Одежда
Мы видели, что керамическая посуда, применяемая для термической обработки пищи и для заквашивания, помогает работе человеческой пищеварительной системы как своего рода «внешний желудок», а мельничные жернова служат как бы продолжением наших коренных зубов. Одежда — еще один пример применения технологий для усиления биологических способностей нашего организма, она помогает сохранять тепло тела и тем самым дает нам возможность жить вдали от восточноафриканской саванны.
Еще 70 лет назад — в истории цивилизации это один миг — люди одевались только в натуральные материалы растительного и животного происхождения. Первая синтетическая ткань, нейлон, появилась лишь в годы Второй мировой войны, и для ее производства необходимы столь сложные химические процессы, что возрождающее после апокалипсиса сообщество довольно долго не сможет ими овладеть. Таким образом, существует глубинная связь между традиционной диетой человека и его носильными вещами: сельскохозяйственные животные и растения служат не только надежной пищевой базой, но и источником волокон, из которых прядутся нити и ткутся ткани, и шкур, превращаемых в кожаную одежду и обувь. Технологии прядения и ткачества лежат в основе многих важнейших функций цивилизации: это и веревки для увязывания, и стропы подъемных кранов, и канифас для корабельных парусов и мельничных крыльев.
Износив одежды, доставшиеся от прошлой цивилизации, возрождающееся человечество столкнется с необходимостью вновь добывать волокна в природе. Растительные источники — это, например, крепкие стебли конопли, джута и льна, листья сизаля, юкки и агавы и пух, в который обернуты семена хлопка или капка. Животные волокна дает шерсть практически любого шерстистого млекопитающего, хотя чаще всего используются овцы или альпака; в царстве насекомых главным источником волокна служит кокон бабочки Bombyx mori, тутового шелкопряда. В этом смысле и фетровая шляпа, и тонкое шелковое платье сделаны из белков, не так уж сильно отличающихся от бифштекса, а вот льняной пиджак или хлопчатобумажная рубашка — из того же материала, что и газета: из волокон целлюлозы, то есть связанных вместе молекул сахаров.
Что же нужно сделать, чтобы превратить комья натурального волокна, нащипанные с хлопчатника или состриженные с овцы, в одежду, без которой вам не выжить? Начнем с простейших, начальных технологий, а потом посмотрим, как их преобразила механизация, начавшаяся в конце XVIII столетия в ходе английской промышленной революции и изменившая мир. Говорить будем в основном о шерсти, которая в случае глобальной катастрофы останется доступной на гораздо более обширной территории, чем волокна хлопка и шелка.
После очистки от сора и растительных фрагментов срезанную шерсть промывают в мыльной воде, чтобы вымыть из волокон основную часть жира. Затем шерсть необходимо вычесать: ее несколько раз пропускают между двумя валиками с шипами, чтобы растеребить плотную массу и вытянуть ее в мягкий воздушный пласт распрямленных и уложенных в одном направлении волокон. Из этого полуфабриката, так называемой «ровницы», уже можно прясть.
Смысл прядения — превратить пух коротких волокон в длинную и прочную нить. Это можно сделать голыми руками: осторожно вытянув из ровницы клок спутанных волокон, сучите его в щепоти, превращая в нить. Но хотя эту операцию можно выполнять и так, без специальных инструментов она отнимет невероятное время, и, конечно, вам захочется как-то рационализировать и облегчить работу. Колесная прялка умеет выполнять обе важные функции: сучить ровницу в тонкую нить и сматывать нить в плотный клубок.
Большое колесо вращают рукой или ногой, посредством педали; ремнем или веревкой оно соединено с веретеном, которое вращается быстрее. Главный узел конструкции, рогульку на веретене, придумал около 1500 г. Леонардо да Винчи, и это одно из немногих его изобретений, которые были при его жизни воплощены в действующей модели. U-образная рогулька вращается немного быстрее веретена, и нить пробегает через несколько крючков вдоль одной лапки, соскальзывает с ее конца и наматывается на веретено. Это простое, но остроумное устройство одновременно прядет нить и сматывает ее в удобный для дальнейшего применения клубок. Но все же напрясть на колесной прялке достаточно пряжи — столь долгая работа, что исторически ею занимались только девочки-подростки или старые девы — пряхи.
Чтобы нить получилась крепче, можно свить ее из двух, при этом важно скручивать нити в направлении противоположном тому, в каком они прялись: тогда они естественно сплетутся вместе и потом не разовьются. Повторяя эту операцию, можно сплести веревку в руку толщиной, которая выдержит не одну тонну веса, и все это из шерстинок, поодиночке легко рвущихся и в длину не превышающих нескольких дюймов.
Но главное назначение пряжи — это все-таки изготовление ткани. Рассмотрите вблизи, как соткан материал одежды, которая сейчас на вас надета. Сорочки обычно шьют из тонкой ткани, поэтому лучше структура материала видна на шерстяном джемпере, футболке или грубых брюках типа джинсов. Множество разных типов плетения можно обнаружить в шторах и одеялах, простынях, покрывалах, пледах и коврах.
Сейчас мы не станем углубляться в детали, но вы должны уяснить, что любое полотно или материя состоит из двух систем нитей, проложенных перпендикулярно друг другу и последовательно сплетенных поочередным подныриванием одной под другую. Первая система, называемая основой, служит главным структурным элементом ткани и потому должна быть прочнее (берите двух-четырехниточную пряжу), чем ут?к, нити которого пересекают параллельные жилы основы, связывая их воедино.
Ткут полотно на ткацком станке, важнейшая функция которого — удерживать нити основы туго и ровно натянутыми, а затем поднимать и опускать группы этих нитей, чтобы между ними пропустить уток. Простейший ткацкий станок состоит всего лишь из двух реек — одна привязывается к дереву, другая закрепляется на земле — между ними натягивается основа. Станок с горизонтальной рамой заметно сложнее.
Перед работой раму обвивают плотными строго параллельными оборотами нити, натягивая основу. Важнейшая часть станка — ремизки, устройство, позволяющее разделять нити основы, опуская и поднимая отдельные ряды (к этому мы скоро вернемся). Через просветы, сделанные ремизками, пропускается уток, затем приподнимается другой набор рядов, и уток возвращается — так проход за проходом плетется структура ткани.
От того, в какой последовательности поднимаются нити основы, зависит рисунок пропускаемого сквозь них утка и, значит, вид материи. Самый обычный тип — это полотняное переплетение, когда уток проходит над первой нитью и под второй по всей основе, создавая равномерную решетку из переплетающихся ячеек: так традиционно ткут льняные ткани. Достичь этого позволяет следующая конструкция ремизки: длинная планка с чередующимися круглыми отверстиями и узкими открытыми прорезями, через которые идут нити основы. Когда эта жесткая планка поднимается или опускается, вместе с ней ходят только те нити основы, что попали в отверстия, а те, что попали в длинные прорези, остаются неподвижны, а ремизка движется, не задевая их, и пропускает уток то над, то под ниткой основы.
Более сложные виды переплетения требуют более сложных типов ремизок, чем сплошная жесткая планка. Есть, например, такая весьма гибкая система, как ряд бечевок, укрепленных на поперечине, имеющих на одной и той же высоте нескользящую петлю или планку с металлическим ушком, так что при подъеме поперечины вверх идут только те нити, которые пропущены через ушки планок. Нити основы разбиваются на группы, каждой из которых управляет своя подъемная поперечина, и чем сложнее переплетение, тем больше нужно таких отдельных поперечин, управляющих ремизками, чтобы точно выдерживать последовательность качаний для нитей основы. Например, при саржевом переплетении уток за одно так называемое перекрытие проходит над несколькими нитями основы подряд, причем перекрытия идут по рядам зигзагом, отчего на ткани получается диагональный рубчик. Относительно небольшое число сплетений, в которых пересекаются уток и основа, придает саржевым тканям эластичность и удобство в носке, а кроме того, позволяет уложить нити плотнее, поэтому материал выходит прочнее и долговечнее. Например, джинсовая ткань деним — это саржа 3/1, то есть уток проходит под тремя нитками основы и затем над одной.
Но одеваетесь ли вы в кожу или тканую материю, их еще нужно надежно закрепить на теле. Отбрасываем застежки-молнии и липучки как слишком сложные для изготовления возрождающейся цивилизацией, и легко расстегиваемых застежек у вас остается немного. Лучшее из таких низкотехнологичных решений ныне распространено повсеместно, но до него не додумалась ни одна из древних, в том числе классических, цивилизаций. Удивительно, но самая обычная пуговица стала в Европе обиходным предметом только в середине 1300-х гг. Но Востоке пуговиц вообще не знали, и японцы пришли в полный восторг, увидев их у португальских купцов в XVI в. При всей простоте этого изобретения возможности, создаваемые скромной пуговицей, меняют многое. С простым в изготовлении и быстрым в применении механизмом застегивания одежду не обязательно кроить свободной и бесформенной, чтобы ее было легко надевать и снимать через голову. Теперь ее можно надеть и уже потом застегнуть спереди — такую одежду можно шить по фигуре, удобной в носке. Это была настоящая революция в дизайне одежды.
В дальнейшем, когда постапокалиптическое человечество начнет разрастаться, возникает необходимость в автоматизации однообразных и трудозатратных операций, требующихся для выделки тканей. Производительность нужно будет повышать, а трудозатраты минимизировать. Вы обнаружите, однако, что автоматизировать отдельные процессы — чесание, прядение, ткачество — и применить механическую силу вообще будет много сложнее, чем, например, при помоле зерна или толчении пульпы для бумаги. Выделка тканей включает ряд весьма тонких операций, требующих проворных движений пальцев: скажем, прясть тонкую нить без обрывов; в других случаях, например при ткачестве, предполагается сложная последовательность действий, каждое из которых должно происходить в нужный момент. С помощью примитивных механизмов сносно воспроизвести эти процессы вряд ли получится.
Важнейшим усовершенствованием простого ткацкого станка, который я описал выше, стало изобретение челнока-самолета. Самый простой способ протянуть нити утка сквозь «зев» между поднятыми и опущенными нитями основы — передавая катушку из руки в руку с края на край рамы станка. Но эта технология долгая, к тому же она ограничивает ширину полотна: не шире размаха рук ткача. Челнок-самолет — это моток нити, спрятанный в тяжелый блок в форме кораблика, который особым тяжом перекидывается с края на край полотна по гладким направляющим, разматывая за собой уток. Это новшество не только позволяет ткачу работать с существенно большей шириной основы, оно значительно ускоряет процесс ткачества и дает возможность полностью механизировать станок, привести на него энергию водяного колеса, парового двигателя или электромотора, а тогда один ткач сможет обслуживать сразу много машин. Первые механизированные станки могли пробросить уточную нить за секунду, а современные бросают уток через основу со скоростью более 100 км/ч.
Одновременно с производством продовольствия и одежды приоритетной задачей в постапокалиптическом мире станет восстановление снабжения естественными и искусственными материалами, необходимыми для существования развитого общества. И здесь пережившим катастрофу тоже надо научиться создавать эти вещества самим, а не собирать их с трупа погибшей цивилизации. Так что поговорим о том, как с нуля построить химическую промышленность.
