Средние века принято разделять на ранний период, приблизительно с 500 г. до 1150 г., и поздний период, примерно с 1150 по 1500 г. В эпоху раннего Средневековья, которое до сих пор иногда называют темными веками, Европа сумела преодолеть ряд технологических барьеров, перед которыми спасовали римляне. Эти достижения тем более поразительны, что в раннесредневековой Европе отсутствовали многие факторы, которые обычно считаются ключевыми условиями технического прогресса. В частности, в 500–800 гг. экономическая и культурная среда в Европе была чрезвычайно слабо развита по сравнению с античным периодом. Грамотные люди встречались редко, а высшие классы посвящали себя тонкому искусству взаимного истребления с еще большей целеустремленностью, чем это делали римляне. Торговля и связь независимо от расстояния практически отсутствовали. Дороги, мосты, акведуки, порты, виллы и города Римской империи разрушались. Охрана правопорядка, как и безопасность жизни и собственности, находились на чрезвычайно низком уровне, в то время как Европу опустошали набеги, своей частотой и свирепостью превосходившие все, с чем приходилось сталкиваться римским гражданам. И все же к концу «темных веков», в VIII и IX в., европейское общество начало проявлять первые признаки того, что со временем переросло в безудержный поток технологической креативности. И это были не забавные игрушки александрийских инженеров и не боевые машины Архимеда, а полезные орудия и идеи, снижавшие тяготы повседневного труда и повышавшие материальное благосостояние населения даже тогда, когда его численность после 900 г. начала возрастать. Если мы сравним технический прогресс за семь столетий между 300 г. до н. э. и 400 г.н. э. и прогресс за семь столетий между 700 и 1400 г., то мигом избавимся от всяких предубеждений по отношению к Средним векам.

Западная средневековая техника опиралась на три источника: античную эпоху, исламские и азиатские общества и креативность самой Европы. По-видимому, средневековых инженеров не интересовало происхождение конкретных идей – в большинстве случаев нам неизвестное; главным для них было то, что эти идеи работали. Порой то, что выглядело внедрением уже известной технологии, в реальности могло быть независимым изобретением. Возможно и то, что идеи, считающиеся оригинальными, на самом деле были позаимствованы у других цивилизаций, не сохранивших никаких документов о данном изобретении. В любом случае распространение новой техники обычно происходило медленно и старые технологии порой упрямо сосуществовали и применялись наряду с новыми на протяжении десятилетий и даже столетий.

В смысле непосредственного вклада в совокупный объем производства особенно важными были новшества в сельскохозяйственных технологиях, так как подавляющая часть населения занималась сельским хозяйством. Преобразование сельского хозяйства, начавшееся в раннем Средневековье, продолжалось на протяжении столетий, но в конечном счете сказалось на ходе европейской истории. Тем не менее изменения в этой сфере были особенно медленными. Сельскохозяйственные технологии отличаются от промышленных, транспортных и информационных технологий тем, что во многих случаях они весьма специфичны для конкретной местности. Различные культуры растут в разных условиях, и для выращивания одной и той же культуры могут использоваться различные технологии в зависимости от высоты местности, количества осадков, типа почвы и т. д. В результате усовершенствования приходится бесконечно модифицировать и адаптировать. Таким образом, существенная часть расходов на разработку ложится на плечи тех, кто использует инновацию, а дополнительные эксперименты замедляют процесс ее внедрения.

РИС. 4. Два изобретения, совершивших революцию в средневековом сельском хозяйстве: колесный плуг и хомут. Источник: Часослов Симона Бенинга Da Costa Hours. Брюгге, 1515.

Ключевую роль в эволюции сельского хозяйства сыграли тяжелый плуг и внедрение трехпольной системы. Только совместный гений Марка Блока (Bloch, 1966) и Линна Уайта (White, 1962) позволил историкам вполне осознать значение тяжелого плуга, или карруки. Древний плуг, применявшийся в средиземноморских экономиках, лишь процарапывал в земле борозду деревянным или железным острием (лемехом), который взрезал и размельчал почву, предотвращая испарение влаги и способствуя тому, что содержащиеся в почве минералы выносились на поверхность посредством капиллярного эффекта. Такой aratrum плохо подходил для тяжелых и влажных глинистых почв на равнинах к северу от Альп. Тяжелый плуг в своей окончательной форме перемещался на колесах и был оснащен ножом, резавшим почву вертикально, лемехом, резавшим ее горизонтально, и отвалом, переворачивавшим срезанные куски почвы и оставлявшим глубокую борозду. Тяжелый плуг позволил освоить обширные плодородные земли, которые в римские времена оставались неиспользуемыми или обрабатывались с помощью примитивной подсечно-огневой техники. Хотя некоторые римские плуги имели колеса, конструкция тяжелого плуга полностью сложилась лишь к VI в. (White, 1962, p. 53)[19]. Тяжелый плуг создавал необычно длинные и узкие борозды, характерные для европейских открытых полей. Однако влияние такого плуга было особенно значительным вследствие того, что он требовал упряжки волов в качестве тягловой силы[20]. Огромные расходы на обзаведение ими могли себе позволить лишь немногие крестьяне, и отчасти в попытке решить эту проблему фиксированных издержек средневековое общество создало полукооперативную организацию, которую иногда называют манориальной системой.

Необходимость в тягловых животных для пахоты создавала техническую проблему, которую европейское сельское хозяйство пыталось решить столетиями: чем кормить скот. Решение, найденное в раннем Средневековье, сочетало три элемента, хотя не все они обязательно применялись одновременно. Во-первых, при новой трехпольной системе севооборота, медленно распространявшейся по Европе в раннем Средневековье, одна треть пахотных земель оставалась под паром и использовалась как пастбище: скот и кормился на ней, и в то же время удобрял ее своим пометом. При трехпольной системе каждый земельный надел по очереди использовался под пар, под озимые посевы и под яровые посевы. Во-вторых, на поля, отводившиеся под посевы, после жатвы тоже выпускался скот – этот обычай был известен как «право общего выпаса» или vaine pâture. В-третьих, деревня обычно содержала отдельный общий выгон, не участвовавший в севообороте и игравший роль пастбища. Право общего выпаса и наличие общего пастбища означали, что отдельные крестьянские наделы не могли разделяться изгородями, и потому эту систему иногда называют системой открытых полей. Такая система представляла собой не столько техническое изобретение в строгом смысле слова, сколько блестящее организационное решение технической проблемы, хитроумно сочетавшее права частной и общественной собственности. Внедрение трехпольной системы позволило расширить возделывание дополнительных культур помимо основных, таких как пшеница и рожь. На втором поле нередко выращивали овес (идеальный корм для лошадей), ячмень (использовавшийся как промышленное сырье и как продукт питания) и бобы (важная добавка к рациону). Ни одна из этих культур не была новой, но их распространение опиралось на постепенную замену двуполья трехпольем в регионах к северу от Альп.

Второй областью, в которой раннесредневековая Европа добилась больших успехов, было использование энергии в таких ее видах, как кинетическая и тепловая энергия. Кинетическую энергию можно извлечь из мускульной силы (включая людскую), источником которой является солнечная энергия, преобразуемая в живых организмах, или из неодушевленной силы – такой как сила текущей воды или ветра, непосредственно создаваемая энергией солнца. Сила ветра использовалась для мореплавания, но других способов ее утилизации Запад не знал вплоть до начала строительства первых ветряных мельниц в XII в. Но в сфере гидроэнергии радикальные усовершенствования начались гораздо раньше. В эпохи Меровингов и Каролингов (VII–X вв.) по всей Европе строились все более крупные и совершенные водяные колеса. Средневековые мастера, создавшие более эффективное наливное колесо, одновременно освоили и усовершенствовали трансмиссию как для горизонтальных, так и для вертикальных колес, что позволило строить колеса и на быстрых, и на медленных реках. Средневековые инженеры достигли большого прогресса в сооружении плотин, позволявших контролировать расход воды, а также направлять воду на лопасти колеса. Для преобразования вращательного движения колеса в возвратно-поступательное движение молотов, дробилок и сукновальных станков использовались сперва кулачки, а затем кривошипы. Кулачок был известен и в древности, но, очевидно, никто не пытался применять его в сочетании с водяным колесом. Кривошип же, по всей вероятности, представляет собой средневековое изобретение. В результате водяное колесо превратилось из узкоспециального устройства для помола муки в универсальный источник энергии, способный работать на любых реках. Примерно к 1100 г. водяные колеса снабжали энергией сукновальни, пивоварни (где с их помощью изготовлялось пивное сусло), лесопилки, приводили в действие падающие молоты, кузнечные мехи, дробилки для коры, точила, применялись для волочения проволоки и трепания пеньки. В «Книге судного дня» (1086 г.) к югу от реки Северн в Англии насчитывается 5624 водяных мельниц – примерно по одной на каждые 50 домохозяйств. В отличие от своих римских предков, средневековые люди были окружены водяными машинами, делающими за них самую трудоемкую работу[21]. Пусть водяное колесо было изобретено не в средневековой Европе, но именно там оно распространилось в масштабах, неслыханных в прежние эпохи. Как отмечает Линн Уайт, средневековая Европа, возможно, являлась первым обществом, строившим свою экономику не на горбах рабов и кули, найдя иные источники энергии.

РИС. 5. Главные типы водяных колес: подливное (а) и наливное (б). Источники: (a) Arthur Morin, Experiences sur les roues hydrauliques à aubes planes, et sur les roues hydrauliques à augets (Metz and Paris: Thield 1836), pl. 1, Fig. 5. (б) [Jacques] Armengaud, Moteurs hydrauliques (Paris: Baudry et Cie. and Armengaud Aine, n. d.), pl. 14.

Прогресс наблюдался и в сфере использования мускульной энергии. Лошадь тысячелетиями служила человеку и на войне, и в мирное время, но ее эффективность резко повысили три новшества, появившиеся в столетия, последовавшие за гибелью Рима. Первым из них была подкова. В древности для защиты лошадиных копыт применялись гиппосандалии, но появление подковы было бесспорным усовершенствованием. Подковы были особенно полезны на влажных почвах, преобладающих к северу от Альп, и для тяжелых лошадей, получивших распространение в позднем Средневековье. Подковы предохраняли конские копыта от контакта с почвой, из-за которого они отсыревали, быстро изнашивались и растрескивались. Точный момент появления подков остается дискуссионным вопросом, поскольку археологические свидетельства в данном отношении неоднозначны, но нет никаких сомнений в том, что к IX в. применение подков вошло в широкий обиход и его влияние на экономику ощущалось по всей Европе. Подковывали также вьючных лошадей и мулов, что вело ко все более активному использованию лошадей для коммерческих перевозок. Вторым важным новшеством было изобретение стремян, в первую очередь пригодившихся на войне, хотя мирные наездники тоже их оценили[22]. Сделав верховую езду более предсказуемой и удобной, стремена еще больше повысили значение лошади в европейской транспортной системе. Наконец, третьей важной инновацией стал современный хомут. В начале XX в. отставной французский кавалерийский офицер Ришар Лефевр де Нотт написал исследование, в котором сравнивалось использование лошадей в древности и в Средние века. Согласно Лефевру, греки и римляне применяли упряжь из двух ремней, обхватывавших брюхо и шею лошади. Ошейник, обхватывавший горло, при нагрузках сдавливал яремную вену и трахею животного, мешая ему дышать. Путем экспериментов Лефевр де Нотт выяснил, что сила лошади, запряженной таким образом, использовалась не более чем на 20 %[23]. В раннем Средневековье люди перестали с этим мириться, найдя простой способ покончить с такой растратой ценной энергии. Решение проблемы было найдено благодаря изобретению нагрудного ремня и хомута, крепившегося на плечах лошади. Оба этих приспособления устранили нужду в ярме, тем самым позволяя избежать главного недостатка римской упряжи. Нагрудный ремень появился несколько раньше хомута, но к IX в. и то и другое было уже более-менее известно. В результате лошади постепенно стали играть важную роль в сельском хозяйстве и в грузоперевозках. Упряжь дополняли другие достижения в гужевой технологии. В раннем Средневековье начала применяться упряжка лошадей цугом (когда они запрягались в ряд друг за другом, а не бок о бок). В XI в. появилось дышло – деревянный шест, соединявший хомут с телегой или с бороной. Тем самым в начале Средних веков были исправлены самые элементарные ошибки в эксплуатации мускульной силы животных, совершавшиеся высокоразвитыми цивилизациями Средиземноморья в течение столетий. Эти инновации согласно одной недавней работе (Langdon, 1986, p. 19) открыли путь к «существенному и даже крупномасштабному использованию лошадей в качестве универсальной тягловой силы». Значение этих новшеств дополнительно подчеркивается тем фактом, что в конце XI в. 70 % всей энергии, потреблявшейся английским обществом, обеспечивали животные, а остаток – водяные мельницы (ibid., p. 20).

РИС. 6. Древнейшее изображение лошадиной упряжки, относящееся примерно к 800 г. Источник: Трир, Apocalypse, Городская библиотека, MS. 31, fol. 58r.

В чем состояла роль этих технологических изменений, сделавших лошадь главным источником энергии для средневековой экономики? Лошади все шире применялись в сельском хозяйстве – в первую очередь для пахоты, – но их влияние на производительность сельского хозяйства не вполне ясно. Важное значение в сельскохозяйственном производстве по-прежнему имели волы, не вполне вытесненные лошадьми. Действительно незаменимой, помимо войны, лошадь оказалась в сфере сухопутного транспорта. Возросшая скорость и дальность передвижения конских повозок, в сочетании с совершенствованием конструкции самих повозок, стали ключевыми факторами, способствовавшими возрождению сухопутных перевозок и торговли на средние расстояния. Таким образом, здесь мы также имеем превосходный пример того, как шумпетерианский экономический рост становится основой для смитианского роста.

РИС. 7. Три вида лошадиной упряжи: a) неэффективная упряжь из двух ремней, применявшаяся в древности; б) упряжь с нагрудным ремнем, появившаяся в раннем Средневековье; в) упряжь с хомутом, изобретенная в более поздние века. Источник: Joseph Needham, Science and Civilisation in China, Vol. 4, part 2, Cambridge University Press.

Аналогичные процессы с некоторым запозданием происходили и в сфере водного транспорта. Около 800 г. викинги научились строить по-настоящему мореходные корабли, добираясь на них до самых дальних уголков Европы и даже до Гренландии и Америки. Усовершенствованные корабли викингов, оснащенные килем и мачтой, были небольшими и легкими, а потому чрезвычайно универсальными и маневренными. Но поскольку их размер был ограничен и они не годились для перевозки объемных грузов, то их влияние на экономику оказалось несущественным. В долгосрочном плане большее значение имел ког, возникший в ходе эволюции примитивных кельтских лодок и к XII в. преобладавший на морях Северной Европы. Неуклюжий на вид, медленный и не слишком маневренный ког обладал отличными мореходными качествами, позволял дешево перевозить крупные грузы и обеспечивал хорошую защиту от пиратов.

К раннему Средневековью относятся многие другие изобретения, хотя невозможно сколько-нибудь точно определить время и место их появления. Европейское общество постепенно овладевало более эффективными методами защиты от низких температур, особенно после XIII в., когда зимы стали более суровыми. Такие новшества в строительных и бытовых технологиях, как использование дранки, применение штукатурки для теплоизоляции, переход на ископаемое топливо и, в первую очередь, камины, свидетельствуют об умении средневекового общества приспособиться к морозным зимам в Северной Европе (Dresbeck, 1976). Камин также упрощал домашнюю стряпню, повышая доступность горячей пищи. Мыло, известное еще в поздней Римской империи, примерно к 800 г. распространилось уже по всей Европе, а в X–XI вв. было усовершенствовано в христианских и исламских регионах Средиземноморья. Мыло в брусках впервые появилось в XII в. Раннесредневековая Западная Европа также стала родиной таких изобретений, сказавшихся на повседневной жизни, как сливочное масло, крепкие алкогольные напитки, лыжи, тачки, использование хмеля в пивоварении, усовершенствованное оконное стекло и точильные круги с приводом от ворота.

В раннем Средневековье культурным и технологическим ядром Европы в значительной степени оставался средиземноморский регион. Испания, Северная Африка и Ближний Восток находились под властью ислама. В VIII–XII вв. утонченный и культурный исламский мир стал достойным наследником античной цивилизации. Средневековый исламский мир являлся обществом с высокой мобильностью, в котором путешествия были повседневным занятием, доступным и для богатых, и для бедных. Путешественники с готовностью перенимали знания у других обществ, как существующих, так и угасших. Культура и техника ислама представляла собой синтез эллинистических и римских элементов, дополненных идеями из Центральной Азии, Индии, Африки и даже Китая. Раннее исламское общество энергично занималось сбором, компиляцией и каталогизацией знаний. Уровень грамотности в исламском мире находился на недосягаемой для Европы высоте. Крупные библиотеки имелись не только у правителей, но также во многих важных мечетях и даже у некоторых частных лиц. В 700–1200 гг. мусульмане знали о различных частях известного на тот момент мира больше, чем какая-либо другая цивилизация. Способность сохранять, адаптировать и развивать технологии, позаимствованные у других народов, является непреходящим свидетельством их креативности. Однако в том, что касается оригинальной креативности и собственных изобретений, достижения исламского мира выглядят неожиданно скромными. Мусульмане с энтузиазмом коллекционировали знания, но мало что сделали в плане их интерпретации или построения теорий; в отличие от христианского Запада они, очевидно, не знали «странной потребности заглянуть внутрь вещей и понять, как они устроены» (Watson, 1983, p. 94, 146).

РИС. 8. Изображение тачки на миниатюре XII в. Обратите внимание на противопоставление тачки и носилок, требующих двух работников. Источник: Umberto Eco and G. B. Zorzoli, The Picture History of Inventions, Bompiani.

Тем не менее в период с 750 по 1100 г. исламский мир, помимо высокого уровня толерантности и культуры, может записать на свой счет ряд впечатляющих технических достижений (Singer, 1958, p. 755–761). Мусульманам совместно с византийцами приписывается изобретение латинского (то есть средиземноморского) паруса, хотя более ранние его разновидности были известны уже античным цивилизациям. К IX в. была решена проблема перемещения рейка на другую сторону мачты при смене галса, не позволявшая римлянам строить крупные корабли с косым парусным вооружением, и латинские паруса стали применяться на больших торговых судах. Корабль с латинским парусом может идти под углом в 60–65° против ветра, что «намного превосходит возможности кораблей с прямыми парусами» (Parry, 1974, p. 13). К XI в. усовершенствованные паруса использовались по всей Южной Европе и Ближнему Востоку и мусульманами, и христианами. Что касается энергетики, мусульмане около 1000 г. первыми построили в Басре мельницу, работавшую на силе приливов и отливов (Minchinton, 1979), а ветряные мельницы упоминаются в исламских источниках начиная с IX в. (Al Hassan and Hill, 1986, p. 54–55). Водяные колеса использовались на сахарных заводах и лесопилках. Однако в целом исламское общество, по-видимому, полагалось на неодушевленные источники энергии в гораздо меньшей степени, чем Европа (Hill, 1984b, p. 169–172).

Также благодаря мусульманам Ближний Восток и Европа познакомились с бумагой. Необходимость замены дорогостоящего пергамента (изготавливавшегося из высушенной кожи телят и козлят), который использовали средневековые писцы, была очевидной. Бумага была изобретена китайцами до 100 г. и получила на Востоке широкое распространение. Согласно легенде арабы, захватив в 753 г. Самарканд, узнали секрет бумаги от плененных китайских работников. Примерно в 793 г. первая бумажная фабрика была построена в Багдаде, а к 1000 г. уже весь исламский мир пользовался переплетенными книгами, оберточной бумагой и бумажными салфетками. В Северную и Западную Европу бумага проникала медленно. Характерно, что как только она стала известна там в XIII в., Запад начал применять гидроэнергию для приготовления бумажной массы.

Что касается текстильного производства, исламский мир сумел существенно повысить качество ткани. В данном случае показательна этимология: многие европейские названия тканей имеют арабское происхождение. Дамаст, тонкая льняная ткань, похожая на шелк, происходит из Дамаска; муслин, тонкая хлопчатобумажная ткань – из города Мосул (в Ираке); фастиан, хлопчатобумажная ткань с льняной основой, названа по имени Фустата, пригорода Каира. Многие из этих тканей, возможно, были родом из Персии – колыбели множества текстильных технологий, – и в X в. медленно распространялись на запад. Хлопчатобумажное производство было принесено мусульманами на Ближний Восток, а оттуда – в Испанию и на Сицилию. Сорта хлопчатника, насаждавшиеся в Средиземноморье, могли вызревать в более суровом и холодном климате. К концу Средневековья хлопок превратился в основное сырье для производства тканей в Южной Европе и на Ближнем Востоке. Также исламская экономика славилась своими высококачественными изделиями из кожи. Центрами этой индустрии являлись Марокко и Кордова – та роль, которую они играли в кожевенном производстве, нашла отражение в европейских языках.

Наиболее оригинальный вклад мусульман относится к сфере химических технологий. Книги Джабира ибн Хайяна и Ар-Рази (известных на Западе как Гебер и Разес) в течение столетий считались классическими трудами в этой области. Работа исламских химиков во многом была связана с поисками золота и содержала в себе мистический элемент, однако к XI в. Ибн Сина (Авиценна) уже усомнился в том, что эта задача разрешима. Мусульмане открыли щелочи и существенно повысили качество стекла и керамических изделий. Они умели извлекать из нефти нафту – горючую жидкость, похожую на керосин, – и подняли производство благовоний и кислот на недосягаемую высоту[24].

РИС. 9. Горизонтальное водяное колесо, описанное исламским автором Аль-Джазари. Современная реконструкция. Источник: Bodleian Library, Oxford.

В области механики – от водяных мельниц до часов – мусульмане обогнали Запад на несколько столетий. Братья Бану Муса, работавшие в Багдаде около 850 г., в своих сочинениях собрали и развивали познания эллинистических инженеров (Hill, 1977). Трактат Аль-Джазари «Книга знаний о хитроумных механических устройствах», написанный в начале XIII в. в Диярбакыре (Малая Азия), имеет репутацию «наиболее замечательного свидетельства об инженерном искусстве, дошедшего до нас… из доренессансной эпохи» (Hill, 1984b, p. 128). Значительны также успехи исламских мастеров в металлургии. Используя индийскую сталь, оружейники из Толедо и Дамаска делали мечи, качество которых вошло на Западе в поговорку. Кроме того, мусульмане научились выращивать сахарный тростник и добывать из него сахар, а также делать конфеты. Особенно прославился своими сладостями Египет, хотя вплоть до XVII в. те оставались предметами роскоши. Исламский мир освоил и передал западным людям многие азиатские культуры, сделавшие их питание более разнообразным: такие зерновые, как сорго и рис, а также твердая пшеница, из которой делаются макароны; фрукты – апельсины, лимоны, бананы, арбузы; и овощи – спаржа, артишоки, шпинат и баклажаны (Watson, 1983). Вообще, развитие сельского хозяйства примерно с 700 по 1100 г. протекало в исламском мире так бурно, что этот процесс иногда называют аграрной революцией. Внедрение новых культур во многих случаях требовало ирригации, и мусульмане успешно использовали и модернизировали древние гидравлические технологии, в основном остававшиеся неизвестными в западном Средиземноморье до эпохи исламских завоеваний. От Персии до Пиренеев мы встречаем свидетельства широкого распространения норий, Архимедовых винтов, шадуфов (шест с ведром на одном конце и противовесом на другом), подземных каналов и т. д. По большей части мусульмане применяли приемы, знакомые античному миру: сделанный ими вклад заключался «не столько в изобретении новых устройств, сколько в намного более масштабном использовании устройств, в доисламские времена применявшихся весьма ограниченно» (Watson, 1983, p. 108). С этой точки зрения достижения мусульман были сопоставимы с достижениями Запада, который следовал такой же стратегии в сфере гидроэнергетики и тяжелого сельскохозяйственного оборудования.

Оценивать технические достижения исламского мира непросто. Не все мусульмане были арабами, а так называемый исламский мир в отдельные моменты времени населяло много христиан и евреев. Кроме того, серьезные различия наблюдались в рамках самого исламского мира: так, представляется, что Персия и Испания, находившиеся на его географической периферии, в целом выказывали больше креативности, чем Месопотамия и Египет, хотя недостаток информации не позволяет выносить на этот счет однозначных суждений. Вплоть до недавнего времени историки техники выносили суровый вердикт средневековому исламу. Как утверждает Уайет (Wiet, 1969, p. 371), в истории первых веков ислама трудно найти что-нибудь, что можно было бы назвать обогащением существовавших знаний. Однако технологическая креативность как экономическое явление не требует получения совершенно новых знаний: для инноваций не обязательны изобретения. Заимствование, развитие и адаптация технологий также позволяют увеличить предложение товаров и услуг. Проблема в том, что при отсутствии оригинальных идей заимствование и адаптация влекут за собой снижение отдачи. На этом уровне технологическая креативность исламского мира по очевидным причинам столкнулась с затруднениями. Исламское общество было неспособно сколько-нибудь расширить запас имевшихся идей, которые оно с таким блеском добывало и использовало. Соответственно, исламское технологическое развитие со временем замедлилось. Где-то примерно в XII в. ислам утратил свой импульс и технологическое превосходство постепенно перешло к его врагам – жившим к северу от Пиренеев христианам, которые ничуть не уступали им в способности перенимать чужие технологии и даже превзошли их в умении создавать новые технологии. Запад, поначалу сильно отстававший от мусульман, выказывал не меньшее стремление учиться у других культур, но при этом не утратил возможности развивать и оттачивать чужие идеи, используя их в новых сочетаниях, находя для них новые сферы применения и в конце концов уходя настолько далеко от первоначальных идей, что обществу, придумавшему их первым, приходилось перенимать у Запада свои собственные идеи, нередко видоизмененные и усовершенствованные до полной неузнаваемости. Исламское общество, вышедшее на новые рубежи в сфере энергетики и химических технологий, к XIII в. стало проявлять признаки отсталости[25].

Причины этого замедления неясны. Монгольские вторжения нанесли исламскому миру жестокий удар, опустошив его восточную часть; однако потеря Испании и упадок западного Средиземноморья стали результатом внутренней слабости и раскола. Заманчиво связывать различия в креативности между христианским и исламским миром с религиозными и политическими различиями. Такую попытку мы предпримем в части III.

Примерно к 1200 г. экономика Западной Европы освоила почти все то, что могли предложить ей ислам и Восток. Далее европейцы шли вперед главным образом своими собственными усилиями. Несмотря на временный откат в XIV в., цепочка блестящих изобретений, сделанных в 1200–1500 гг., подготовила почву для грядущего технического лидерства Европы. Уникальный характер европейских технологических изменений определялся как изобретательностью при повышении эффективности производства, так и скоростью, с которой некоторые из этих инноваций распространялись по Западной Европе.

РИС. 10. Изображение мельницы на средневековой миниатюре. Источник: Bodleian Library, Oxford.

В сфере энергетики самым важным изобретением позднего Средневековья являлась ветряная мельница, сочетавшая в себе идеи водяной мельницы и паруса. Возможно, ее тоже принесли в Европу мусульмане (из Центральной Азии), однако, несмотря на свои очевидные преимущества в засушливом климате, она не получила широкого распространения в исламском мире[26]. Первые ветряные мельницы, о которых сохранились достоверные упоминания в документах, были построены в 1185 г. в Йоркшире. Но где бы они впервые ни появились, через несколько лет их использовали уже по всей Европе, а в 1195 г. папа римский велел взимать с них десятину. Из-за того что в Европе ветер часто меняет направление, ветряные мельницы приходилось делать поворотными с тем, чтобы их можно было устанавливать под оптимальным углом к ветру. Появившиеся позднее тормоза и скошенные лопасти сделали работу ветряных мельниц более стабильной и эффективной. Ветряная мельница многое унаследовала от водяной мельницы, позаимствовав у нее горизонтальную ось, зубчатую передачу и конструкцию трансмиссии (Reynolds, 1983, p. 83). Однако, как указывает Ашер (Usher, 1954, p. 176), ветряная мельница являлась более сложным механизмом по сравнению с водяной, и потому ее развитие шло медленнее. В ранних ветряных мельницах весь механизм мог поворачиваться вокруг вертикальной оси, что позволяло находить оптимальное положение по отношению к направлению ветра.

Энергия ветра также более эффективно использовалась в мореплавании благодаря серьезным изменениям в конструкции кораблей. В Северной Европе наряду с постепенным внедрением латинского паруса появился совершенно новый тип корабля – каракка, оснащенная фок-мачтой и бизань-мачтой. Трехмачтовый рангоут позволял сочетать преимущества латинского и прямого паруса, а именно возможность ходить против ветра и большую скорость при движении по ветру. Корабль с полным рангоутом называли великим изобретением – не из-за революционной конструкции, а потому, что «он по всем статьям превосходил корабли прежних систем, к тому же делая плавание намного менее рискованным» (Unger, 1980, p. 219). На грот-мачте и фок-мачте поднимали прямые паруса, служившие для движения по ветру. Бизань-мачта несла латинский парус, установленный параллельно килю и позволявший ходить против ветра, а также маневрировать в узких проливах. Такая оснастка впервые была создана около 1400 г. в Стране Басков на побережье Бискайского залива и быстро распространилась по Северной Европе и Средиземноморью. Примерно в то же время появились горизонтальные ткацкие станки с педалями, на которых производилась более качественная и крепкая парусина. Второй инновацией – возможно, пришедшей из Китая, – был кормовой руль, сменивший рулевые весла, применявшиеся в древности. Он использовался на кораблях с конца XII в. и сильно уменьшал снос судна, а также физические усилия, требовавшиеся, чтобы удержать его на курсе.

Совершенствовалась также конструкция корпуса. Примерно к 1300 г. североевропейские кораблестроители освоили технологию обшивки вгладь, при которой доски обшивки стык в стык крепятся к балкам корабельного набора с последующей просмолкой пазов между досками для сохранения водонепроницаемости. Корабли с обшивкой вгладь – такие как карраки – не вполне вытеснили суда, построенные по древней клинкерной технологии, основанной на обшивке внакрой (внахлест). Оба метода имели свои преимущества: используя обшивку внакрой, можно было строить более крепкие и тяжелые корабли, поскольку горизонтальные напряжения принимал на себя весь корпус корабля, в то время как при обшивке вгладь горизонтальные напряжения поглощались тяжелыми балками, из которых состоял корабельный набор. Обшивка вгладь по сравнению с обшивкой внакрой способствовала экономии дерева и позволяла строить намного более легкие и крупные корабли; к 1400 г. уже существовали корабли с водоизмещением в 1000 тонн. Более крупные корабли обеспечивали более дешевую и быструю перевозку грузов и имели более высокие мореходные качества (Rosenberg and Birdzell, 1986, p. 80–96). Однако обшивка внакрой по-прежнему применялась на небольших судах, а в некоторых случаях и на океанских судах средних размеров. К середине XV в. появилась португальская каравелла. Именно на кораблях такого типа совершали свои экспедиции Васко да Гама, Колумб и Магеллан. Каравелла имела обшивку вгладь, латинское парусное вооружение, две или три мачты и кормовой руль. Водоизмещение каравеллы составляло около 100–200 тонн, а для ее управления требовалась команда примерно в 20 человек (см.: Parry, 1974, p. 17–22). Каравелла являлась универсальным судном, предназначенным в основном для каботажного плавания, но достаточно мореходным для того, чтобы сделать португальцев лидерами в исследовании мира за пределами Европы.

Кроме того, европейцы разработали более совершенные навигационные инструменты по сравнению с применявшимися ранее. Нам ничего не известно о каких-либо средствах навигации, использовавшихся греками и римлянами, помимо того, что они наблюдали за звездами и старались по возможности не терять из виду береговую линию. Такие случаи, как крушение корабля Св. Павла, по пути в Рим сбившегося с курса, потому что «многие дни не видно было ни солнца, ни звезд» (Деяния, 27, 20), вероятно, случались регулярно. Викинги в своих плаваниях также определяли курс по береговым ориентирам и нередко становились жертвой хафвиллы – потери направления в открытом море. Однако все изменилось в последние столетия Средних веков. В XIII в. в употребление вошли беспрецедентно точные морские карты и навигационные таблицы, полностью покрывавшие Средиземное и Черное моря. Компас – известный уже в Китае, но, вероятно, независимо от него открытый в Европе – впервые упоминается англичанином Александром Некэмом в его работе De utensilibus (ок. 1180 г.). Это устройство первоначально представляло собой не более чем намагниченную иглу, плавающую в чаше с водой. Этот примитивный прибор лишь около 1300 г. приобрел облик современного компаса, получив также розу ветров с 16 румбами. Как считает один автор (Kruetz, 1973, p. 372–373), прокладывать курс с помощью компаса начали лишь после 1410 г. Компас играл особенно важную роль в Средиземном море, потому что здешние большие глубины не позволяют находить курс, промеряя глубину лотом (такой способ широко практиковался в Северном и Балтийском морях). Изобретение компаса оказало колоссальное влияние на мореплавание. Вплоть до XIII в. навигация в Средиземном море прекращалась на зиму; начиная примерно с 1280 г. новые навигационные приемы позволяли плавать по нему круглый год.

Возрождение географии в 1409 г. увенчалось переводом на латынь «Географии» Птолемея, ознакомившей европейцев с понятиями широты и долготы. Португальские мореходы научились определять широту, используя астрономические инструменты, разработанные эллинистическими, а позже и исламскими астрономами. Самым знаменитым из этих инструментов была астролябия, изобретенная эллинистическим астрономом Гиппархом для астрономических наблюдений. Вычисляя высоту Полярной звезды с помощью астролябии, наблюдатель мог узнать широту, на которой он находится. Этот метод был известен еще Пифею из Массалии (III в. до н. э.), однако никто не пытался применять его при навигации. Слишком сложная конструкция астролябий зачастую затрудняла их использование в море – первый документально зафиксированный случай применения астролябии на борту судна относится к 1456 г. Несколько ранее появилась (cross-staff) алидада, служившая для аналогичных целей. В Южном полушарии, куда европейцы проникли после 1450 г., они не могли ориентироваться по Полярной звезде и с помощью астролябии измеряли высоту Солнца над горизонтом (Taylor, 1957). Наиболее полезным навигационным инструментом был признан квадрант – упрощенный вариант астролябии, придуманный мусульманами. Однако, несмотря на достижения в этой области, к 1450 г. европейцы, возможно, еще не сравнялись в искусстве навигации с китайцами. Не только в Европе умели строить корабли, пригодные для океанских плаваний: в XV в. к исследованию дальних земель приступил и Китай, впрочем, вскоре отказавшись от этих попыток. В отличие от него, европейцы сумели сохранить инновационный импульс.

Третьей сферой прогресса являлись металлургические технологии. Горное дело и металлургия были особенно развиты в Южной Германии, Австрии и Богемии. Ключевым достижением здесь служило строительство крупных доменных печей, в которых достигалась высокая температура благодаря использованию мехов, приводившихся от водяных колес. Несмотря на то что настоящие доменные печи начали строиться лишь в конце XV в., усовершенствованные печи появились несколько ранее. Высокие температуры позволили освоить чугунное литье, что революционизировало производство металлических изделий[27]. Доменная печь отличалась от примитивных печей древности и Средних веков тем, что при создававшихся в ней высоких температурах железо насыщалось углеродом. Более высокая доля углерода (до 3 %) снижала точку плавления, что давало возможность получать жидкий металл. Производившийся в доменных печах чугун либо использовали для литья, либо посредством последующей декарбонизации превращали в более ковкую сталь. Выплавлять железо в доменных печах было намного дешевле, чем в печах прежней конструкции. Впрочем, большинство прочих приемов металлообработки – таких как пайка, клепка и ковка – по большому счету не изменилось. В области цветной металлургии самым важным достижением той эпохи стал способ извлечения серебра из медной руды с помощью свинца, разработанный около 1450 г.

Металлургия повлияла и на развитие технологий в других отраслях. Пример подобного эффекта перелива нам дает самое прославленное из всех средневековых изобретений – печатный станок. Он по праву стал знаменитым, будучи первым средневековым изобретением, для которого более-менее точно известны время его появления и имя изобретателя, в одиночку нашедшего такое удачное решение задачи, что новое устройство очень быстро стало использоваться по всей Европе. Сама по себе печать уже существовала в Европе к началу XV в. Еще до 1400 г. здесь печатались игральные карты, а чеканка монеты методом штамповки к тому моменту велась уже две тысячи лет. Однако разборный шрифт, изобретенный Иоганном Гутенбергом (1453 г.), представлял собой блестящее достижение, ставшее возможным, между прочим, благодаря знакомству Гутенберга с металлургией (его отец был ювелиром архиепископа Майнца). Отливка разборного шрифта представляла собой трудную задачу: все литеры должны были иметь одинаковую длину и высоту, но разную ширину. Гутенберг нашел изящное решение – форму, состоявшую из двух накладывавшихся друг на друга L-образных частей. Шрифт отливался из сплава олова, цинка и свинца, а формы изготовлялись из железа и меди (Cardwell, 1972, p. 20–25). Подобно ветряной мельнице, печатный станок с ошеломляющей скоростью получил широкое распространение. К 1480 г. в Европе насчитывалось более 380 печатных станков, а за 50 лет после его изобретения в мире было выпущено больше книг, чем за предыдущую тысячу лет.

РИС. 11. Устройство часов с гирей. Грузы на концах горизонтальной планки (фолиота) обеспечивали равномерность тяги, создаваемой гирей. Лопатки позволяли преобразовать тягу в колебательные движения, необходимые для работы часов. Источник: D. S. L. Cardwell, Turning Points in Western Technology, Science History Publications.

Не менее блестящим изобретением являлись и механические часы с гирями. Их изобретатель неизвестен, но первое их упоминание в источниках относится к концу XIII в. В том столетии европейцы и арабы уже умели строить сложные водяные часы, но они были ненадежными из-за того, что вода может замерзать и испаряться. Европейские механики упорно пытались создать устройство, в котором могла бы использоваться сила тяжести[28]. Примерно в 1300 г. появился корончато-штыревой спусковой механизм, позволявший преобразовать непрерывное, но изменяющееся по величине усилие со стороны опускающейся гири в регулярные колебательные движения, необходимые для точного хода часов. Трудно найти более чистый пример макроизобретения. В своей недавней работе об истории часов Ландес (Landes, 1983) называет его Великим изобретением. Дальнейшее развитие шло головокружительными темпами: к середине XIV в. такие часовщики, как семейство Донди и Ричард из Уоллингфорда, делали сложные устройства, показывавшие не только время, но и все известные на тот момент движения небесных тел. Часы быстро распространялись по всей Европе, вызывая «чувство чистого восхищения и гордости» (Landes, 1983, p. 57) новыми механизмами. Каждый город стремился завести у себя это чудо. По словам Уайта (White, 1962, p. 124), «ни одна европейская община не могла смириться с тем, что у нее нет собственных вертящихся планет, трубящих ангелов, петухов, испускающих крики, и апостолов, царей и пророков, марширующих взад-вперед под бой часов». В середине XV в. на свет появились пружинные часы, чему способствовало изобретение устройств, регулировавших неравномерное усилие, создаваемое раскручивающейся пружиной. Самым удачным решением этой проблемы стал конический барабан, выравнивавший силу со стороны пружины. Первые часы с коническим барабаном были сконструированы около 1430 г., после чего карманные часы стали популярны среди зажиточных людей. Достижения в часовом деле открыли путь к миниатюризации часов, демократизировавшей измерение времени.

РИС. 12. Астрономические часы, изобретенные Джованни Донди в 1364 г. Источник: Bodleian Library, Oxford.

Значение механических часов как признака технического прогресса и как причины его продолжения подчеркивалось многими исследователями. «Часы, а не паровая машина, – не без некоторого преувеличения утверждал Мамфорд (Mumford, [1934] 1963, p. 14), – являются главной машиной современной индустриальной эпохи». Часы – это механическое автоматическое устройство, требующее высокой точности при его изготовлении и обслуживании и потому ставшее образцом для всех других механизмов. Часы насаждают порядок и организацию, задавая общее множество объективной информации. К середине XIV в. обычай делить час на 60 минут, каждая из которых содержала в себе 60 секунд, стал стандартом. Четыре часа были четырьмя часами для всех, так же, как час дня – часом дня. Такая возможность делиться фактами и понятиями, передача информации по принципу «я вижу то же, что видишь ты» представляли собой важный элемент в процессе распространения инноваций. Более того, все это позволяло более точно измерять производительность. В конце концов, наша концепция эффективности неявно основана на измерении времени: понятие производительности содержит в себе идею потока. Часы выявляли различия в эффективности: стало ясно, что более усердные работники, используя более качественные приспособления и инструменты, производят больше продукции за единицу времени. Упростились как сравнение производительности, так и выбор между быстрыми и медленными. Часовщики, задававшие новые стандарты точности и сложности в механике, впоследствии не раз сыграли важную роль в изобретениях в других сферах.

РИС. 13. Средневековые прялки. Прялка на верхнем рисунке, относящемся примерно к 1338 г., намного более примитивна, чем на нижнем (конец XV в.). Источники: London, British Museum, Add. MS. 42130, fol. 193. After «The Luttrell Psalter». Facs. edition by E. C. Millar, Pl. CXXXVIII, London, British Museum, 1932. Воспроизведено с разрешения попечителей. D. E. Woodall. (нижний рисунок) «Das mittefalterliche Hausbuch jut Besitz des Fürsten von Waldhurg-Wolfegg-Waldsee». Facs. edition by H. T. Bossert and W. F. Storck, Pl. XXXV (fol. 34a). Leipzig, Seemann, 1912.

Другую важную механическую идею представлял собой маховик, первоначально использовавшийся лишь в точилах. Важнейшим устройством, в котором он применялся, являлась прялка, впервые появившаяся в шерстяной отрасли в XII в. (Munro, 1988). Кроме того, прялка – первый известный пример применения ременной трансмиссии. Поначалу колесо прялки крутили одной рукой, а второй рукой скручивали пряжу. Это был более производительный метод, чем традиционное прядение с использованием веретена, так как здесь веретено было закреплено на одном месте и крутилось намного быстрее. Внедрение прялки резко повысило производительность фламандской текстильной индустрии[29]. Тем не менее старый метод существовал еще много столетий. Пряжа, производившаяся на первых прялках, была низкого качества и не годилась как основа для высококачественных тканей. Более того, прялка привязывала прядильщика к дому, в то время как веретено можно было носить с собой повсюду и совмещать работу с другими занятиями. В XV в. была изобретена так называемая саксонская прялка с U-образной рамкой на конце веретена, позволявшей одновременно прясть и скручивать волокна. К XVI в. прялки начали оснащать педальным приводом.

РИС. 14. Горизонтальный ткацкий станок XIV в.; справа изображена прялка. Источник: Science Museum Library, London.

В ткацком деле изначально применялись вертикальные станки, в которых основа натягивалась грузами или между двумя брусьями. От этой техники отказались после появления горизонтального станка. Впервые его упоминает в своих комментариях к Талмуду Раши еврейский ученый, живший в XI веке в Труа, указывая, что такой станок используется профессиональными ткачами. Он имел педаль, позволявшую поднимать и опускать проволочки (галева), через которые продевались нити основы (White, 1978, p. 274n). Благодаря более туго натянутой основе и возможности ткать намного более длинные куски материи новый станок повысил производительность труда примерно на 325 % (Munro, 1988, p. 704). В XIII в. европейцы также освоили производство шелка; главным центром этой отрасли стал город Лукка в Тоскане. Лукканские шелковые фабрики, на которых широко применялись водяные колеса и сложные механизмы, можно считать первыми механизированными текстильными предприятиями.

К XIII в. относятся и некоторые другие полезные изобретения. Так, в Италии около 1285 г. были изобретены очки, быстро получившие широкое распространение[30]. Функциональная пуговица, совершившая небольшую революцию в одежде, впервые появилась в Центральной Германии в 1230-х гг. На Востоке никогда не было придумано ничего подобного: японцы пришли в восторг, увидев пуговицы на одежде португальских купцов, и переняли у них не только пуговицу, но и соответствующее португальское слово (White, 1968, p. 129–130). В сфере гидравлики на Средневековье приходится изобретение шлюза. Известно, что каналы и камерные шлюзы существовали в Нидерландах в XII в., а к концу XIV в. строились уже повсеместно (Forbes, 1956d, p. 688). В XV в. лидерство в гидростроительстве перешло к Северной Италии, где сооружались всевозможные шлюзы, венцом которых стал шлюз с двустворчатыми воротами, изобретенный Леонардо да Винчи. Усовершенствовалась конструкция плотин, способствуя их надежности. В XV в., с обострением проблемы городского водоснабжения, начали появляться книги по водоснабжению и гидравлике. Немецкий военный инженер Конрад Кейзер в своей книге De Bellefortis (1405), посвященной инженерному делу на войне, уделил целую главу описанию гидравлических механизмов. Порой эти знания применялись в целях, которые мы сегодня сочли бы легкомысленными – например, в знаменитых садах графа Артуа из замаскированных отверстий прямо на платья величавым дамам вдруг начинали бить струи воды (Price, 1975, p. 65). Однако главным была готовность пользоваться знаниями, и в тех случаях, когда это позволяли навыки и орудия, средневековые мастера с легкостью превосходили достижения античной цивилизации.

Кроме того, в европейской экономике позднего Средневековья все шире применялись различные химикалии. Мусульмане достигли более значительных успехов в химии; прошло много времени, прежде чем в Европе появился первый химик уровня Ар-Рази или Авиценны. Но все знания о химикалиях, которыми обладали европейцы, использовались ими в производстве. Спирт, красители, квасцы, селитра, ртуть, кислоты – все это применялось при всякой возможности и по мере необходимости. Пусть порох был изобретен не европейцами, но те быстро научились делать такие пушки, которые обеспечили им господство над исламским миром и Востоком. Большинство химикалий все же применялось в мирных целях – для производства цветного стекла, окрашивания тканей, дубления кожи, в искусстве (масляные краски), медицине и металлургии. Это был прогресс без науки, практика без теории, но с осязаемыми результатами. Прогресс обеспечивался усилиями тысяч позабытых мастеров и ремесленников, нередко повторявших сделанное другими, часто растрачивавших свою креативную энергию в бесплодной погоне за философским камнем или иными миражами. И все же прогресс был налицо: пусть медленный, но необратимый в долгосрочном плане. Можно вполне согласиться с утверждением Альфреда Норта Уайтхеда о том, что в смысле науки Европа в 1500 г. по-прежнему знала меньше, чем знал Архимед в 212 г. до н. э. Но в том, что касается техники, такая оценка, безусловно, ошибочна. К 1500 г. европейская техника оставила далеко позади все достижения античного мира. Пусть европейцы в 1500 г. и не были более мудрыми и просвещенными, чем в 600 г., но зато они подняли на недосягаемую высоту производство товаров и услуг, определяющих материальный уровень жизни.

К 1500 г. Европа более-менее достигла технического паритета с наиболее развитыми странами исламского мира и Востока. Более того, по оценке некоторых историков, к тому времени европейцы уже имели в своем распоряжении больше энергетических ресурсов, машин и организационных навыков, чем какая-либо иная цивилизация, предшествовавшая им или существовавшая в ту же эпоху (Lack, 1977, p. 400). Европа находилась на пороге превращения из заемщика в кредитора. Технические достижения в целом опережали становление европейской науки. Систематические знания не имели особого отношения к техническому прогрессу. Кроме того, средневековая техника отличалась от античной и современной техники в еще одном важном аспекте. Кардуэлл (Cardwell, 1972, pp. 9–10) указывает на то, что в отличие от античной техники, средневековая техника не поражала своим размахом и экстравагантностью. Помимо строительства впечатляющих, но немногочисленных церковных зданий и замков, она применялась в основном в частном секторе, будучи делом рук крестьян, колесников, каменщиков, ювелиров, шахтеров и монахов. Главным признаком средневековой техники была ее практичность: она предназначалась для решения скромных задач, постепенно преобразовавших повседневное существование. Она во все большем количестве обеспечивала людей продовольствием, транспортом, одеждой, утварью, жильем при одновременном росте их качества, становясь движущей силой шумпетерианского роста.