История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей
Сергей Песков

Еще в каменном веке люди научились обрабатывать вулканическое стекло – обсидиан. Из него делали наконечники стрел, топоры и другой режущий инструмент! С той далекой поры этот уникальный материал эволюционировал рядом с человеком. Сегодня стекло является неотъемлемой частью каждого помещения, используется во внешней и внутренней отделке. Оно максимально увеличивает световые потоки и расширяет пространство. Возможности этого материала безграничны. Он прочен, экологически чист, долговечен, не горюч, относительно легко поддается резке и обработке. Это позволяет изготавливать из стекла витражи, дверные полотна, украшения… Оптические приборы, линзы, телескопы, очки не появились бы в нашей жизни без открытия стекла. Сегодня благодаря огромным зеркальным телескопам мы имеем возможность заглянуть в другие галактики! Для современного человека стекло стало чем-то обыденным, но мы хотим рассказать вам как можно больше об этом сказочном материале, который рождается в горниле огня. Читайте!

В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.

Сергей Песков

История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

© «Центрполиграф», 2021

© Художественное оформление, «Центрполигрф», 2021

Предисловие

Неправо о вещах те думают,
Которые Стекло чтут ниже Минералов…
Не меньше польза в нём, не меньше в нём краса.

    М. В. Ломоносов

Еще в каменном веке люди научились обрабатывать вулканическое стекло (обсидиан), из него делали наконечники стрел, копий и другого режущего инструмента. Первые зеркала – это шлифованный обсидиан.

Стекло является уникальным продуктом деятельности человека. Это материал с особыми свойствами, который не имеет аналогов. Производится стекло из натуральных компонентов, которые в процессе повторной переработки не теряют качеств и не оставляют отходов.

Производство стекла относится к одному из самых древних и значительных изобретений человечества. Известно, что «возраст» самой старинной стеклянной археологической находки составляет порядка пяти тысяч лет.

Первые стекольные мастерские на территории нынешней Чехии и соседней с ней Моравии появились в кельтских поселениях уже в I веке до новой эры.

Села и города стеклоделов обычно строились в живописных местах у подножий лесистых гор. Рецептуры изготовления стекла хранились мастерами в тайне, и за выдачу секрета их могли подвергнуть даже смертной казни.

Готовые изделия отправлялись во все концы света. Очень часто торговцы стеклом одними из первых проникали в далекие края, устанавливая экономические, общественные и политические контакты с новыми странами. При этом их путешествия нередко были связаны с опасностью: торговые повозки представляли собой заманчивый объект для наживы разного рода разбойников.

Стекло – материал уникальный. Он шел бок о бок с историей развития человечества и прогрессировал вместе с людьми.

С момента изобретения стекла прошло несколько тысяч лет. Сегодня стекло является неотъемлемой частью каждого помещения, активно используется во внешней и внутренней отделке. Оно максимально увеличивает световые потоки и расширяет пространство. Возможности этого материала в интерьере можно назвать безграничными. Он прочен, экологически чист, долговечен, не горюч, относительно легко поддается резке и обработке. Это позволяет изготавливать из стекла не только отдельные элементы декора – витражи, перила, дверные полотна, но и целые части помещения – стены и перегородки.

Когда, где и как было получено первое искусственное стекло точно до сих пор никто не знает. Ученые сходятся во мнении, что родиной обработки стекла является сирийское побережье (Месопотамия, Финикия или Древний Египет), конкретнее указать не представляется возможным – между данными территориями жизненный процесс протекал совместно.

Оптические приборы, линзы, телескопы, очки не появились бы в нашей жизни без открытия стекла. Сегодня благодаря огромным зеркальным телескопам мы имеем возможность заглянуть в другие галактики, проникнуть в космическое пространство. Таким образом, эволюция и история стекла – от его открытия финикийцами на берегу Белоса до наших дней – это в какой-то мере история нашей цивилизации, история человечества.

Для современного человека стекло стало чем-то вполне обыденным. Мы привыкли видеть его каждый день в окнах домов, пользоваться стеклянной посудой, очками, зеркалами и многим другим. Этот уже материал давно вошел в нашу жизнь.

Хорошо известно, что рождается стекло в результате сложного технологического процесса, но кажется, что это рождение не обходится без волшебства.

История создания стекла

Стекло, используемое нами в повседневной жизни, искусственный материал, который создан человеком. Его природным аналогом является обсидиан, представляющий собой застывшую лаву вулкана или оплавленные скальные породы, которые образуются в магматических расплавах при высоких температурах во время извержения вулканов и падения метеоритов.

Обсидианы представляют собой полупрозрачные черные стекла, обладающие высокой твердостью и коррозионной стойкостью. Они использовались в древности в качестве режущего инструмента. Некоторые считают, что именно использование обсидианов подтолкнуло человека к созданию их искусственных аналогов, однако области распространения природных и искусственных стекол не совпадают.

Общим свойством, объединяющим обсидиан с обыкновенным стеклом, является его способность раскалываться на узкие фрагменты с острыми режущими или колющими краями. Это свойство обсидиана использовалось первобытными людьми в эпоху, предшествовавшую изобретению металлических орудий или оружия.

Можно смело сказать, что именно эти свойства сыграли огромную роль в развитии общества: в тех местах, где он был доступен, из него изготавливали орудия труда, оружие и украшения, также с древних времён широко использовался в глиптике (резьба на драгоценных и полудрагоценных камнях) и декоративной скульптуре. Свои колюще-режущие орудия майя и ацтеки, не умевшие выплавлять железо, изготавливали именно из обсидиана (например, маку-ауитль – холодное оружие ближнего боя у жителей Мезоамерики). Кроме того, обсидиан систематически становился материалом для изготовления предметов бытового обихода: зеркал, стёкол, масок или ритуальных фигурок. Крупные разработки обсидиана, ведущие своё начало из глубокой древности, до сих пор известны в мексиканском штате Идальго. Также известны старые обсидиановые копи в штате Герреро.

Благодаря способности порошка обсидиана в смеси с гашёной известью затвердевать под водой, применяется как гидравлическая добавка для портландцемента. Он используется также как добавка к извести, как сырьё для изготовления тёмного стекла и в качестве термоизоляции. Лезвия из обсидиана имеют гладкую кромку толщиной всего в несколько нанометров, что позволяет использовать их в качестве скальпелей.

Немецкая школа минералогии с XVIII века причисляла обсидиан к драгоценным камням второй цены, однако, многие ювелиры и геммологи долгое время не разделяли этого убеждения, считая обсидиан одной из обычных горных пород. В нынешнее время обсидиан считается поделочным камнем второй группы II порядка (по классификации Е.Я. Киевленко).

Создание стекла вызывает восхищение и овеяно легендами. «Стекло способно собирать солнечные лучи и отражать цвета моря, неба и травы – этот доселе невиданный материал» – так писал о стекле в своей «Естественной истории» в 77 году великий историк Древнего Рима Плиний Старший. Ему принадлежит одна из гипотез появления стекла, согласно которой «невиданный материал» совершенно случайно открыли финикийские купцы.

Караваны торговых судов, рассказывает Плиний, шли по реке Белос в Сирию. Возле небольшого поселения финикийские купцы сделали остановку. Для приготовления пищи им было необходимо построить небольшую печь. Однако, не обнаружив поблизости подходящих камней для ее сооружения, они решили заменить их кусками спрессовавшейся соды, которую везли в трюмах. Под воздействием высокой температуры от соединения соды с песком неожиданно образовалось некое прозрачное вещество, которое, застыв, приобрело серебристый блеск.

Рассказ Плиния скорее напоминает легенду. Возникла эта красивая легенда, вероятно, как отражение римского опыта стекольного производства. Опытным путём установлено, что таким способом стекло сварить невозможно. Жар, который даст даже очень большой костёр, будет недостаточен для того, чтобы образовался сплав песка и соды.

Хорошо известно, что для получения стекла требуется температура около двух тысяч градусов по Цельсию, чего, конечно же, не могли достичь финикийские купцы в примитивной печи на берегу Белоса.

С незапамятных времён стеклянные изделия встречались и в финикийских городах на восточном побережье Средиземного моря.

Древнейшее стекло выплавляли на открытом огне в глиняных мисках при довольно низкой температуре. Спекшиеся куски стеклянной массы бросали раскалёнными в воду, отчего они растрескивались на пластины, так называемые фритты. Потом фритты растирали в пыль жерновами и снова плавили. При археологических раскопках древних и средневековых стеклянных мастерских, как правило, находят две печи, одну для предварительной плавки, другую для плавки фритт. Полученное старинным способом, на открытом огне вещество выходило мутным, вязким и трудно поддающимся формовке. Оно было пригодно только для изготовления мелких предметов: бусин, амулетов, грубоватых мелких статуэток. Позже из стекла начали делать небольшие флаконы для благовоний. Техника выдувания тогда ещё не была известна, полые сосуды изготовлялись следующим способом: укреплённую на металлическом стержне глиняную или песчаную форму многократно окунали в расплавленную стеклянную массу, затем катанием и трением поверхность выглаживали, а сердечник после охлаждения тщательно выскребали.

Старейший из сохранившихся сосудов, изготовленных таким способом, – чаша фараона Тутмоса III, хранящаяся ныне в Мюнхенском музее. Она датируется 1450 годом до новой эры. Первая известная учёным письменная инструкция по производству стекла была создана примерно в 650 году до новой эры. Это – таблички с указаниями, как делать стекло, находившиеся в библиотеке ассирийского царя Ашурбанипала (669–626 годы до новой эры).

Исходным сырьем для изготовления стекла служили песок, известь и щелочь – органическая (зола растений) либо неорганическая (сода).

Стекло изначально использовали в качестве глазури для глиняной посуды.

Открыв для себя новый удивительный материал, люди начали раскрывать его свойства и внедрять в свою жизнь. Одними из первых обнаруженных изделий из стекла стали украшения.

Мастера изготавливали из него бусины, флакончики и подвески. Египтяне, в отличие от жителей Двуречья, предпочитали непрозрачное стекло. Его окрашивали окислами металлов в синий, фиолетовый, желтый и другие цвета. Особенно распространенным было голубое и бирюзовое стекло, окрашенное медью, а зеленое стекло получали окрашиванием медью и железом. Только чиновники и особы царской крови могли позволить себе стеклянные изделия.

Древнеегипетские стеклоделы не умели получать прозрачное стекло, ведь для этого нужна температура около 1500 °C, поэтому первые бусины были окрашены в разные цвета.

Египтяне варили стекло в небольших глиняных горшках на открытом воздухе

По фрескам и руинам стекольных мастерских ученые восстановили в общих чертах технологию стеклоделия Древнего Египта.

Египтяне варили стекло в небольших глиняных горшках на открытом воздухе, разжигая под горшками сильное пламя. Пламя не давало нужного жара, приходилось повторять варку. Когда в горшках образовывалась густая и вязкая масса, как засахарившийся мед, из неё как из теста лепили нужные изделия. Стеклянную массу можно было месить, мять, лепить из неё, как из пластилина, всевозможные изделия.

Но это стеклянное тесто было таким горячим, что дотронуться до него рукой было нельзя. А из застывшего стекла уже ничего не вылепишь. Стекло оказалось на редкость трудным, непокорным материалом. Мало было изобрести стекло, надо было еще изобрести способ, как делать из него стеклянные вещи.

Египтяне нашли такой способ; они научились лепить из раскаленного стекла, не прикасаясь к нему рукой. Мастер брал длинный железный прут, к концу его прикреплял шарик из смеси песка с глиной. Подмастерье выхватывал из пламени горшок со стеклянным тестом, вываливал его на камень и начинал раскатывать железной скалкой. Не теряя времени, мастер прикладывал к раскаленной стеклянной массе шарик из глины и песка и, вертя прут в руках, наматывал на шарик горячее стекло. Стекло обволакивало шарик, прилипая к нему. Продолжая вертеть прут в руках и катая шарик по камню, мастер придавал стеклянному комку очертания кувшина.

Готовый кувшин надо было снять с прута. Для этого мастер выжидал, когда кувшин остынет, и потом осторожно поворачивал прут и песочный шарик рассыпался. Оставалась нужная стеклянная форма.

Мелкие предметы изготавливались следующим методом: на металлический прут помещался глиняный сердечник, на который наматывали горячее стекло.

Крупные изделия делались так: форму помещали в стеклянную массу и прокручивали. Стекло тонким слоем оседало на стенках и затвердевало, а форма впоследствии извлекалась.