Самый прочный сплав меди на сегодня — это берилиево-медный сплав. У ученых нет доказательств того, что древние египтяне владели формулой этого или подобного сплава, но даже если бы они и владели, все равно он недостаточно прочен для обработки гранита Тем не менее египтологи утверждают, что медь была единственным металлом, имевшимся в распоряжении ремесленников, трудившихся на возведении пирамиды Хеопса. Следовательно, они при выполнении работ пользовались только медными инструментами. Однако ученые могут заблуждаться, предполагая, что древние египтяне знали только медь.
Мало кто знает, что строители пирамид умели также изготовлять железо. В учебниках об этом почти ничего не сказано, поскольку исследователи обнаружили только один кусок кованого железа Поскольку это был единичный случай, египтологи не придали ему большого значения. Обнаружил его внутри одного из швов в известняковой кладке Великой пирамиды в 1837 году помощник Хоуарда-Вайза, Дж. Р. Хилл (см. Дополнение Б). Из Египта его привезли в Британский музей. Так как найден был только один кусок железа, датируемого тем временем, его находка не привела к пересмотру хода мировой истории. Однако и об этом следует сказать, если во времена строительства пирамиды Хеопса существовало множество железных и стальных изделий, их сохранность зависела бы от того, насколько они укрыты от воздействия стихий, скажем, в известняковой кладке пирамиды. Недавно проведенный анализ найденного железа показал, что на одной поверхности присутствуют следы золота, как будто некогда «железяка» была позолочена.
Убедительные свидетельства обнаружения куска кованого железа в пирамиде Хеопса и то, что изготовили его, как было установлено, строители Великой пирамиды заставляют нас задуматься не существовали ли в доисторический период другие железистые материалы? Значит, мы вправе озадачиться: какие еще металлические части, не защищенные несколькими футами известняка, были за прошедшие несколько тысяч лет изъедены ржавчиной или вычищены струей песка? Лишь вернувшись назад во времени и задав пару вопросов тем, кто строил пирамиды, мы могли бы точно установить, из каких материалов сделаны их орудия труда. Любые обсуждения будут бесплодны ибо, пока в нашем распоряжении не будет бесспорных доказательств, мы не сумеем прийти к удовлетворяющему все стороны заключению. Однако мы вправе строить догадки о том, как использовали каменотесы свой инструмент, и если сопоставим современные методы обработки гранита с законченным изделием (например, гранитным ящиком), то отыщем, вероятно, прочную основу для выведения кое-что разъясняющих параллелей.
Так и поступим. Сегодня при резании гранита используют проволочную пилу и абразив — обычно карбид кремния, по прочности не уступающий алмазу, а значит, способный одолеть в граните кварцевый кристалл. Проволочная пила представляет собой петлю, крепящуюся на двух колесах, причем одно из них является двигателем. Гранит рубят между колесами, расстояние между которыми зависит от размеров самого механизма; либо когда камень двигается к пиле, либо когда проволока проходит через него. Впрочем, режет гранит не проволока, а расположенные на проволоке зерна карбида кремния. Глядя на формы пропилов в базальтовых изделиях 36 и 56 на рисунке 17, можно подумать, что это следы проволочной пилы. Полный радиус у дна пропила как раз такой формы, какую бы оставила упомянутая пила.
Желая узнать больше о пилении гранита, я обратился к Джону Барта, в компанию Джона Барга, и тот сообщил мне, что сейчас проволочные пилы применяют в каменоломнях при резке гранита чрезвычайно редко. Он сказал, что проволочные пилы с карбидом кремния режут гранит, как сливочное масло. Движимый любопытством, я поинтересовался его мнением о предлагаемой египтологами теории медных долот. Не вдаваясь в подробности, скажу, что Барт, будучи родом из Кливленда и обладая прекрасным чувством юмора, отпустил по ее поводу несколько шутливых замечаний.
В том случае, если древние египтяне действительно добывали прочную каменную породу при помощи проволочных пил, у нас возникает следующий вопрос эти пилы приводились в действие рукой или неким механизмом? Проработав немало лет в механических цехах, где не раз приходилось пользоваться пилой (как ручной, так и механической), я в состоянии определить по весьма убедительным признакам, по крайней мере в ряде случаев, что здесь использовали второй метод.
И вновь Питри сообщает нам интересные сведения: «В северном конце [ящика] имеется место, близ западной стороны, где пила вошла слишком глубоко в гранит, а затем была отведена каменотесами; однако при новой попытке они опять загнали ее слишком глубоко, а потом снова, только двумя дюймами ниже, отвели, войдя в камень на 0,10 дюйма (0,25 см) глубже, чем рассчитывали…»[50].
Так Питри пишет о ящике в Царской камере пирамиды Хеопса. Приведенная ниже запись касается ящика внутри второй пирамиды: «Ящик прекрасно отшлифован, не только внутри, но и снаружи; даром что он почти утоплен в полу и огорожен строительными блоками. Нижняя поверхность не обработана, и это свидетельствует о том, что он сначала был выпилен, а затем обтесан до определенной высоты; но при пилении пила проникла слишком глубоко в камень и была отведена. Следовательно, ее нижняя сторона не была обтесана, и здесь наибольшее отклонение в глубину от обработанной поверхности составляет 0,20 дюйма (0,51 см). Это единственный изъян; ее внутренние и наружные стенки полностью отшлифованы, и на них не видно следов пилы, как на ящике в пирамиде Хеопса»[51].
По оценкам Питри, давление на бронзовые пилы с зубьями из алмазов должно было составлять от одной до двух тонн, в противном случаи они бы не справились с гранитом. Если согласиться с его оценками, а также считать правильными высказанные египтологами предположения о методах строительства пирамид, то между этими двумя теориями возникнет противоречие.
Египтологи до сих пор не придавали значения гипотезам — что строители Великой пирамиды, возможно, применяли не ручной труд, а использовали механизмы. Фактически они считают, что строители пирамид находились на такой ступени развития, когда еще не могли придумать и использовать обыкновенное колесо. Было б достойно удивления, если бы народ, сумевший благодаря своему техническому гению разработать токарный станок, а затем и технику, позволявшую обрабатывать прочный диорит по радиусу, не додумался прежде до изобретения колеса.
Питри логически предположил, что сначала на гранитных ящиках, найденных в гизских пирамидах, были сделаны метки и лишь затем они были вырублены. Они служили для рабочих ориентирами. Тому подтверждение — точные размеры ящиков, а также то, что подобные метки были необходимы, иначе каменотесы не заметии бы отклонения.
Хотя никто не осмелится утверждать, будто им известно, каким образом были изготовлены гранитные ящики, по следам пилы, оставленным в граните и имеющим определенные характеристику можно предположить, что здесь использовали не мышечную силу. Не будь доказательств обратного, я, пожалуй, согласился, что гранитные ящики в пирамидах Хуфу и Хефрена могли бы, вероятно, быть изготовлены вручную и с затратой массы времени. Однако сомнительно, что бригада каменотесов, орудовавшая девятифутовой ручной пилой, пилила прочный гранит так быстро, что, лишь проскочив метку, заметила свою оплошность. Что это ручная работа, этому противоречит следующее наблюдение. они, отведя назад пилу, вновь в Царской камере, допустили такую же ошибку.
Когда я читал отрывок об отклонениях у Питри, мне вспомнилось множество случаев работы с пилой — ручной и механической. Мой опыт и наблюдения за окружающими людьми подсказывают мне, что гранитные ящики пилили не вручную. Разрезая сталь ручной пилой, рабочий видит, прямо ли идет полотно, и он бы заметил, что оно отклонилось в сторону, прежде чем допустил бы серьезную ошибку, особенно на изделии с большой рабочей поверхностью и уж, конечно, с такими размерами, как у гранитных ящиков, которые не могли пилить очень быстро. Чем меньше изделие, тем быстрее полотно прошло бы через него. С другой стороны, если пила была механической и двигалась быстро, она могла «отклониться» в сторону, пройти через метку не в той точке и с такой скоростью, что отклонение не успели бы заметать и исправить. Это не столь уж необычное явление. Я не хочу сказать, будто ручная пила не отклоняется в сторону, я говорю лишь о том, что успеете ли вы увидеть отклонение ее полотна и устранить его, зависит от скорости, с какой пилит пила.
Также Питри делает весьма интересное замечание, когда пишет о том, что пила вошла в гранит слишком глубоко, что ее отвели и вновь загнали в камень. Все, кому приходилось вынимать полотно пилы из пропила, а затем снова пилить только с одного края пропила, как поступили в данном случае, знают, что при сильном давлении на полотно оно бы опять попало в прежний пропил. Значит, давить на нее надо было слабо. Принимая это во внимание, мы вряд ли можем согласиться с выводами Питри о том, что давление при пилении гранита должно было достигать двух или трех тонн.
Начать пилить в середине существующего пропила, особенно таких размеров, как гранитный ящик, было бы гораздо легче при помощи механической, нежели ручной пилы. При ручном пилении трудно контролировать полотно пилы и, следовательно, давить с нужной силой. Кроме того, ее полотно двигалось бы довольно медленно, и это еще больше заставляет меня усомниться в том, что здесь применили ручную пилу. Исходя из собственного и чужого опыта, считаю, что подобная затея, принимая во внимание малую скорость пилы и незначительность оказываемого на ее полотно давления, была бы практически, если не полностью, невозможна.
Полотно механической пилы, с другой стороны, движется быстро, и его легче контролировать. Его можно удерживать в определенном положении и, делая новый пропил, направлять в нужную сторону, причем давление на полотно будет равномерным по всей его длине. Рабочий может сохранять переднее и боковое давление, пока с изделия не будет удален лишний материал и не появится возможность продолжить пиление на приемлемой скорости. Данные, полученные при изучении гранитного ящика в пирамиде Хеопса, свидетельствуют о том, что работники перешли на нормальную скорость пиления вскоре после того как они исправили допущенное отклонение: об этом говорит то, что они повторили аналогичную ошибку двумя дюймами даже. Полотно прошло через гранит не в том месте так быстро, что они не успели заметить, что оно отклонилось в сторону, и не прекратили вовремя работу.
Для исправления отклонения, правда, только в том случае, если оно затронуло небольшой участок разреза, можно использовать иной способ: следует наклонить полотно и дальше пилить по нетронутому участку. В результате, когда полотно приблизится к участку, требующему исправления, оно будет прочно сидеть в новом пропиле и не попадет в старый. Если гранитные ящики были выпилены вручную, тогда не исключено, что работники могли использовать указанный метод для исправления допущенных при пилении отклонений. Впрочем, только, пожалуй, сейчас стало очевидным, что Питри видел не хуже ястреба и излагал все, что видел, на бумаге. Когда он изучал следы отклонений, его внимание привлекли другие особенности этих артефактов: «[Ящик в Царской камере] сработан не так тщательно и не идет ни в какое сравнение с ящиком во второй пирамиде. На его наружных сторонах отчетливо видны следы пилы: горизонтальная линия на северной стороне, небольшой горизонтальный отрезок на восточной, вертикальная линия на северной и почти вертикальная на западной; это свидетельствует о том, что каменотесы не ведали колебаний, когда пилили кусок гранита длиной 90 дюймов (228,60 см) и что бронзовая пила с зубьями из алмазов была, вероятно, около 9 футов длиной (2,74 м)»[52].
Если те, кто пилил, стремясь исправить допущенную ошибку, наклонили полотно так, как было описано выше, новые пропилы не совпали бы с прежними, поскольку они бы располагались под углом. Отклонения были обнаружены на северной стороне ящика, и Питри обратил внимание на то, что линии, оставленные на этой стороне пилой, идут горизонтально. Следуя по стопам Питри, я в 1986 году убедился в справедливости его замечаний относительно ящика в пирамиде Хеопса. Действительно, на той стороне, где были допущены отклонения, все линии горизонтальные, и последнее обстоятельство отметает предположение, будто допущенная оплошность была исправлена путем изменения наклона полотна пилы (а, вероятно, лишь таким способом, если, разумеется, использовали только ручную пилу), всякого основания. Полученные данные указывают на возможность того, что в распоряжении строителей пирамид, когда они вырезали гранитные блоки, найденные внутри пирамиды Хуфу и Хефрена, имелось механическое оборудование.
Сейчас эта следы пилы отражали бы либо различия в совокупных размерах проволочной ленточной пилы с абразивом, либо продольное движение проволоки, либо колес, между которыми она закреплена. Б результате образовались неглубокие канавки, Расстояние между ними зависело от скорости подачи и от длины пилы или диаметра колес. Расстояние между канавками на ящике в Царской камере приблизительно равно 0,050 дюйма (0,13 см).
Кроме этих свидетельств, обнаруженных на наружной стороне ящика в Царской камере, доказательства того, что здесь применялись высокоскоростные механизмы, имеются и внутри него. Углубления внутри гранитных ящиков проделаны строителями пирамид судя по всему таким же способом, какой в настоящее время используется при высверливании полости внутри отдельных деталей. Следы, оставленные инструментами внутри ящика, указывают на то, что рабочие вокруг участка, откуда надлежало удалить лишний материал, предварительно просверлили в граните отверстия, служившие черновыми метками (см. рис 18), По словам Питри, отверстия были просверлены трубчатым полым буром, оставлявшим в середине колонку породы, которую, после того как отверстие просверлили, приходилось изымать. После того как все отверстия были просверлены и все колонки убраны, ящик, по мысли Питри, доводили до нужного размера вручную. Станочники, занимавшиеся этим куском гранита, скорее всего, вновь перестарались, и в результате внутри ящика до сих пор видны следы их ошибок. Питри писал: «На восточной внутренней стороне виден участок просверленного отверстия, которое было просверлено под углом, а не вертикально. Они, стремясь убрать ту часть, удалили слой породы примерно У дюйма толщиной; однако, несмотря на все их старания, сохранилась боковая сторона отверстия ОД 0 дюйма глубиной (0,25 см), 3 дюйма длиной (7,62 см) и. 1,3 шириной (3,30 см); его дно расположено на расстоянии 8 или 9 дюймов от исходной верхней поверхности ящика. Такую же ошибку они допустили и на северной стороне, правда, не столь большую. На западной внутренней стороне имеются горизонтальные следы шлифовки»[53].
Рис. 18. Сверление гранитного ящика трубчатыми бурами
1. Перемычка. 2. Колонка породы. 3. Острый выступ
Замеченные Питри оплошности нередки и в современных механических цехах. Должен признаться, я сам иногда попадал впросак. Тому может быть несколько факторов, однако ни один из них, на мой взгляд, при ручном пилении не играет никакой роли. Повторю еще раз: сверля отверстия в граните, работники допустили ошибку, прежде чем успели исправить ее.
Давайте представим на минутку, что отверстия сверлят вручную. Насколько бы глубоко древнеегипетские мастеровые загнали бур в гранит, прежде чем им бы пришлось отвести его, чтобы удалить раскрошившуюся породу? На 8 или 9 дюймов (20,32 или 22,86 см)? Я не верю в то, что им удалось при помощи ручного бура войти в камень на такую глубину, не извлекая часто его из отверстия, чтобы прочистить последнее, либо не создав при бурении условия для удаления породы. Но если бы они часто вынимали бур, то заметили бы свою ошибку — то, что бур отклонился в сторону, прежде чем в боковой поверхности появилась бы выемка шириной 0,200 дюйма (0,51 см) и глубиной 8 или 9 дюймов. То же самое можно сказать и о работе с пилой — те, кто работал механической пилой, просто не успели исправить отклонение.
Хотя и говорят, будто древние египтяне не знали колеса, археологические свидетельства, на взгляд инженера-механика, указывают на то, что они не только знали колесо, но и использовали его в сложных механизмах. На некоторых предметах, хранящихся в Каирском музее, а также на изученных Питри, отчетливо видны следы токарной работы. И если древние египтяне действительно работали на токарном станке, то они были просто обязаны создать колесо, так как изделия, обрабатываемые на токарном станке, будучи круглыми, напоминают его — так на токарных станках изготовляют колеса паровозов. Поэтому, хотя древнеегипетские токарные станки давно исчезли, Питри, когда говорил, что на двух предметах из диорита видны следы токарной работы, был убежден в их существовании. Да, сложные изделия можно изготовить и без помощи механизмов, тря материал таким абразивом, как песок, либо используя кость или дерево. Однако древние предметы, рассматриваемые Питри, по его словам, «не могли быть изготовлены путем — надавливания на поверхность — трения или шлифования»[54].
Осколки каменной чаши, изученные Питри, вряд ли привлекут неискушенный взор. Однако Питри, уделив много времени изучению данного артефакта (а), как, впрочем, и другим, выяснил, что у него необычный вогнутый радиус. При боже внимательном рассмотрении он обнаружил на пересечении двух радиусов острый выступ — свидетельство того, что у данных радиусов разные оси вращения (см. рис 19).
Рис. 19. Фрагменты чаши Питри
Я сам видел подобный острый выступ на одном изделии, когда его, вынув из токарного станка, затем вновь поставили обратно, плохо отцентрировав. Впрочем, в данном случае причина в смещении не оси вращения изделия, а точки вращения резца. При таком радиусе они обработали изделие, не дойдя до периметра, оставив небольшой выступ. И вновь острый выступ указывает место пересечения двух радиусов.
В Каирском музее я нашел доказательства того, что крупные изделия тоже обрабатывали на токарном станке. Отчетливые следы такой обработки носит крышка саркофага. Радиус крышки заканчивается смешанным радиусом у буртиков с обеих сторон. Следы резцов возле этих угловых радиусов такие же, как и на изделиях с прерывающимся пропилом Под давлением резец отклоняется от пропила, а затем, когда обрабатываемый участок пройден, возвращается в исходное положение. Когда к изделию вновь подходит резец, то под воздействием исходного давления входит в него. По мере обработки уровень «вхождения» уменьшается. На крышке саркофага в Каирском музее следы резца видны там, где им и надлежит быть (см рис. 20).
Рис. 20. Крышка саркофага в Каирском музее.
1. Смешанный радиус. 2. Буртики. 3. Радиус. 4. «Врезка» инструмента
Древнеегипетские артефакты, результат сверления трубчатыми бурами, пожалуй, самые поразительные и убедительные доказательства того, насколько широко в доисторический период была известна и применялась механическая обработка. Строители древних пирамид использовали при сверлении отверстии прием, в настоящее время известный как «кольцевое сверление». Это весьма действенный способ бурения отверстий, при котором в центре оставляют колонку породы. Если сверлят не сквозное отверстие, то, достигнув заданной глубины, колонку затем из отверстия вынимают. Следы данного приема встречаются не только в изученных Питри отверстиях, но и на колонках породы, брошенных завершившими свою работу каменотесами. По поводу отметин от инструмента, оставившего спиральную канавку на колонке породы, вынутой из отверстия, просверленного в куске гранита, Питри писал: «На колонке гранитной породы № 7 виден спиральный пропил глубиной 0,1 дюйма (0,25 см) при окружности 6 дюймов (15,24 см), или 1 к 60, уровень прохождения в кварце или полевом шпате, и это удивительно»[55]. Прочитав это, я был вынужден согласиться с Питри. Это невероятная скорость подачи (расстояние, пройденное при обороте сверла) при сверлении любого материала, не говоря уже о граните. Скорость подачи сверла меня просто потрясла и поставила в тупик. Питри был так поражен, что попытался в одной из глав своей книга объяснить наличие этих артефактов с трех разных точек зрения[56]. Для инженера, жившего в 80-х годах XIX века, то, о чем говорил Питри, было какой-то несуразицей. Характеристики отверстий, извлекаемые из них колонки породы и следы резцов были чем-то из области фантастики, ибо они опровергали все принятые в то время теории относительно уровня ремесла в Древнем Египте, настолько, как оказалось, высокого, что даже современная Питри техника не могла достичь его. Благодаря трем отличительным особенностям отверстия и колонки породы, показанным на рис 21, артефакты приобретают огромную значимость:
• Коническая форма отверстия и колонки породы;
• Симметричная спиральная канавка на этих конусах, свидетельствующая о том, что скорость подачи сверла в гранит составляла 0,10 дюйма за оборот;
• То, что спиральная канавка проходит глубже в кварце, нежели в боже мягкой породе полевого шпата
Рис, 21. Колонка породы и отверстие в долинном храме из книги Питри
1. Поперечное сечение отверстия в граните
При обычной механической обработке все было бы наоборот. В 1983 году Дональд Рахн из фирмы Rahn Granite Surface Plate Co. сказал мне, что алмазные сверла, вращаясь со скоростью девятьсот оборотов в минуту, проходят гранит со скоростью один дюйм за пять минут. В 1996 году Эрик Лейтер из Tru-Stone Corp. сообщил, что указанные выше параметры с тех пор не претерпели изменений. Следовательно, современные сверла входят в гранит, по расчетам, на 0,0002 дюйма при каждом обороте, т. е. древние египтяне бурили гранит в пятьсот раз быстрее или глубже! Другие особенности данных артефактов тоже не по зубам современным бурам. Каким-то образом египтяне умудрялись сверлить так, что у них получалось отверстие конической формы со спиральной канавкой, глубина которой была больше на кварцевом участке. Если обычные методы обработки не могут дать ответа ни на один из этих вопросов, как же тогда мы ответим на все три?
Те, кто, возможно, по-прежнему, верят в «официальную» хронологию освоения человеком металлов и считают, что древние египтяне использовали при обработке гранита медные орудия, верно, полагают, что и алюминий поддается резцу из сливочного масла. Более осуществимым и логичным представляется описанный ниже метод, позволяющий ответить на вопрос, какие же технические приемы, быть может, использовали древние египтяне.
Удивительным кажется то, что при данном способе сверления гранита скорость подачи по всей длине колонки породы одинакова- Коническая форма говорит об увеличении площади режущей поверхности сверла, когда оно погружалось глубже, отсюда и усиление сопротивления. Равномерная подача при использовании ручной силы была бы немыслима Теория Питри, согласно которой на трубчатый бур, состоящий из бронзовой вставки с алмазами, оказывалось бы давление в одну или две тонны, не учитывает то, что под давлением нескольких тысяч фунтов алмазы вошли бы в менее прочный материал, (бронза), граниту же они не нанесли бы практически никакого вреда. Также она не отвечает на вопрос, почему глубина канавки на кварцевом участке больше.
Следует обратить внимание на то, что Питри не говорит, при помощи каких средств он изучал колонку породы, то ли использовал метрологические инструменты, то ли микроскоп, то ли определял все на глаз. Также надо сказать и о том, что не все египтологи согласны с его выводами. В «Ancient Egyptian Materials and Industries» («Материалы и отрасли промышленности в Древнем Египте») Э. Лукас оспаривает точку зрения Питри, согласно которой канавки были оставлены остриями закрепленных алмазов. Он пишет:
По-моему, предположение о том, будто им было известно, как делать из драгоценных камней зубья и вставлять их в метал так, чтобы они выдерживали бы большую нагрузку, и научиться этому на столь раннем этапе, как говорят о них, содержит в себе больше подводных камней, нежели предположение об их использовании. Да и были ли подобные зубья, о каких говорит Питри? Доказательства их существования таковы:
(а) Вдоль цилиндрической колонки гранитной породы проходят канавки, выполненные гравировальным резцом. Эти канавки непрерывны и образуют спираль, а в одном месте одна канавка пять раз огибает колонку.
(б) Часть просверленного отверстия в диорите с семнадцатью равноотстоящими канавками — результат вращения того же резца.
(в) Другой кусок диорита с несколькими канавками глубиной боже одной сотой дюйма.
(г) Другие осколки диорита, на которых от пилы остались равноудаленные бороздки.
(д) Два осколка диоритовых чаш с иероглифами, вырезанными резцом с очень высокими режущими свойствами, не нацарапанными или выточенными.
Но если вместе с мягкими медными пилами и бурами применяли абразивный порошок, то вполне вероятно, что частицы абразива могли проникнуть в металл, где они, возможно, оставались некоторое время, и случайно появившиеся в результате зубья оставили бы после себя такие же следы, как и специальные…[57]
Даже Лукас высказывает предположение, что работники отводили трубчатый бур с целью удалить отходы и насыпать в отверстие новый песок, в результате чего появились канавки. Однако у данной теории имеются изъяны. Сомнительно, чтобы обыкновенный резец, вручную приводимый в движение, продолжал бы вращаться, когда его вытаскивали из отверстия. Кроме того, при повторном введении сверла в очищенное отверстие с новым песком его вращение потребовалось бы только тогда, когда бы оно оказалось у рабочей поверхности. Также вызывает вопрос коническая форма отверстия и колонки породы. Между резцом и гранитом существовал зазор, величина которого исключала возможность появления канавок.
С другой стороны, метод ультразвукового сверления позволяет полностью объяснить, как появились отверстия и колонки породы, обнаруженные в Гизе, в долинном храме; с его помощью молено создать все те детали, над которыми Питри и я ломали голову. К несчастью для Питри, ультразвуковой метод не был известен в то время, когда он проводил свои исследования, поэтому нет ничего удивительного в том, что ему так и не удалось получить удовлетворительного ответа на свои вопросы, По-моему, только применение ультразвуковой обработки полностью отвечает требованиям логики и, с технической точки зрения, объясняет все известные феномены.
Ультразвуковая обработка предполагает колебательное движение инструмента, снимающего лишний материал, наподобие отбойного молотка, которым долбят бетонный тротуар, только гораздо быстрее и не со столь заметной отдачей. Ультразвуковое сверло, вибрирующее с частотой от 19 000 до 25 000 герц, применяют при точной обработке на станке отверстий необычной формы в прочном, хрупком материале, например, закаленной стали, карбиде, керамике и полупроводниках. Абразивную суспензию или состав используют для усиления режущих свойств[58].
Наиболее существенной особенностью просверленных отверстий и колонок породы, ставших предметом изучения Питри, было то, что глубина канавки в кварце была больше, чем в полевом шпате. Кварцевые кристаллы, используемые при создании ультразвука, поддаются воздействию колебания в ультразвуковых диапазонах и могут вследствие этого колебаться с высокой частотой. При ультразвуковой обработке гранита в отличие от обычной боже прочный материал (кварц) не всегда оказывал бы большее сопротивление. Колеблющееся в ультразвуковом диапазоне сверло, проходя через гранит, вызвало бы колебания в элементах, содержащихся в самом граните. Поэтому кварц не оказывал бы сопротивления, а колебался бы под влиянием ультразвуковых волн, усиливая абразивное действие режущего его инструмента.
В конической форме отверстия и колонки породы тоже нет ничего удивительного, если мы примем во внимание основное требование, предъявляемое ко всем видам режущих инструментов. Оно таково: между нерабочими поверхностями инструмента и изделием должен существовать зазор. В результате вместо прямой трубы мы получили бы трубу, у которой толщина стенки постепенно бы уменьшалась. Внешний диаметр постепенно становился меньше, образуя зазор между инструментом и отверстием, а внутренний увеличивался, создавая зазор между инструментом и колонкой породы. Благодаря этому абразивная суспензия беспрепятственно поступала бы к обрабатываемому участку. Использование трубчатого бура подобной конструкции объясняет, почему отверстие и колонка породы имеют коническую форму. Обычно такой бур делают из боже мягкого материала, чем абразив, и режущая кромка постепенно стирается. Размеры отверстия, следовательно, должны соответствовать размерам режущей кромки инструмента. При стирании инструмента отверстие и колонка приобретают коническую форму (см. рис. 22).
Рис. 22. Ультразвуковое бурение гранитного блока
Ультразвуковое сверление происходит так: на изделие давят режущей кромкой сверла, которое сверлит за счет колебательного движения. Этого можно достичь двумя способами: либо инструмент врезается по прямой в изделие, либо его можно ввинтить в него. Если мы выберем второй способ как наиболее вероятный, тогда становится понятным происхождение спиральной канавки. Следует сказать о том, что при данном способе сверления скорость вращения сверла не является определяющим фактором; это всего лишь средство доставки инструмента к изделию и давления на него. Используя метод винта и гайки, вращая сверло по часовой стрелке, можно быстро ввести его в изделие (см. рис. 22). Винт постепенно проходил бы через гайку, заставляя вибрирующее сверло вгрызаться в гранит. Это происходило бы за счет вызванного ультразвуковыми волнами движения сверла, а не его вращения. Последнее было необходимо для сохранения его режущих свойств. Это даже нельзя назвать сверлением, по обычным меркам это шлифовка, при которой при помощи абразивов удаляют лишний материал.
Причин образования канавки на колонке в долинном храме может быть несколько. Нестабильное поступление энергии могло привести к тому, что сверло колебалось бы с одной стороны больше, чем с другой, оно могло быть неправильно установлено либо скопление абразива с одной стороны инструмента, когда он по спирали резал гранит, привело к появлению канавки.
Также канавки могли образоваться при вращении режущего инструмента, установленного со смещением от центра по отношению к собственной оси вращения. Клайд Тредуэлл из Sonic Mill Inc. объяснил мне, что когда смещенное от центра сверло вращается в граните, оно, постепенно смещаясь к центру, оказывается на одной линии с осью вращения оси сверлильного станка. Канавки, по его словам, возможно, образовались при быстром отводе сверла из отверстия.
Если он прав, тогда получается, что уровень технологии у древних строителей пирамид был гораздо выше, чем мы представляем. Данный метод может служить альтернативой теории ультразвуковой обработки, причем несмотря на то, что последняя позволяет ответить на все те вопросы, где другие теории потерпели фиаско. Когда мы ищем один-единственный метод, объясняющий все нестыковки и разрешающий наше недоумение, мы приходим к выводу, что ни примитивные, ни большинство современных методов механической обработки здесь не подходят. И тогда мы просто вынуждены рассматривать методы, которые даже сейчас являются весьма передовыми.
Необходимы дальнейшие исследования. Единственный способ сделать выбор между противоборствующими теориями — это создать такие же колонки породы, используя либо предлагаемые мною современные методы механической обработки, либо примитивные методы, предлагаемые египтологами. После этого колонки следует исследовать и сравнить при помощи метрологического оборудования и сканирующего электронного микроскопа, чтобы обнаружить микроскопические изменения в структуре гранита, которые могут появиться под воздействием давления или тепла, исходящего или выработанного инструментом. Сомневаюсь, что многие египтологи согласятся с моими выводами относительно методов сверления строителей пирамид, поэтому было бы полезно проверить их и получить убедительные доказательства того, что данный метод использовали в Древнем Египте при обработке камня.