Беседа о колесе

Николай Добронравов

БЕСЕДА О КОЛЕСЕ

Предисловие редактора

Колесо представляет собою одно из величайших изобретений человеческого гения. Его история уходит далеко вглубь веков. За многие тысячелетия колесо прошло длинный путь развития, породив многочисленные и разнообразные приспособления, вызванные к жизни потребностями общества.

Предлагаемая книга ныне покойного известного советского физика Николая Ивановича Добронравова (1890–1949) представляет собою попытку, с одной стороны, показать, как развились отдельные пути применения колеса и выросли различные виды приспособлений и машин, с другой — объяснить некоторые специфические особенности этих приспособлений и форм колеса.

Несомненно, что колесо как основной элемент современной техники заслуживает глубокого исторического исследования, и предлагаемая книжка ни в какой мере не может на него претендовать, хотя бы уже в силу своего небольшого объема. Автор поставил перед собой задачу — обратить внимание широких кругов читателей на то, сколько кропотливого труда поколений, какая огромная работа человеческого ума вложена в столь, казалось бы, простое и обычное орудие, каким в наше время представляется колесо.

Краткая беседа о колесе должна, как нам кажется, привлечь интерес читателей к такому огромному и важному вопросу, каким является история развития техники. Мы надеемся, что эта небольшая книжка заставит внимательного читателя призадуматься над историей развития очень многих и очень привычных машин и орудий.

Над «Беседой о колесе» Николай Иванович Добронравов работал перед самой смертью. Рукопись осталась не вполне законченной, и мы попытались восполнить некоторые имевшиеся в ней пробелы.

Предисловие автора

Стоило ли писать книжку о колесе? Ведь мы видим его каждый день и настолько к нему привыкли, что, кажется, не сможем найти в нем ничего нового. Мне представляется, что это не верно.

Полезно иногда собрать, пусть и хорошо известные, мысли: даже простое их сопоставление может дать повод для размышлений и установления новых точек зрения, подобно тому как при каждом новом чтении хорошо знакомой книги всегда отыскиваются не замеченные раньше подробности. Иногда же при чтении книги, в особенности если мы читаем ее много лет спустя, она воспринимается нами совершенно не так, как, скажем, в детстве. К тому же только излишняя самоуверенность позволяет нам порою думать, будто мы знаем что-либо «до конца». Нет такой простой вещи, в которой нельзя было бы найти какую-нибудь новую подробность или же, сопоставив эту вещь с другими, — новое интересное соотношение.

Открытие вращательного движения произошло у различных народов в разные времена. Оно сопровождалось постепенным изобретением многочисленных технических приспособлений и новых путей использования вращательного движения.

Наиболее ярким представителем вращательных устройств является колесо. Оно стало уже в древнейшие времена своего рода образцом движущегося устройства. Там, где человек имел перед собою движущийся круглый предмет, он был склонен видеть аналогию с поразившим его воображение орудием — колесом.

С колесом люди стали сравнивать даже солнце, которое они знали издавна и движение которого ежедневно наблюдали. Так, например, древние египтяне изображали солнце в виде круглого диска, снабженного крыльями. Древние греки полагали, что бог солнца Гелиос и богиня луны Селена каждый день проезжают по небу на своих колесницах. Наши предки славяне, празднуя смену времен года в день «солнцеворота», спускали с горы в воду зажженное колесо, изображавшее солнце. Здесь мы видим символ и обряд, тесно связанные с трудовой жизнью народа.

По мере изменения социально-экономических условий и повышения уровня культурного развития народов, колесо стало служить не только как идеальный образец движущихся предметов, но и как символ неуклонного движения, символ смены событий. В различные эпохи, на различных ступенях социального развития, этот символ прилагается к различным процессам. Так, например, в эпоху разложения рабовладельческого строя в древнем Риме колесо стало символом быстрой смены имущественного положения. Это была эпоха, когда огромные состояния наживались за короткое время, но еще быстрее они терялись. Римляне полагали, что богиня счастья Фортуна одаряет одних и отнимает у других, руководствуясь случайными капризами, которые могут измениться каждую минуту. Поэтому в ту эпоху богиню счастья стали изображать опирающейся одной ногой на крылатое колесо.

Другой смысл приписывали колесу буддийские жрецы древней Индии. Они стремились убедить тяжко эксплуатируемый нищий народ, что незачем ему стремиться к земным благам, что мир есть только беспрерывная смена рождений и смертей. Наглядным символом этого бесстрастного чередования они избрали «колесо жизни», поэтому Будда часто изображался рядом с колесом.

В наше время колесо служит новым символом, символом постоянного поступательного движения вперед. Так, мы говорим о «колесе истории», понимая под этим неуклонное, безостановочное движение человеческого общества вперед по пути прогресса.

I. Колесо как средство передвижения

Животные при постройке своих нор и логовищ и для прокормления детенышей должны перетаскивать строительный материал и пищу. Кто не видел, как муравьи тащат в свой муравейник хвою, червяков, травинки и гусениц. Они суетливо копошатся и волокут ношу, превышающую их самих не только по размерам, но и по весу. Так поступают почти все животные. Только в сравнительно редких случаях, вместо того чтобы тянуть свою добычу, животное начинает катить ее. Так египетские жуки-скарабеи из навоза скатывают шарики, в которые вкладывают яички, с тем чтобы личинки были обеспечены пищей. Есть много рассказов о том, как лисицы подкатывают свернувшегося ежа к воде, чтобы схватить его за не защищенное иглами брюхо, когда он развернется и поплывет.

Таким образом, в животном мире можно встретить немало случаев бессознательного использования вращательного движения.

Первобытным людям, жившим в теплом климате и питавшимся кореньями, плодами и случайной добычей, не было надобности затрачивать много труда для удовлетворения своих немногочисленных потребностей. Они ютились в шалашах или пещерах и пищу находили поблизости от жилья. Когда позднее люди стали с помощью охоты добывать себе еду, а шкуры убитых зверей употреблять для изготовления одежды, когда охотникам и рыболовам приходилось часто удаляться от становища, возникла необходимость перетаскивать убитую дичь и передвигаться самим. Легче всего было передвигаться по воде. На тяжелых, неуклюжих плотах, сделанных из случайно упавших в воду стволов деревьев, было легко спускаться вниз по реке. На легких плотах, отталкиваясь шестом, можно было двигаться и против течения. Много позднее люди научились выжигать, а потом и выдалбливать стволы деревьев и делать из них простейшие лодки. Деревья для этих лодок они выбирали, конечно, поближе к берегу.

Но бывало так, что наиболее подходящее дерево росло не на самом берегу; тогда возникала необходимость дотащить бревно до воды. Надо полагать, что при этом наши далекие предки заметили, что катить его гораздо легче, чем тянуть. В самом деле, как мы знаем, когда одно тело скользит по поверхности другого, возникает сила, препятствующая движению. Это — сила трения скольжения. Когда одно тело катится по поверхности другого, также возникает сила, препятствующая этому движению. Это — сила трения качения. Трение скольжения больше трения качения, поэтому катить легче, чем волочить. Однако катить можно только по гладкому месту, катить же в лесу нельзя: если бревно длинное, оно все время будет наталкиваться на деревья. Волей-неволей, а приходилось тянуть его вдоль. Проделывая много раз эту утомительную работу, первобытные люди заметили, что тянуть ствол легче, если он скользит не по земле, а по корням или по упавшим стволам менее крупных деревьев. Тогда, для облегчения этой работы, стали подкладывать специально на пути катящегося ствола куски дерева. Естественно было заметить, что особенно облегчалась работа тогда, когда эти куски дерева оказывались сами прямыми и круглыми и, в свою очередь, могли катиться по земле. Так был изобретен каток— предшественник колеса.