Как изобрести все. Создай цивилизацию с нуля Норт Райан
1300-е н. э. (широкое распространение песочных часов в Европе);
1656 н. э. (часы с маятником);
1927 н. э. (кварцевые наручные часы).
Предпосылки
Глиняные сосуды (для водяных часов), стекло (для песочных), компасы и умение определять широту (для солнечных).
Как изобрести
Современные наручные часы используют крохотные кусочки кварца, чтобы отслеживать ход времени: это второй по распространенности минерал на Земле, и он обладает полезным свойством под названием «пьезоэлектричество». Когда вы сжимаете кристалл кварца, генерируется небольшое количество электроэнергии; когда же, наоборот, вы пропускаете небольшое количество электроэнергии через кристалл кварца, кристалл вибрирует с предсказуемой частотой. Это позволяет создавать дешевые электронные часы, и в наше время небольшие кусочки камня, вибрирующие 32 768 раз в секунду, являются самой распространенной технологией в области хронометража.
Но поскольку у вас нет современной электроники или кристаллов кварца, то вам придется полагаться на более простые изобретения.
Часы на самом деле выполняют две функции: правильно установленные стрелки могут сообщить вам, который час, но даже неверно поставленные стрелки определят, сколько времени прошло с конкретного момента. Если вы заинтересованы только в том, сколько времени прошло, то самое простое изобретение – вроде водяных часов – может решить вашу проблему.
Водяные часы были первыми, придуманными человеком, и изготовить их легче легкого – проделайте крохотную дырочку в сосуде с водой, и все, вы достигли цели. Жидкость будет вытекать с (примерно) постоянной скоростью, и, отметив начальный уровень и замеряя потом, сколько воды вытекло из ведра через разные отрезки времени, вы можете измерять минуты, часы, а при наличии по-настоящему большого сосуда и дни. До изобретения часов с маятником в XVII веке н. э. водяные часы были наиболее точным и самым распространенным хронометром, так что вы справились великолепно.
Песочные часы работают по тому же принципу, но в них используется песок, а не вода, и цикл возобновляется всякий раз, когда вы их переворачиваете. Несколько пригоршней песка, дырочка, достаточно маленькая, чтобы замедлить его высыпание, и достаточно большая, чтобы песчинки не застревали, и дальше вам только и остается, что убавлять песок или добавлять, чтобы часы отмеряли тот отрезок времени, что вам нужен.
Если у вас есть песочные часы, то вы технически сможете измерить сколь угодно большой период времени, просто отмечая, сколько раз вам понадобилось их перевернуть. Но такая процедура требует постоянной бдительности, и ошибки имеют тенденцию накапливаться.
Чтобы избавить себя от необходимости переворачивать песочные часы или наполнять водяные, вы наверняка захотите изобрести солнечные, которые (по крайней мере в солнечные дни) показывают время. Создать их нетрудно – просто воткните палку посреди ровного участка земли и отмечайте точки, куда падает ее тень на протяжении дня. Несколько сложнее пользоваться ими, особенно если вы хотите точно знать, сколько времени в данный момент (а мы думаем, что хотите, иначе вам достаточно посмотреть на Солнце и сказать: «Ну, выглядит так, словно время уходить», и этого будет достаточно).
Во-первых, вместо того чтобы воткнуть палку в землю вертикально, вам нужно поместить ее под углом, равным вашей географической широте (ее можно определить с помощью раздела 10.12.3), и направить верхушкой на истинный север (он нам неизвестен, но магнитный север нас вполне устроит, см. раздел 10.12.2). Если вы сделали все это аккуратно, то тень палки в полдень будет всегда прямо под ней, а в шесть утра и шесть вечера – под прямым углом к ней по разным сторонам.
Чтобы получить метки для остальных часовых отметок, используйте следующую формулу, где l – ваша широта, а h – нужный час:
Угол = tan-1 (sin l tan h)
Не освежили в памяти тригонометрические таблицы перед тем, как отправиться в прошлое? Не беспокойтесь – вы бы их все равно не запомнили, и нужные таблицы включены в приложение Е.
Но дело в том, что даже после всех измерений и математических операций солнечные часы не будут совершенно точными. Если у вас есть часы для сравнения (надеемся, что они у вас имеются, поскольку в самый ужасный момент путешественнику во времени полагается бросить взгляд на верный наручный хронометр), вы обнаружите, что неточность варьируется в течение года, часы то уходят вперед, то отстают до пятнадцати минут.
Хорошие новости: это не ваша вина, и ошибка взникает не потому, что вы плохо сделали ваши часы. Все происходит таким образом, поскольку Солнце вам врет. Или, точнее говоря, Земля заставляет Солнце вас обманывать.
Планета действует исподтишка, чтобы путать ваши солнечные часы, двумя разными способами. Первый происходит от того, что годовая орбита Земли вокруг нашего светила вовсе не является правильным кругом, который так приятно нарисовать в воображении, она имеет овальную форму, и Солнце смещено к одному из его краев (рис. 25).
Овальность на научном языке именуется эксцентриситетом.
По эксцентрической орбите планеты не всегда двигаются с одной скоростью, они ускоряются, приближаясь к светилу, и замедляются по мере удаления от него[120]. Эксцентриситет орбиты Земли проявляется в том, что Солнце появляет ся на одном и том же месте в небе от девяти минут раньше до девяти минут позже некоей средней точки, в которой оно бы находилось при круговой орбите, и это заставляет ваши часы врать максимум на восемь минут в разные моменты года.
Рис. 25. Круглая и эксцентрическая орбиты. Эти картинки не стоит принимать буквально, поскольку они ради наглядности изображены с изрядным преувеличением. Эксцентрическая орбита Земли вовсе не такая вытянутая, например, да и Земля несколько больше, чем 3 мм в диаметре
Второй фактор – Земля вращается не вертикально, как волчок, а под углом, отклонившись на 23,5° от вертикали[121].
Это именуется наклоном оси, и именно из-за него Солнце то забирается выше, то опускается в одно и то же время дня, добавляя еще до десяти минут к показаниям ваших солнечных часов. Эксцентриситет изменяет наблюдаемое по Солнцу время по годовому циклу, в то время как наклон оси действует по циклу в шесть месяцев примерно таким образом (рис. 26).
Рис. 26. Отдельные эффекты эксцентриситета орбиты и наклона оси
Так что в определенные моменты года эксцентриситет будет отнимать некоторое количество минут, в то время как осевой наклон – добавлять. Скомбинировав два графика (рис. 27), мы получим возможность изучить их кумулятивный эффект и понять, какую поправку нужно использовать при работе с наблюдаемым на солнечных часах временем, чтобы получить точное значение[122].
Рис. 27. Комбинированный эффект эксцентриситета орбиты и осевого наклона
Рис. 28. Данные за последний миллион лет, касающиеся движения Земли по орбите, тут сведены к нескольким прыгающим туда-сюда кривым линиям
(Поправка от автора: по оси X во всех метках нужно зачеркнуть по одному нолю, то есть данные уходят в прошлое не на 10 миллионов лет, а на 1 – примечание переводчика.)
Понятно, что и эксцентриситет и наклон медленно изменяются со временем и сама Земля тоже испытывает прецессионное движение (это значит, что она очень медленно покачивается, как вращающийся волчок). Если использовать предложенный выше график для внесения поправок, не учитывая показателей вашего периода, то будет накапливаться по ошибке в несколько секунд на каждое столетие, что отделяет вас от настоящего времени. Вы можете попытаться изменить график с учетом текущего значения эксцентриситета, наклона оси и прецессии, учтя следующие измерения того, как они изменялись за последний миллион лет (рис. 28), но в этот момент наверняка стоит сообщить вам, что вам не очень стоит беспокоиться по поводу того, чтобы знать абсолютно точное время, и что 15 минут ошибки, которые вы собрались корректировать, на самом деле не имеют значения.
Только в последние несколько столетий точное измерение времени стало важным, и то сначала для того, чтобы определять долготу, если вы находитесь в открытом море (см. раздел 10.12.3). Даже в наши дни большая часть человечества живет не столько в соответствии с тем, какое время в точности показывает Солнце, сколько в соответствии с неким приближенным значением этого времени.
Именно так работают временные пояса: группы людей, обитающих на огромных пространствах, согласились на то, чтобы у них всех было одинаковое время, тем самым убирая путаницу, что неизбежно возникнет, если каждый город будет строго придерживаться собственного астрономического времени. Впервые временные пояса ввели в оборот около 1847 н. э., и тогда они были свои в каждой стране, общепринятые предложили несколькими десятилетиями позже.
Изобретите временные пояса прямо сейчас, и солнечные часы, показывающие не совсем точное время, устроят вас целиком и полностью, а кроме того, вы избавитесь от необходимости делать кучу математических расчетов.
10.7.2. Термометры и барометры
Вы (также Анна Ахматова)
- Услышишь гром и вспомнишь обо мне,
- Подумаешь: она грозы желала…
Что это
Способ измерять температуру (термометры) и давление (барометры).
До того как были изобретены
Людям просто приходилось гадать, насколько горяч тот или иной предмет, при какой температуре они готовили[123] и какой собирается быть погода.
Изобретены
1593 н. э. (водяной тер москоп);
1643 н. э. (барометр);
1654 н. э. (спиртовой термоскоп);
1701 н. э. (идея температурной шкалы);
1714 н. э. (ртутный термометр).
Предпосылки
Стекло, жидкость (вода, спирт, масло, вино, ртуть, моча – использовалось все это и многое другое).
Как изобрести
И термометры и барометры измеряют нечто невидимое, и, для того чтобы изобрести и то и другое, вам понадобятся только вода и стекло. Для термометров мы надлежащим образом будем эксплуатировать тот факт, что жидкости и газы (большинство из них) расширяются при нагревании и уменьшаются в объеме при охлаждении: измерьте степень расширения и сжатия, и вы сможете определить температуру!
Первые термометры были не так уж далеки от того, что вы только что узнали: длинные стеклянные трубы с шариком на одном из концов и открытым другим концом помещали в ведро или озеро, нагрев предварительно шарик. Воздух внутри него сокращался, охлаждаясь, затягивая воду в трубу, а при новом нагревании расширялся, выталкивая воду. Проблема состояла в том, что не имелось никакой шкалы: подобные устройства могли лишь сказать вам, стало холоднее или теплее.
Называли их термоскопами (то, что дает возможность увидеть температуру), а не термометрами (то, что дает возможность ее измерить).
Обладая теми знаниями о прошлом, что есть в вашем распоряжении, вы не удивитесь, узнав, что потребовалось больше ста лет после изобретения термоскопов, чтобы кто-то задумался – неплохо бы приложить к ним некую шкалу. Два человека (Исаак Ньютон и Оле Рёмер) независимо друг от друга предложили идею в 1701 н. э., но шкала Рёмера была лучше, поскольку Ньютон использовал субъективные температурные маркеры («жара июльского полдня»: что за фигня, Ньютон?), в то время как Рёмер положил в основу константы в виде точек замерзания и кипения воды[124].
Существует и другая проблема: поскольку вода в термоскопе открыта влиянию атмосферы, она подвержена и воздействию атмосферного давления, и это позволяет назвать данный прибор комбинацией термометра и барометра, или «термобароскопом». Запечатав стеклянную трубку, вы решаете эту проблему, поскольку убираете внешнее давление.
Со стеклянным шариком внизу, заполненным жидкостью, и стеклянным шариком наверху, заполненным воздухом, высоздадите термоскоп, обладающий иммунитетом к изменениям в атмосфере. Нанесите на него шкалу, просто нарисуйте на стекле, и у вас получится настоящий термометр.
Та-дам!
Проблема в том, что вода – довольно странное вещество, она расширяется и сокращается нелинейным образом. Подобно многим другим субстанциям, она уплотняется по мере охлаждения, но едва температура опускается ниже 4 °C, вода на самом деле начинает расширяться, и именно по этой причине лед плавает на поверхности: он легче воды[125].
Это делает воду не самым оптимальным выбором для термометров: между 4 и 0 °C измерения будут неверными, а ниже нуля вы ничего не измерите вообще, поскольку ваш прибор замерзнет. Современные термометры обычно наполнены ртутью, которая резко расширяется при нагревании, кипит при далеких 357 °C и не замерзает до 38 °C ниже нуля. Но маловероятно, что вы так сразу сможете добыть чистую, годную ртуть[126].
Спирт (см. раздел 10.2.5) расширяется более линейно и замерзает при минус 173 °C, но зато кипит при 78 °C, что не очень хорошо. Но вы всегда можете использовать несколько термометров: спиртовой для низких температур и водяной для более высоких. Альтернативой является вино – вкусная смесь спирта с водой, – которое применяли, чтобы ликвидировать низкую точку кипения спирта и странное поведение воды.
Так обстоит дело с термометрами.
Барометры создаются на том же фундаменте, как вы видели только что, когда мы случайно изобрели комбинацию барометра с термометром. Возьмем пустую трубку, наполним жидкостью, запечатаем один из ее концов и поместим открытый конец в такую же точно жидкость: это барометр. Вес воздуха давит на жидкость, находящуюся снаружи трубы, и это мешает всей жидкости внутри трубы просто вытечь из нее[127].
Более высокая плотность внешнего воздуха заставит жидкость в трубке подняться – именно так барометр меряет давление воздуха, – и вакуум в трубке позволит воде с легкостью расширяться вверх. И хотя такой барометр прекрасно работает с ртутью, если вы используете воду, субстанцию более доступную, но менее плотную, вам понадобится труба около 10,5 м в высоту: если взять короче, то вся вода выльется из трубки раньше, чем внешняя вода сможет удержать ее на месте[128].
Более разумный подход использования воды для измерения давления сводится к устройству следующего дизайна, именуемому обычно «барометром Гёте». Его изобрел человек по имени Иоганн Вольфганг фон Гёте в начале XIX века н. э., но сейчас он будет изобретен человеком, носящим ваше имя, в тот отрезок времени, в котором вы находитесь (рис. 29).
Рис. 29. Пользуйтесь: ваше последнее изобретение, а именно качественный барометр
Это просто стеклянный контейнер с носиком, через который поступает воздух, кончик носика должен подниматься выше контейнера.
Положите его набок и начните наполнять водой: помещая в контейнер воду, вы позволяете воздуху, место которого занимает вода, свободно выходить, так что остающийся внутри воздух попадает под атмосферное давление. Когда ваш барометр наполовину полон, поставьте его прямо, вода заполнит дно сосуда, и часть воздуха под текущим давлением окажется заперта в носике.
Именно он будет показывать давление: если давление снаружи ниже, чем оно было в момент наполнения контейнера, то вода в носике будет подниматься, поскольку воздух в барометре находится под сравнительно более высоким давлением. Схожим образом, если текущее атмосферное давление выше, то вода в носике будет опускаться.
Наполните барометр водой в спокойный день с условно средним давлением, и вы получите простейший барометр, который будет работать до тех пор, пока вода внутри не высохнет. Время от времени вам понадобится добавлять ее через носик, чтобы бороться с неизбежным испарением[129].
Барометры в основном используются для предсказания погоды, и для этого вам даже не нужно никакой шкалы: резкое падение давления ассоциируется с облаками, усилением ветра и штормом, а быстрое поднятие намекает, что плохая погода вот-вот закончится. Эй, вы только что изобрели краткосрочный прогноз погоды, ура-ура-ура! Долгосрочный прогноз требует намного более сложных технологий, но не беспокойтесь о нем слишком сильно: долгосрочное предсказание погоды на Земле не только сложно, оно просто невозможно.
Даже если наполнить атмосферу целиком идеальной трехмерной решеткой крошечных сенсоров, чтобы они занимали пространство от поверхности до высоты в 100 км и каждый отстоял от другого на 1 мм, и даже если все данные, собранные ими, будут передаваться и обрабатываться мгновенно, долгосрочные прогнозы все равно останутся неточными. Ошибки вырастут от 1 мм до 10 м в масштабе предсказаний меньше одного дня и до планетного масштаба, если мы попробуем угадать, что будет через несколько недель.
Вам будет приятно открыть, что много дешевле и ничуть не менее полезно будет получить в качестве прогноза банальное «солнечно, вероятна облачность».
10.8
«Я хочу, чтобы люди считали меня привлекательным»
И пусть тут нет в чистом виде советов по уходу за собой и украшению собственной персоны (хотя мы скажем, что, как бы вы ни представляли себя и что бы вы ни выбирали в качестве одежды, уверенность всегда привлекательна), мы решили описать технологии, необходимые для того, чтобы хорошо выглядеть. Это даст вам возможность заново изобрести хороший вкус, причем в том стиле, в каком вам только захочется.
Мыло – очень простой способ выглядеть (и пахнуть) наилучшим образом, а кроме того, оно дает побочный эффект – помогает бороться с болезнями, от которых может страдать ваша цивилизация. Пуговицы – банальный метод плотно застегивать одежду, на изобретение его у людей ушли тысячи лет. Вы можете использовать дубление, чтобы превращать шкуры животных в прочную, надежную кожу, а она вам пригодится для производства одежды, ботинок, емкостей для воды и многого-многого другого. Наконец, прялка превращает натуральное волокно в нить, ну а с ее помощью можно шить вещи столь скромные, как мешок для картошки, и столь изящные, как кимоно из шелка. Ваша цивилизация на самом деле может пользоваться всем.
В конечном счете, даже если вы застряли в прошлом, то кто сказал, что там нельзя выглядеть офигительно?
10.8.1. Мыло
Вещи прекрасны, если вы их любите.
Вы (также Жан Ануй)
Что это
Вещество, позволяющее вам сохранять чистоту, и в том смысле, что «удалим с меня эту грязь», и в том, что «спасибо знанию о микроорганизмах, ведь благодаря ему мы в курсе, что даже вроде бы чистая кожа может нести на себе вредных микробов, так что мой свои мерзкие ручонки с мылом и водой, прежде чем совать их в рот».
До того как было изобретено
Омовение, принятие ванны, борьба с бактериями и поддержание чистоты в общем были более трудным делом, поскольку не существовало вещества, позволяющего удалять жиры с помощью воды. С другой стороны, вы могли посетить дедушку с бабушкой и ругаться как угодно хоть целый день, и они не имели шанса попросить вас: «А ну вымой свой рот с чем-нибудь».
Изобретено
2800 до н. э.
Предпосылки
Для «ленивого мыла» оливковое масло и известь (см. приложение С); для мыла лучшего качества поташ или кальцинированная сода, соль; для отличного мыла каустическая сода.
Как изобрести
Мыло из оливкового масла (упомянутое выше «ленивое мыло») сделать легче всего: смешайте оливковое масло и известь (или песок, если у вас нет извести), оботрите себя этой смесью, а потом отскребите ее от себя. Это не столько мыло, сколько «смазочный материал», но такая штука использовалась в древних цивилизациях для поддержания чистоты кожи. В других отношениях она менее полезна: стирка одежды с помощью смеси песка и масла может в лучшем случае дать «минимальный» эффект.
Чтобы сделать настоящее мыло, вам нужен поташ, кальцинированная или каустическая сода, все эти щелочные вещества вы можете легко изготовить с помощью приложения С.
Щелочь – это такое вещество, которое на атомном уровне принимает протоны от любого химического донора: противоположность кислотам, которые как раз являются донорами[130]. Приятная штука случается, когда вы совмещаете щелочи с жирами растительного или животного происхождения: начинается химическая реакция, именуемая сапонификацией. Во время этой реакции щелочи комбинируются с жирами, чтобы образовать новые молекулы, а именно длинные и костлявые углеводные цепи[131]. Эти цепи обладают очень крутым (и полезным для вас) свойством: один конец такой цепи обладает тягой к воде и ненавидит жир, в то время как другой обожает жир и ненавидит воду[132].
Вы, по всей вероятности, уже знаете, что жир и вода взаимно отталкиваются. Налейте воды в жирную кастрюлю (или на вашу жирную, жирную, жирную кожу), и вы увидите, что случится: жиры плавают сверху или остаются снизу, но не смешиваются с водой. Именно потому с ее помощью не очень просто удалить жир, и именно эта трудность в первую очередь сподвигла нас на изобретение мыла.
Когда ваша сапонифицированная субстанция (то есть мыло) встречается с жирами, то углеводные цепи окружают жир, вытягиваясь к ним жиролюбивой частью, формируя вокруг каждой частички жира крохотную сферу. Водолюбивые кончики каждой цепи остаются свободными, и это значит, что весь жир у нас покрыт тончайшей оболочкой, которая прекрасно взаимодействует с водой. Стоит ее добавить, как он отрывается от той поверхности, к которой ранее был присоединен, и его можно смыть.
Подобная оболочка (называемая «мицеллой») выглядит следующим образом (рис. 30).
И теперь, когда вы можете объяснить в деталях, почему мыло работает – что помещает вас далеко впереди остального человечества, которое изготавливало и использовало его тысячелетиями, не имея представления, что именно оно творит, – мы расскажем, как делать мыло!
Простейшие варианты мыла изготавливаются с помощью поташа и кальцинированной соды (см. приложение С): просто смешайте их в горшке с кипящим жиром. Используйте жир любого животного, какое только годится в пищу, но только не забудьте сначала немного очистить его с помощью пахучего процесса под названием «вытапливание».
Рис. 30. Мицелла, благодаря которой возможно существование мыла
Возьмите куски жира, нарубите его помельче, поместите в горшок, добавьте равное количество воды и начните кипятить. Жир расплавится и смешается с водой, как только это произойдет, добавьте еще воды, ровно столько же, сколько в первый раз, и позвольте вашему сосуду охлаждаться целую ночь. Жир поднимется на поверхность воды – здесь мы охотно используем тот факт, что вода и жир не смешиваются, – а загрязнения останутся на дне горшка.
Вас как раз и интересует верхний слой очищенного жира.
Вычерпайте его, поместите в другой сосуд, снова поставьте на огонь и добавьте либо поташ, либо кальцинированную соду. Помешивайте до тех пор, пока они хорошо не перемешаются, что на самом деле потребует нескольких часов. Теперь у вас есть два варианта: можете позволить смеси остыть, чтобы в результате получилось мягкое, похожее на желе, коричневое мыло, или сначала добавить некоторое количество соли и потом уже позволить охлаждаться. Это заставит маленькие кусочки мыла твердеть и собираться на поверхности, чтобы в конечном счете получилось более твердое и более чистое мыло, которое легче хранить.
Если вам захочется, вы можете сильнее очистить ваше твердое мыло, проделав трюк с кипячением и солью еще раз.
Но лучшее мыло изготавливают с помощью каустической соды, которая заменяет поташ или кальцинированную соду. Каустическая сода обладает большей щелочностью, и поэтому из нее можно сделать более эффективное мыло. Не очень просто сообразить, как добавлять каустическую соду в правильной концентрации, и исторически мыловары использовали тест «будет ли яйцо или картофелина плавать» в качестве грубого критерия должной концентрации.
Добавьте воды к каустической соде, чтобы разбавить ее, и вскипятите, чтобы добиться большей концентрации. Вот и все, вы справились, вы мастер мыловарения!
Мыло позволит вам и вашей цивилизации куда эффективнее, чем раньше, бороться с разными болезнями. Вы также имеете преимущество изобретать все в правильном порядке: обычно хирургия появляется раньше, чем люди понимают, что мыть покрытые бактериями руки с помощью мыла и воды перед тем, как совать их внутрь другого человека, – хорошая идея[133]. Для супервысокой степени очищения используйте спирт (см. раздел 10.2.5), он является антисептиком, который можно пускать в ход после мытья рук хирургом, чтобы обеспечить его конечностям необходимую стерильность.
10.8.2. Пуговицы
Всегда намного легче быть добрым, если ваша одежда соответствует моде.
Вы (также Л. М. Монтгомери)
Что это
Способ плотно застегивать одежду или временно скреплять разные предметы, а еще их используют из соображений моды.
До того как были изобретены
Либо, для того чтобы держать одежду запахнутой, использовали веревку, либо одежда выглядела бесформенной и мешковатой, поскольку надевать и снимать ее приходилось через голову.
Изобретены
2800 до н. э. (для украшения);
1200 н. э. (для застегивания).
Предпосылки
Нить.
Как изобрести
Пуговицы изготавливают, взяв любой негнущийся материал (дерево или морские раковины отлично подходят), и свободно пришивают его кусочки в ряд к предмету одежды. Затем – и эта часть очень важна – вы просто пришиваете, привязываете петли или прорезаете дырки в другой части того же предмета одежды, который вы хотите плотно прикрепить к первому, так, чтобы пуговицы могли свободно проскальзывать в одну сторону и не имели возможности выскальзывать обратно.
Смотрите, вы знаете, как пуговицы исполняют свою функцию.
Мы не должны вам это объяснять!
Это одно из простейших практических изобретений, которыми мы пользуемся… только вот на то, чтобы разобраться с этими штуками, людям понадобилось более четырех тысяч лет. Примерно с 2880 до н. э. пуговицы использовали как «блестящие раковинки, которые мы поместим на одежду, чтобы выглядеть красиво», но только около 1200 н. э. в Германии кто-то наконец сообразил, что они могут иметь и практическое назначение.
Рис. 31. Пуговица. Прямо тут. Теперь у вас нет никаких оправданий!
Эти несколько тысячелетий люди расхаживали с пуговицами, пришитыми на шмотки, думая, что они выглядят просто офигенно, в то время как на самом деле они выглядели большими идиотами, которые даже не представляют, для чего нужны пуговицы. Пуговицы могли быть изобретены в совершенно любой момент земной истории, так что у вас есть шанс избавить человечество от многотысячного эквивалента хождению с расстегнутой ширинкой (рис. 31).
Изобретите пуговицы немедленно!
10.8.3. Дубление
Я помню очень важный урок, который я получил от отца, когда мне было двенадцать или тринадцать. Он сказал: «Знаешь, сегодня я сварил отличный шов и написал на нем свое имя». И я воскликнул: «Папа, но никто не увидит его там!» На что отец сказал: «Да, но я-то знаю, что он там».
Вы (также Тони Моррисон)
Что это
Способ, с помощью которого можно превращать шкуры животных из простой гниющей плоти в роскошную коринфскую кожу.
До того как было изобретено
Шкуры животных рвались, воняли, гнили, их было очень неудобно носить на себе. Никаких крутых кожаных курток!
Изобретено
7000 до н. э.
Предпосылки
Деревья (для танинов), скотоводство (опционально, но оно постоянно обеспечивает вас шкурами), соль (опциональна).
Как изобрести
Вы можете подумать: «О, я застрял в прошлом, и значит, самое время убить льва, содрать с него кожу, чтобы носить его голову на своей, точно крутую шляпу, а остальное будет как плащ». Это плохая идея, поскольку не прошедшие дубление шкуры быстро начинают гнить, а если их просто высушить, становятся тяжелыми, негибкими и хрупкими.
Дубление превращает шкуры в кожу: субстанцию настолько стойкую к гниению, что кожаные ботинки от 3500 до н. э. дожили до наших дней. Вы определенно захотите ее изготовить, но необходимо помнить, что подготовка шкуры животного к дублению включает не только ферментацию шкуры, но также замачивание ее в моче и разминание в растворе экскрементов, так что стоит разместить вашу дубильню чуть в стороне.
Немедленно после того, как вы убили животное, разложите его шкуру на ровном месте и покройте ту сторону, где она крепилась к мясу, солью или песком, что поможет высушить шкуру и отсрочить начало гниения. За несколько дней шкура станет твердой и почти хрустящей, и после этого ее можно транспортировать к месту дубления.
Именно там вы замочите ваши шкуры: этот процесс помогает убрать грязь с запекшейся кровью и делает их снова мягкими. Очистите шкуры, чтобы удалить любые частицы мяса, затем оставьте в моче, при этой процедуре выпадают волосы, которые потом легко удалить. Затем нужно изготовить раствор фекалий, как мы советовали ранее, для чего смешать воду и фекалии[134], а потом замочить кожу уже в этом растворе: содержащиеся в экскрементах энзимы заставят кожу ферментироваться, размягчая ее и придавая гибкости.
Ускорить процесс можно, забравшись в чан с ногами, топча шкуры и говоря себе при этом, что вы давите виноград. Но не забудьте после как следует вымыться с мылом, а лучше вообще использовать не человеческую силу, а ту же водяную мельницу, чтобы отбивать шкуры.
После этого произойдут две вещи: ваши шкуры станут мягкими, гибкими и готовыми для дубления; и никто из обладающих обонянием существ не захочет находиться рядом. Чтобы выдубить то, что получилось, вам нужно собрать некоторое количество дубильных веществ (танинов), а те можно добыть из деревьев, содержащих нечто под названием «дубильная кислота».
Кора дуба, ореха, канадской ели и мангровых деревьев богата этим веществом, как и древесина кедра, красного дерева. Танины коричневого цвета, так что если вы используете не кору, а древесину, то ищите дерево с красной или коричневой «плотью» и помните, что твердые породы обычно содержат больше дубильной кислоты, чем мягкие.
Чтобы извлечь танины, измельчите кору или древесину и кипятите в воде несколько часов. Если вы уже научились изготавливать кухонную соду (приложение С), то добавьте ее тоже, чтобы ваша вода стала более щелочной: это поможет извлекать танины более эффективно.
Процедуру можно проделать несколько раз с одним и тем же сырьем, получая каждый раз более слабый раствор кислоты.
После всего, через что вам довелось пройти, сам процесс дубления покажется вам самой простой частью: растяните шкуры и погрузите их в раствор танинов, постепенно повышая концентрацию в течение нескольких недель. За это время в растянутых шкурах вся влага заменится на танины, и это изменит их протеиновую структуру, сделает их более гибкими, водонепроницаемыми и способными противостоять гниению.
И вот оно: вы изготовили кожу!
Она может быть полезной не только для крутых курток, она идет на различную обувь, упряжь, маленькие суденышки, фляги (кожа может держать воду, не протекая, и она не разобьется, как горшок, если вы уроните ее), хлысты (смешной факт, но щелканье кнута на самом деле небольшой звуковой удар, возникающий, когда кончик хлыста превышает скорость звука, так что формально вы изобрели сверхзвуковые технологии) и доспехи.
Если вы приготовите кожу, но не выдубите ее, у вас останется сыромятная кожа, которая становится мягче при намокании, но сокращается и твердеет при высыхании. Такое полезное свойство можно использовать для различных креплений: чтобы закрепить лезвие на палке и превратить все это в секиру, просто оберните полосу намоченной сыромятной кожи вокруг того и другого, а затем позвольте ей высохнуть.
Обрезки сыромятной кожи любят жевать собаки (мы можем только предполагать, что вы уже начали селекцию этих животных, воспользовавшись знаниями из раздела 8.6), но еще она годится, чтобы обтягивать ей барабаны, идет на абажуры и даже примитивные подковы. Если вы соберетесь изготавливать их, то не забывайте оставлять допуск на сокращение: слишком тесное накручивание сыромятной кожи на конечности использовали в качестве пытки. Сыромятная кожа сокращается недостаточно сильно, чтобы сломать кости, но довольно, чтобы кости съехали с привычных мест.
В любом случае получайте удовольствие от технологий изготовления кожи и попытайтесь забыть время, проведенное по колено в растворе какашек.
10.8.4. Прялка
Прялка сама по себе – исключительный образец высокой технологии. Я каждый день кланяюсь, выражая уважение ее неизвестному изобретателю.
Вы (также Махатма Ганди)
Что это
Устройство, использующее законы физики для того, чтобы превращать натуральные волокна (шерсть, хлопок, коноплю, лен, шелк) в нить с эффективностью в 10–100 раз большей, чем это можно делать вручную.
До того как была изобретена
Использовали веретено (палка с утяжелением на одном конце и крючком на другом): вы зацепляли крючком шерсть и вращали палку в воздухе, одновременно аккуратно вытягивая шерсть, позволяя ей опускаться по мере формирования нити, но это происходило очень медленно. До появления веретена вообще весь процесс шел вручную, и скорость его была еще ниже.
Изобретена
8000 до н. э. (веретено);
500 н. э. (прялка);
1500-е н. э. (ткацкий станок с ножным приводом и челноком).
Предпосылки
Колеса, дерево, натуральные волокна (то есть вам нужно сельское хозяйство, чтобы иметь в изобилии нужные растения или животных).
Как изобрести
Мы не собираемся ходить вокруг да около, вашей цивилизации предстоит разом перескочить тысячи и тысячи лет, которые человечество провело, скручивая нить вручную или с помощью веретена, отправиться прямиком к финишной прямой, к прялке. С помощью этой штуки вы сможете делать нить куда более эффективно, а обилие нити открывает вам не только всякие очевидные технологии вроде одежды из ткани, чтобы не носить кожу мертвых животных, но также менее банальные, однако интересные возможности:
• позволяет вам быстро и довольно эффективно зашивать открытые раны;
• дает возможность изготавливать свечи, погружая нить в воск или сало;
• совершает революцию в изготовлении рыболовецких снастей и повышает эффективность рыболовства;
• делает возможным плетение сетей, ну а те годятся как для той же рыбы, так и для охоты на птиц;
• приводит к возникновению стеганых доспехов, ну а те очень хорошо справляются с ударами дубин и не так уж бесполезны даже после изобретения меча;
• позволяет строить летательные аппараты (см. раздел 10.12.6).
Мы предполагаем, что вы используете шерсть как лучший источник натуральных волокон, но совершенно те же принципы приложимы ко всем остальным видам схожего сырья. Чтобы подготовить шерсть к прядению, сначала промойте ее в мыльной воде, чтобы удалить любые жировые загрязнения, потом расчешите ее. Расчесывание направляет все нити в одну сторону, устраняет клубки и превращает шерсть в пушистый шар, готовый к дальнейшей обработке[135].
Базовая идея состоит в том, чтобы сделать вращающийся цилиндр (именуемый «шпулькой»), который будет вытягивать шерсть из шара и закручивать ее пучок в нить. Шпулька должна вращаться очень быстро, чтобы процесс шел с эффективной скоростью, так что мы с помощью ремня приделаем ее к большому, называемому приводным колесу. Когда к большому вращающемуся колесу присоединено колесо меньшего размера, то второе должно вращаться быстрее, чтобы не отставать.
Изготовив шпульку так, чтобы она имела участки разной толщины, можно создавать «колеса» разного размера и тем самым добиваться более быстрого или медленного вращения. Ну а чтобы приводить в движение ваше большое колесо, вы можете использовать руки – люди делали так тысячи лет, – но вы наверняка захотите двинуться дальше и изобрести ножной привод.
Привод – простая педаль, что позволяет вам раскручивать колесо одной ногой, освобождая руки. Поместите ее на уровне стопы, подложите под нее брусок, а другим присоедините вашу педаль к одной из спиц колеса.
Теперь, когда приводное колесо вращается, педаль будет перемещаться вверх-вниз и наоборот, когда вы ритмично давите на нее, то колесо неизбежно приходит в движение. Если вы хотите изобразить нечто прихотливое, то поставьте два ножных привода, чтобы обе ноги работали: просто присоедините каждый к противоположным спицам, и они будут действовать как педали велосипеда.
В данный момент ваша прялка – минимально конкурентоспособный продукт, аналоги которого человечество использовало тысячелетиями. Для начала скрутите немного шерсти в нить вручную и намотайте эту нить на шпульку. Зажмите нить одной рукой, а другой аккуратно потяните шерсть позади, вытягивая ее в тонкую прядь волокон. По мере вращения шпульки она будет утягивать волокна и сворачивать их в нить.
Но как бы прекрасно это ни выглядело, результат далек от совершенства: крученая нить намного прочнее, но с имеющимся у вас устройством вы не можете ее изготовить, поскольку все, что вам доступно, – держать нить под углом, «скармливая» ее шпульке. Чтобы добиться лучшего скручивания, вам нужно одно последнее изобретение: челнок.
Это простой U-образный кусок дерева, который может свободно вращаться вокруг шпульки, с крючками на «крылышках», чтобы была возможность выбирать место на шпульке, где будет наматываться нить. Когда шпулька вращается и тянет шерсть, она принуждает челнок вращаться с точно такой же скоростью. Но вам нужно изменить скорость челнока, и для этого к нему добавляют тормоз (ремень вокруг основы челнока может быть ослаблен или натянут, чтобы контролировать натяжение) или используют второй приводной ремень – отдельно для челнока.
Когда шпулька и челнок больше не вращаются с одной скоростью, нить начинает скручиваться сама собой. Челнок был среди немногих изобретений Леонардо да Винчи, сконструированных при его жизни, и теперь вы оказываете ему большую честь, изобретя эту штуку задолго до рождения итальянского ученого[136] (рис. 32).
Как только у вас есть два отрезка нити, вы можете превра тить их в шнурок или веревочку, используя то же самое колесо. Просто скручивайте их в противоположном направлении от первоначального, и две нити естественным образом сцепятся друг с другом. Этот процесс можно повторять бесконечное количество раз, переходя от шнурка к веревке и затем к канату, что выдержит вес вашей цивилизации… благодаря прялке!
Рис. 32. Прялка и челнок
10.9
«Я бы не прочь заняться по-настоящему крутым сексом»
Для многих людей секс является одной из приятнейших сторон жизни, ну а кроме того, поскольку секс – единственный способ производства новых людей, то он имеет большое влияние как на жизнь индивидуумов, так и на цивилизацию в целом. Контроль рождаемости помогает людям планировать семейную жизнь, ну а когда доходит до рождения ребенка, то акушерские щипцы и инкубаторы поспособствуют тому, чтобы новейшие, самые молодые и наиболее ценные члены вашего сообщества без потерь переживали тот момент, когда они наиболее уязвимы: в процессе рождения и сразу после него.
10.9.1. Контроль рождаемости
Ни одна история любви не повторялась дважды. Я не слышала ни одной повести о возлюбленных, которая не показалась бы мне столь же новой, как мир в свое первое утро.
Вы (также Элинор Фарджон)
Что это
Способ планировать семью, избежать случайного ее увеличения, что позволяет как женщине, так и мужчине определять курс собственной жизни и освобождает их от тирании нежелательного материнства или отцовства.
До того как был изобретен
Если вы занимались сексом, то у вас мог появиться ребенок, и все, это на всю жизнь, вы теперь родитель, наши поздравления, сожалеем о том, о чем вы там мечтали.
Изобретен
1500-е до н. э. (материальные барьеры);
1855 н. э. (первые презервативы из резины);
1950-е н. э. (противозачаточные таблетки).
Предпосылки
Нет.
Как изобрести
Самые ранние попытки физическим образом контролировать рождаемость (они же первые эффективные способы на том поле) выглядели очень просто: женщины[137] в Древнем Египте[138] комбинировали мед, листья акации и лен, чтобы пре дотвратить попадание спермы туда, куда ей не стоит попадать. Это на самом деле более эффективно, чем выглядит на первый взгляд: в растении акации содержится молочная кислота, обладающая сперматоцидными свойствами[139].
Если акации не хватало, то женщинам рекомендовали использовать кр окодильи фекалии. Но, увы, этот способ является столь же неэффективным, каким он и кажется на первый взгляд.
В Азии использовали диски из бумаги, смазанные растительным маслом, и это приносило больше пользы, чем дикие поверья, окружавшие репродуктивную функцию. Например: «Если женщина будет пассивной, просто полежит, не двигаясь, то она и не забеременеет» (Китай, 1100 до н. э.), и «Если женщина будет носить кошачьи тестикулы и/или спаржу в качестве украшения, то она не сможет понести» (Греция, около 200 н. э.), и «Если женщина выпьет мужской мочи или три раза плюнет в рот жабе, то беременность ей не грозит» (Европа, 1200 н. э.).
В Римской империи тоже использовали материальные барьеры для женщин, но после разрушения империи около 500 н. э. знание об этой технологии оказалось утеряно (точно так же, как с бетоном в разделе 10.10.1) и обретено снова только в XV веке н. э.
Первые попытки контроля рождаемости для мужчин включали погружение пениса в сок лимона или лука, а также обмазывание его гудроном (Европа, 1000 н. э.). Подобная идея вернулась в 2010-х н. э. в форме технологии «налепи стикер на головку пениса, чтобы временно его запечатать». Ясно одно: она так же неэффективна, как и ее прапрабабушки.
Вы можете изготовить презервативы из хлопка, шелка, внутренностей животных, но они будут менее надежны, чем то, к чему мы все привыкли: в отличие от латекса все названные вещества более пористые и неизбежно пропускают через себя некоторое количество спермы.
Так что, к сожалению, эффективный контроль рождаемости, на который можно положиться, опирается либо на сложные химические вещества (противозачаточные таблетки), либо на прочные, гибкие и непроницаемые препятствия (вроде презервативов из латекса), а ни то, ни другое вы не сможете получить еще долгое время[140]. На протяжении истории многочисленные травы использовались как средство прерывания беременности, но многие из них ядовиты, а другие только калечат новорожденных.
Разве не было бы замечательно, если бы где-нибудь на планете взяло да и эволюционировало растение, способное предотвратить беременность с эффективностью в сто процентов и не обладающее побочными эффектами?
Если вы ответили на этот вопрос: «Да, конечно, это было бы очень здорово», то у нас для вас хорошие новости: такое растение существует. Называется оно «сильфий» и растет на морском берегу там, где ныне расположена Ливия. Вы ищете нечто с толстым стеблем, круглой головкой из цветов на верхушке и характерным плодовым стручком в форме сердца. Оно не поддается окультуриванию, но столь эффективно в предотвращении беременности, что ценилось больше серебра и считалось даром бога Аполлона древним римлянам.
Именно они сильфий и уничтожили, буквально съели к 200 н. э.
Отлично сделано, древние римляне.
Если вы оказались в прошлом до этих прожорливых типов, то сильфий для вас – лучший способ контроля рождаемости. Но если вы застряли позже, то есть варианты. Они не столь хороши, как предлагаемые нашей эпохой, но лучше они, чем ничего[141] (табл. 13).
И в завершение мы должны подчеркнуть, что ни одна из техник, упомянутых в таблице, не защищает от инфекций, передающихся половым путем, а за ними тоже надо следить. Сифилиса нужно особенно избегать: в прежние времена он был чудовищен. Когда эта болезнь только появилась, то ее жертвы приходили в ужас, поскольку все их тело покрывали гнойники, и это до того, как мясо начинало отваливаться с лиц[142]. Пенициллин (см. раздел 10.3.1) является эффективным лекарством против сифилиса, хотя мы обнаружили это только спустя столетия после того, как вымер штамм болезни, приводивший к чудовищным последствиям.
Таблица 13. Список техник контроля рождаемости, которые вы можете использовать, если вы не в состоянии получить что-то из того, чем мы располагаем сейчас. Эй, вы прихватили с собой презервативы или парочку внутриматочных спиралей? Используйте их!
И на этой прекрасной ноте мы закончим раздел.
Надеемся, что ваша цивилизация будет пользоваться всеми благами крутого секса!
10.9.2. Акушерские щипцы
Добрый поступок, каким бы незначительным он ни был, не пропадет зря.
Вы (также Эзоп)
Что это
Пара щипцов, которые можно использовать, чтобы извлекать вещи из человеческого тела, что особенно полезно при родах.
До того как были изобретены
Матери и дети умирали в ситуациях, которые на самом деле легко предотвратить.
Изобретены
1500-е н. э., но оставались секретом еще более 150 лет, поскольку мужчины-монстры из семьи изобретателя желали поставить всю акушерскую профессию под свой контроль.
Предпосылки
Спирт, мыло, металл (можно использовать дерево, но его сложнее держать в чистоте, а это означает более высокий риск инфекций).
Как изобрести
Акушерские щипцы – очень простое изобретение: отделяемые щипцы с изогнутыми краями, которые можно разместить вокруг головы новорожденного, чтобы осторожно повернуть ребенка, а затем извлечь из родовых путей. Акушерские щипцы позволяют приводить к успеху трудные роды, сохранив жизнь одновременно матери и ребенку.
Пусть даже эта технология была изобретена достаточно поздно, она могла появиться совершенно в любой момент после того, как люди начали использовать инструменты. Ухудшил ситуацию тот факт, что акушерские щипцы долго были секретом, передававшимся из поколения в поколение в семье изобретателя для извлечения максимальной прибыли. Все знали, что фамилия Чемберлен обладает неким секретным устройством, помогающим при родах, а мужчины из этой семьи доходили то того, что приносили щипцы в комнату к роженице в запечатанном ящике и использовали их только после того, как всех выгоняли прочь, кроме матери, само собой, ну а той завязывали глаза.
И только после того, как секрет нашел щелочку и удрал, щипцы стали использовать повсеместно, они были стандартным инструментом до того, как кесарево сечение стало не таким смертоносным в ХХ веке н. э.[143]
Акушерские щипцы необходимо использовать, когда шейка матки полностью раскрылась и голова ребенка появилась в нижней части родовых путей. Мать должна лежать на спине (подвесные петли или подпорки могут помочь держать ее ноги), после чего каждая часть акушерских щипцов вводится по отдельности, а затем они соединяются. Голова ребенка поворачивается до оптимальной родовой позиции (головой вниз, подбородок упирается в грудь, лицом к спине матери, так чтобы впереди оказалась заостренная часть головы), и затем он аккуратными, мягкими движениями извлекается из родовых путей.
10.9.3. Инкубатор
Привет, детки. Добро пожаловать на Землю. Здесь жарко летом и холодно зимой. Она круглая, мокрая и набита людьми. Тут, снаружи, вы проведете сотню лет. И есть только одно правило, детки, о котором мне известно: «Черт побери, вы должны быть добрыми!»
Вы (также Курт Воннегут)
Что это
Теплый ящик, куда вы можете поместить недоношенного ребенка, чтобы снизить вероятность его смерти почти на одну треть.
До того как был изобретен
Люди смотрели точно на такую же штуку, которую использовали для цыплят, и думали: «Не-а, это никогда не сработает».
Изобретен
2000 до н. э. (для цыплят);
1857 н. э. (для людей).
Предпосылки
Стекло, дерево (для постройки), мыло (для наведения чистоты), кожа (для бутылочек с теплой водой), термометр (опционально).
Как изобрести
Инкубаторы впервые появились около 2000 до н. э. в виде домов и пещер, где поддерживалось тепло, чтобы из яиц появлялись цыплята. К этому времени люди заметили две вещи: цыплята очень вкусны, и из яиц, которые наседка держит в тепле, появляется больше этих самых вкусных цыплят.
Инкубаторы были способом добыть как можно больше цыплят.
Тем не менее прошло почти 4000 лет, прежде чем кто-то обратил внимание, что человеческие младенцы, родившиеся прежде срока, также чувствуют себя много лучше, если обеспечить им теплую окружающую среду наподобие той, что была в матке. До этого недоношенных просто отдавали родителям и акушерам и все типа надеялись на лучшее.
И да, пусть даже современные инкубаторы представляют собой сложные устройства, где контролируется уровень кислорода, тепло, влажность и обеспечивается внутривенное кормление при постоянном контроле над сердцебиением, дыханием и мозговой активностью ребенка, вам вовсе не нужно стремиться к такому, в каком бы периоде времени вы ни оказались. Первые детские инкубаторы представляли собой всего лишь ванну с двойным дном, которое периодически заполняли горячей водой, чтобы было тепло.
К 1860 н. э. конструкцию усовершенствовали, появились бутылочки с той же водой и одна важная инновация: стеклянная крышка. Она уменьшала ток воздуха и в то же время позволяла ребенку свободно дышать, тем самым снижалась вероятность инфекционного заражения через воздух, улучшался обогрев, исключались лишний шум и лишние контакты с няньками, которые сами могли переносить заболевания.
Читать бесплатно другие книги:
