Шлифование и полирование
Существенное отличие шлифования камня от прочих способов обработки заключалось в том, что абразивом можно было удалять материал с обрабатываемого предмета очень малыми и равными частицами одновременно на значительной поверхности. Благодаря этому открылась возможность создавать орудия правильных геометрических форы, с гладкой поверхностью. Шлифовка позволяла обрабатывать материал любой формы, строения и твердости, а также придавать ему желаемую конфигурацию. Но шлифовка твердых пород не давала быстрого эффекта в сравнении с оббивкой, скалыванием и ретушью, требовала выдержки я терпения.
Отдельные случаи шлифования камня появлялись еще в палеолите. Пришлифовка рабочего конца кремневой проколки обнаружена в Костенках I. Большая серия шлифованных сланцевых орудий была открыта А. Н. Рогачевым о Костенках IV. Иногда среди (палеолитических кремневых орудий можно заметить следы затупливания острого края легкой пришлифовкой.
Выделение шлифования камня в неолите в особую отрасль тесно связано с возросшей обработкой дерева. В конце каменного века благодаря зачаткам земледелия, животноводства и рыболовства жизнь общества приобрела некоторую устойчивость после продолжительного периода господства охотничьего хозяйства с кочевым бытом. Численное увеличение неолитических общин, оседлость и более высокий уровень трудовых навыков обеспечивали человеку условия для совершенствования орудий путем систематических, равномерных движений абразивного процесса.
Особым свойством абразива, будь то шлифовальная плита, фигурное точило или оселок, является способность к «самозатачиванию» в процессе работы, к выпадению затупившихся зерен и замещению их новыми, ниже лежащими. Самозатачивание абразива, возобновление его рабочих свойств особенно эффективно при мокром шлифовании, когда обработанные зерна и порошок смываются водой. Но мокрому шлифованию предшествовало шлифование сухое. На такой способ указывают факты шлифования на скалах, нередко имеющих вертикальную или наклонную плоскость, поливать которую затруднительно, особенно в местах, удаленных от источников воды.
Следы шлифования топоров о скалы открыты в разных точках Австралии. Племя камиларои шлифовало топоры на песчаниковых скалах северной части Нового Южного Уэлса.[141] Сухое шлифование производилось и на горизонтальных плоскостях песчаниковых грунтов, а также на отдельных плитках. Если возникала необходимость, подсыпались горсти свежего песка. Порошок, забивавший поры абразива, смахивали рукой или сдували струей воздуха изо рта. Была известна ж мокрая шлифовка с поливом водой из корыта.
Шлифование о скалы было в практике неолитического населения многих стран. В Индии такие следы сохранились у холма Купгаллу в районе Беллари,[142] где есть выходы диоритовых трапов, служивших материалом для топоров. Во Франции установлены многочисленные пункты и даже «центры» абразивной деятельности. Как правило, они находятся на месте выходов твердых третичных песчаников по соседству с отложениями кремня. Больше всего их в бассейне р. Луары и ее притоков. В этих местах следы абразивной работы открыты не только на отвесных скалах, по и на отдельных плитах разного размера, лежащих горизонтально. Встречаются и небольшие бруски со следами шлифования в виде «кюветок» и желобков.[143]
Сухую шлифовку нельзя было совмещать с мокрой шлифовкой в едином процессе. Каждая из них имела свои технические особенности. Если поливка водой абразива прекращалась, пульпа затвердевала в порах, выпадение сработанных зерен прекращалось, работа теряла полезный эффект. Мокрая шлифовка всегда требовала обильного и непрерывного полива водой. Папуасы поливали плиты из бамбуковых сосудов, стоящих рядом. Австралийцы же, нередко испытывавшие недостаток даже в питьевой воде, часто вынуждены были шлифовать сухим способом. Контрольные опыты показали, что мокрое шлифование производительнее сухого в 2—3 раза, если поливка обильна и непрерывна. Для поддержания непрерывности требовалось участие в процессе работы двух человек.
Папуасы племени куку-куку обычно, хотя и не всегда, начинали шлифовку тесла с лезвия. Такой подход к делу объясняется намерением мастера проверить качество самой важной части заготовки.[144] При мокром способе очень легко на пришлифованном лезвии увидеть трещины, нежелательные включения и другие дефекты. При сухом шлифовании этот контроль осуществлялся смачиванием места обработки слюной.
Ввиду неполноты этнографических наблюдений в науке не существовало установившегося представления о производительности труда при шлифовке каменных орудий первобытным человеком. Это дало основание многим ученым придерживаться мнения Ж. Ф. Лафито, который писал: «Индейцы шлифовали каменные топоры на песчанике в течение такого большого времени, что жизни дикаря было недостаточно, для выполнения этой работы. Поэтому, каким бы грубым и несовершенным ни было орудие, оно считалось драгоценностью, передаваемой от отцов к детям».[145]
Все, кто вместе с Ж. Ф. Лафито так оценивали древнейший труд, вступали в противоречие со здравым смыслом. Если первобытный человек делал одну вещь в течение всей жизни или хотя бы многих месяцев, то ему не оставалось времени на изготовление других вещей, которые были необходимы.
Поводом к искаженной оценке первобытного труда служил ациклический его характер. Папуасы племени куку-куку, по сообщению Б. Блеквуд, работу по шлифовке тесла вели короткими периодами в течение нескольких дней. Весь цикл работы мог растягиваться на неопределенное время. Экспериментами под Каунасом и на Ангаре было, установлено, что на изготовление одного шлифованного топора из мягкого камня (сланца), вполне пригодного для рубки дерева, затрачивается 2.5 — 3 часа. Твердые породы (диорит, нефрит, базальт, кремень) требовали больше времени.
На диоритовый топор средних размеров (12?4?1.5 мм) тратилось 12—15 часов, на нефритовый — 10—15 часов, на кремневый — 30—35 часов при неполном шлифовании орудия. Если нефритовый топор или тесло шлифовались целиком, от лезвия до обуха, на работу уходило 20—25 часов. Эти цифры получены при мокром шлифовании с учетом предварительной оббивки, затрачиваемой на заготовку.
Абразивные плиты, использованные в экспериментах, принадлежали к известковым и глинистым песчаникам. Выходы этих плит находились на берегах р. Ангары. В процессе шлифования мокрым способом на поверхности абразива возникала пульпа — скользкая кашеобразная масса, состоящая на 95% из извести или глины и раздробленных зерен кварца и полевого шпата. Измельченный нефрит занимал только 5% этой массы.
Вследствие трения заготовкой топора по одному и тому же участку на абразиве возникали углубления или желобы (кюветы). Они облегчали получение ранних форм топоров и тесел, имеющих овальное (линзовидное) или круглое сечение. Вместе с тем при таком способе абразив быстро терял свою ценность, так как глубокие кюветы на его поверхности не позволяли продолжать работу. Плиту приходилось разбивать на части для мелких абразивных операций. Когда глубокие кюветы возникали на массиве скалы при сухом шлифовании, создавалась необходимость стесывать, выравнивать поверхность или разыскивать новую скалу, что не всегда было возможно.
Более экономным был второй способ шлифования, при котором движения обрабатываемого (предмета распределялись равномерно по всей плоскости абразивной плиты. При таком шлифовании было возможно придать топорам и теслам правильные геометрические формы и четырехгранное сечение, а сама абразивная плита изнашивалась постепенно во всех своих точках, сохраняя плоскую рабочую поверхность до конца ее эксплуатации.
Отмеченный прогресс в способах шлифования вместе с переходом к производству топоров и тесел более совершенных форм прослеживается во многих странах. Однако эта связь особенно наглядно выступает в неолите Юго-Восточной Азии и Океании. Ранние типы топоров и тесел здесь имеют овальное или линзовидное сечение, тупой или острый обух. Немецкие ученые называют их Walzenbeile ?валиковые топоры’. Их тип во многом зависел от формы речных и морских галек, которые служили заготовками. Самые ранние топоры представляли продолговатые гальки, один конец которых был пришлифован. Затем наметились изменения и обушной части, но валиковая форма осталась и следы ее шлифования мы встречаем на скалах и отдельных плитах. Валиковый тип сохранился у папуасов. Позднее в Юго-Восточной Азии появились плечиковый и четырехгранный типы топоров, представляющие более прогрессивные формы в техническом отношении.
Плечиковые топоры и тесла обладали преимуществами перед валиковыми. Они имели уплощенную форму, более правильные очертания и специализированные типы. Благодаря плечикам и черенку на обушке был найден лучший способ крепления топоров и тесел к рукояткам при помощи бамбуковой муфты. Крепление Валиковых топоров к рукояткам отличалось меньшей надежностью.
Топоры и тесла с четырехгранным сечением представляли высший этап шлифованных орудий, достигнутый в неолите. Передовые способы шлифовки, сочетающиеся с пилением, привели к широкой дифференциации типов, форм рабочей части и размеров орудий. На этом уровне неолитическая техника полностью освободилась от сковывающих ее традиций и свойств сырьевых материалов. Основное сырье мастера начали получать не из речных галечников, а из шахт и карьеров. Подъему соответствовал расцвет обработки дерева, вызванный домостроительством и главный образом развитием судостроительного производства, потребовавшего гладкой отески, вырубки стандартных лазов, прямолинейных углов, надежных сопряжений и креплений.
На Гавайских островах базальтовые топоры и тесла, материал для которых добывался в карьере у вершины горы Мау-накеа, в процессе шлифования вымачивались в соке растения wai-Iaou, чтобы облегчить работу. Окончательная доводка лезвия и заточка его мелкозернистым абразивом (оселком) производилась после прикрепления орудия к рукоятке: прямой — для топора, коленчатой — для тесла. Об уровне абразивного мастерства гавайцев можно судить по каменным зеркалам, которые они изготовляли из базальта. Шлифованная поверхность каменного зеркала полировалась посредством тонкого пемзового порошка с добавлением различных компонентов. Для повышения отражательной способности каменного зеркала его поверхность смачивалась водой. Зеркала с высокой отражательной способностью выделывались в Мексике доколумбова периода из полированного обсидиана.
На территории Северной Европы в развитии неолитических топоров отмечаются четыре стадии.
На первой стадии каменные топоры изготовлялись с заостренным обухом. Шлифовка была неполной. На второй — топоры делались с тонким обухом и прямоугольным поперечным сечением. Шлифовка была сплошной. На третьей стадии топоры изготовлялись с толстым обухом — время «галлерейных могил» (passage graves) в Дании. Каменные орудия для обработки дерева специализировались. Появились немногие бронзовые инструменты, еще не конкурирующие с каменными. На четвертой — кремневые орудия имитировали металлические модели (топоры, кинжалы).
Полирование — это отделочная операция для придания блеска и высокой чистоты поверхности изделия. Поэтому в неолите она выполнялась больше при выделке украшений, оружия, знаков общественного положения, меньше — при изготовлении рядовых орудий. Многие неолитические топоры, тесла, долота, молотки, обращающие наше внимание своей гладкой и даже блестящей поверхностью, чаще всего заглажены в процессе их употребления, трения о руки (рис. 23, А, Б).
В производстве украшений и оружия шлифование и полирование камня поднялись до своего предела, став искусством. Классических форм это искусство достигло в боевых топорах Европы. Заготовки топоров фатьяновской культуры изготовлялись из вулканических пород техникой пикетажа. Им придавались различные формы, нередко копирующие литые образцы из меди и бронзы. По классификации В. А. Городцова, это были «ладьевидные», «лопастно-клевцовые», «лопастно-хордовые», «лопастные», «булавовидные» и другие топоры. Затейливые линии кривых, очерчивающие их формы, фактически были строго подчинены механике ударных функций, наиболее свободному преодолению воздушной среды при взмахе и падении. Этим требованиям отвечал и способ крепления к рукояткам посредством цилиндрического отверстия. Для полировки употреблялся пемзовый, кварцевый и наждачный порошок, которым работали при помощи куска кожи. Глянец наводился посредством толченого мела.
Для шлифовки каменных сосудов в Древнем Египте пользовались станками типа гончарных кругов с круговращательными движениями. Концентрические линии, указывающие на это, прослеживаются на многих сосудах, в том числе на донышках и других частях чаш из гробниц IV династии.[146]
В Израиле производство сосудов из известняка и базальта возникло еще в докерамическом неолите (протонеолит) или позднем мезолите. Наружную поверхность стенок сосудов украшали рельефным орнаментом. Существование шлифовки, сверления, резьбы по камню и отсутствие шлифованных орудий представляет своеобразие натуфийской эпохи.[147]
Таким образом, шлифование и полирование являлись последними звеньями в длинной цепи обработки камня, зародившейся в начале плейстоцена при оббивке речных галек.
Рис. 23. Шлифование и полирование камня. Полированные орудия из Волосовского клада.
А — тесло; Б — долото желобчатого типа.
Шлифование как новый способ преобразования материала, оказало большое влияние на хозяйство в целом. Оно позволило человеку ввести в широкую эксплуатацию такие породы камня, как базальт, диорит, диабаз, глинистые и известковые сланцы, порфир, змеевик, нефрит, шифер и др., которые не играли существенной роли в предшествующие эпохи, когда главными способами были оббивка, скалывание, расщепление и ретуширование материалов с изотропными свойствами. Нешлифованными топорами, теслами, ножами, стругами из базальта, сланца, нефрита работать можно было с большим трудом; они не столько рубили и резали волокна древесины, сколько рвали их и размочаливали. Они являлись лишь заготовками (болванками) орудий. Нешлифованными топорами и теслами могли быть только кремневые, обсидиановые и кварцитовые, хотя их эффективность была значительно ниже шлифованных. Однако эти материалы встречаются далеко не везде. На некоторых обширных территориях, таких, как таежная половина Восточной Европы, очень бедная кремнистыми породами, отсутствуют полностью даже базальт, диорит, не говоря уже о нефрите. Здесь под руками человека находились в основном сланцы, часто довольно мягкие. Но шлифование превращало их в топоры, тесла, кайла, ножи, вполне пригодные для строительства жилищ, долбления лодок. Заселение областей, богатых рыбой и зверем, не прекращалось. Наиболее трудным было освоение лесных стран тропического пояса и океанических островов. Только благодаря подсечному земледелию человек способен был овладевать джунглями. Тесла из шлифованного базальта позволяли океанийцам строить суда.[148]