Свидетельства использования камнерезной пилы. Пилорама египтян четвертой династии

Роберт Дж.Мурс мл.

От храма, примыкавшего к восточной грани пирамиды Хуфу, осталась лишь часть базальтового мощения. Хотя эти блоки постоянно подвергаются разрушению копытами и колесами, являясь частью современной (статья издана в 1991 году) дороги , они позволяют в полной мере изучить метод, использовавшийся для резки твердых камней в Старом царстве.

Некоторые из этих блоков опилены не сразу понятным способом и с не сразу понятной целью. Подобные опиливания можно увидеть и в других местах, но там они относительно единичны и не столь информативны, как те, что мы видим в мостовой храма Хуфу.

Большая часть плит образует сплошной массив протяжённостью около пятнадцати метров с востока на запад и двадцати пяти метров с севера на юг, причем по оси север – юг проходит дорога, о которой сказано ранее (рис.1). Другие — разбросаны неподалеку. Из-за исчезновения многих плит из основного массива он имеет очень неровную границу, особенно вдоль восточного и западного краёв. По данным Питри, в 1883 году только четверть храмового пола оставалась на месте. Сегодня он продолжают разрушаться под действием автомобильного движения и активно ремонтируются с помощью цементного раствора.

В результате, несмотря на то, что торцовые стороны многих плит восточной и западной сторон периметра видны, большинство из них уже не in situ. Но считаются in situ, включая несколько отделившихся от основного массива, оцениваемых так потому, что они прикреплены либо к коренной породе, либо, что более типично, к известняковым подкладкам раствором, похожим на розовый гипсовый раствор, который использован в южных лодочных ямах Хуфу и который можно наблюдать в нижних ярусах кладки ядра его пирамиды.

Описание плит мощения

Плиты состоят из темно-серого пироксенового диабаза, другими словами, довольно крупнозернистого базальта. Для краткости в этой статье мы будем называть этот материал просто базальтом. Согласно профессору Дитриху Клемму, источник этого камня находился в Гебель Катрани, к северу от Фаюма.

Блоки значительно разнятся по размерам. Самый крупный блок, в дальнейшем называемый блоком А, лежащий в нескольких метрах к востоку от центра основного массива, имеет площадь около 1,5 м2 и толщину 50 см (рис. 2). Большинство блоков не превышают 70 см в поперечнике и, где удаётся посмотреть — 40 см в толщину.

В плане плиты почти квадратны. Некоторые из них имеют выемчатые углы, в которые входят выступы соседних плит. Ширина швов между плитами редко превышает три миллиметра.

Поверхности верхней, боковых и нижней сторон плит заметно разнятся. Верхние стороны плит довольно плоски, но скруглены к краям, что придает самым маленьким внешность булыжников. Хотя они и усеяны мелкими кратерами и испещрены трещинами, верхние поверхности в общем стёрты и гладки, поэтому, они пригодны для использования даже на отодвинутых плитах.

Несколько видимых нижних поверхностей плит очень грубы и неровны, очевидно, здесь они были отколоты.

Действительно важное и редкостное примечание о том, что заготовки плит пола из базальтового массива не выпиливались, а явно откалывались.

Боковые стороны блоков, как правило, плоски, но с грубой текстурой, похоже, что их обработали дроблением; то есть поверхность сформирована из неравномерно расположенных мелких кратеров, придающих её виду регулярность.

Одна необычная особенность боковых сторон плит послужила толчком для этого исследования. Среди боковых сторон, которые можно наблюдать, небольшая часть (менее десяти процентов) имеет рифлёные бороздчатые участки, которые можно приписать последствиям работы пилы.

Информация о том, что количество имеющих опиленности торцовых поверхностей плит пола не превышает десяти процентов, важна! Мне казалось, их больше. Казалось. Кроме того, я не забываю и о тех торцах плит, которые с древности и по сей день скрыты в ни кем не расстыковывавшися швах.

Цель исследования – определить, как и почему были оставлены эти следы.

Описание следов

Опиленности очень неодинаковы от блока к блоку, и составляют не более трех четвертей общей площади любой грани, обычно гораздо меньше. Остальная часть грани оставлена обработанной дроблением.

Опиленности обычно находятся в нижней части торцовых поверхностей плит и выглядят преимущественно плоскими пятнами с бороздками, которые становятся все более отчетливыми по мере удаления от своей верхней границы к нижней и от середины грани к ее бокам (рис. 3). В некоторых местах рифление настолько зашлифовано, что бороздки невозможно обнаружить. Бороздки параллельны и расположены на расстоянии примерно одного — двух миллиметров друг от друга при глубине до полумиллиметра (рис.4).

В поперечном сечении рифлёная бороздками поверхность напоминает синусоиду, у которой выемки немного короче, чем гребни. У большинства опиливаний бороздки прямолинейны, но на одном образце внизу борозды рифления вогнуты с радиусом около двух метров. Этот выгиб наблюдается на последних двадцати сантиметрах и только на одном краю опиленности общей длиной около одного метра. Следует отметить, что соседние бороздки в изогнутой части несколько различаются радиусом.

На двух блоках были обнаружены глубокие «впиливания», которые действительно указывают на воздействие пильного полотна. Иначе нельзя было бы исключить, что плоские участки поверхности получены в результате обработки, например, напильником.

… нельзя было бы исключить, что плоские участки поверхности получены в результате обработки, например, напильником… Вот оно! Автор был так близок к правде, ещё шаг, и речь бы пошла об обдирках — шлифовках! Не сдюжил…

Три почти вертикальных надпила на блоке В, лежащем у юго-восточного края пола, почти параллельны и находятся на равном расстоянии примерно трех сантиметров друг от друга (рис. 5). Их донца лежат на одной глубине – около 25 миллиметров. В поперечном сечении (каждый) надпил – узкая щель, имеющая, на глаз, идеально закруглённое дно шириной около трех миллиметров и расширяющаяся наружу под углом около восьми градусов (рис. 6), которую полотно сделало при пилении.

Борта надпилов очень гладкие, без бороздок.

Важные слова здесь – об отсутствии бороздок на бортах надпилов! Значит, чтобы и бока пильного полотна заработали, несвязанный абразив здесь не применялся.

Нельзя с уверенностью сказать, что полотно, которым были сделаны эти надпилы, имело в сечении клиновидную форму, поскольку оно просто могло качаться при работе. Однако толщина его рабочей кромки точно не превышала трех миллиметров. По современным меркам это необычно мало для камнерезного полотна, какое необходимо для такого рода работ.

В экспериментах «для такого рода работ» абсолютно достаточно оказалось толщины рабочей кромки порядка половины миллиметра.

Блок B находится in situ, как и несколько других, имеющих ступенчатые спилы, вышедшие из-под того же радиуса рабочей кромки полотна в полтора миллиметра (рис. 7).

…На двух блоках были обнаружены глубокие «впиливания», которые действительно указывают на воздействие пильного полотна… Край плиты с описанными автором тремя надпилами теперь отбит и лежит уже отдельно, пополняя собой множество «чёрных камней» (по Пьяцци Смиту):

Но действительно, в составе пола Хуфу in situ ко времени публикации этой статьи было две плиты с «глубокими впиливаниями». Вторая из упомянутых (но никак не описанная автором) и сегодня всё ещё in situ целиком, и традиционно выводит из психического равновесия специалистов по «пропилам»:

Назначение опиливаний

Определение того, когда были сделаны опиливания, могло бы помочь выяснить, как они были сделаны, но назначение этих опиливаний не очевидно. По словам Питри, «все базальтовые плиты опилены и подогнаны друг к другу». Хотя было бы и опрометчиво интерпретировать эти его слова таким образом, что блоки пилились с целью подгонки, поскольку факт, что на подавляющем большинстве видимых сегодня камней следов пилы нет.

… на подавляющем большинстве видимых сегодня камней следов пилы нет… Смело, не правда ли? Обратим внимание!

Мараджиоглио и Ринальди также (как Питри) считают, что опиленные блоки преобладают, но предполагают, что их опиливания были сделаны для облегчения стыковки плит, а уж обработка их дроблением – самый последний штрих для обеспечения плотности смыкания. Эти два разных взгляда касательно цели опиливания приводят к вопросу: что было первично, опиливание или дробление?

Если сначала рассмотреть последовательность действий, то можно заметить, что в большинстве случаев пила лишь слегка доводила поверхности, которые дроблением были сделаны уже достаточно плоскими, хотя и с грубой текстурой.

Пильное полотно начинало резать с определенной точки на лицевой стороне плиты и по мере продвижения все больше сглаживало неровности (оставшиеся после дробления).

Начинай оно действительно «с определенной точки на лицевой стороне», линия такого начала, «врез» в дроблёную поверхность чётко обозначился бы! Этого не наблюдается:

В такой же последовательности отчетливые, но неодинаковой глубины кратеры, образованные ударами, постепенно уменьшаются до все более мелких язвочек и, в конце концов, исчезают в нижней части опиливания.

…кратеры, образованные ударами, постепенно уменьшаются до все более мелких язвочек и, в конце концов, исчезают в нижней части опиливания… Надуманная закономерность. Сквозь поверхность опиливания остаются сквозить язвочки - донца самых глубоких из кратеров дробления в любой части площадок опиливания: верхней, средней, нижней.

Это похоже на неравномерно изношенную автомобильную шину, где в изношенных местах сохранился достаточный рисунок протектора, чтобы можно было определить первоначальную форму. Если обработка дроблением производилась после опиливания, как предполагают Мараджиоглио и Ринальди, то почему через плоскости опиливания (всего лишь только) сквозят следы от нанесённых ранее ударов ? Почему обработка дроблением не ограничивается границей опиливания?

Еще одним аргументом против такой (по Мараджиоглио и Ринальди) последовательности является крайняя редкостность опиленных граней. Дробление поверхности – основа (первичная и главная операция). Если что-то представляет собой окончательную отделку, то это именно опиленные участки. Таким образом, более вероятно, что следы пилы появились после дробления.

Взгляд автора публикации непозволительно поверхностен, поскольку в пику его мнению, в пользу последовательности «по Мараджиоглио и Ринальди» свидетельствует масса мест, где дробились именно плоскости уже опиленных ранее участков поверхности. И такие обработанные дроблением участки в результате оказываются явно глубже плоскостей опиленных ранее участков. Дробление после опиливания, два примера из многих:

На авторском снимке Рис.8 тоже, к слову, выше прошлифованной полосы запечатлены кратеры дробления, нанесённые после прошлифовки, чего автор понять оказался не способен...

Теперь о причинах опиливаний. Пиленые грани здесь настолько малотипичны, что блоки, должно быть, были получены в почти готовом виде, возможно, из неплотно сидящих (в местрождении) глыб, а затем оббиты.

Повторно высказанное замечание о способе отделения нужных заготовок от базальтового массива – отделение без всякого выпиливания!

Ни в одном случае не видно, чтобы один блок был отделен от другого пилой или чтобы неглубокий надпил использовался как «затравка» для последовавшего откалывания.

О том же: никакого отпиливания! И это верно.

Только на единственной опиленной грани плиты С (рис. 8) видно, что фрагмент в нижней центральной части грани откололся, и эта область разрушения настолько мала, что вряд ли заслуживала надпила (как «затравки» для последовавшего откалывания), проходившего через весь блок. Поэтому разделение блока – маловероятная цель использования пилы. Если бы деление было необходимо, предположительно использовался бы другой метод. Однако нигде не видно клиновых пазов, подобных тем, что встречаются в гранитных выработках.

Опиливание для более плотного смыкания – возможная причина некоторых спилов, но не во всех случаях. На блоках in situ обитые дроблением грани соприкасаются верхними краями, швы же несколько расширяются к низу (рис.9).

То же можно с уверенностью сказать о прошлифовках только узкой полосы у самого верха обработанной дроблением торцовой поверхности плит мощения у Усеркафа в Саккаре.

В одном из таких швов опиленный участок на одном блоке имеет настолько небольшую высоту и настолько значительное расстояние (более 1 см) до соседнего, что трудно понять, как его опиленность могла повлиять на смыкание.

То же самое можно сказать и о нескольких других примерах, где опиленный участок представляет собой неглубокую выемку в середине обработанной дроблением грани.

Есть несколько мест, где пила могла понадобиться для окончательной подгонки. На восточной грани плиты А угол пиления несколько раз менялся, когда полотно пилы работало вокруг выступа в левом нижнем углу (рис.10). Выступу дроблением была придана грубая форма, но удары в том месте, где появилась крупная трещина, прекратили. Трещина прошла по диагонали таким образом, что дальнейшее дробление могло бы привести к отколу значительной части плиты.

Восточный торец пороговой базальтовой плиты (рис.10) заслуживает особо пристального внимания. Здесь целый букет заходов опиливания.

На этом и нескольких других камнях с дефектами опиливание могло быть использовано (вместо дробления) для того, чтобы предотвратить возможные разрушения из-за дальнейшего дробления.

Возможное объяснение тому, что (другие) плиты с опиливаниями и не имеют дефектов (как у этой) в том, что не они были целевыми для пиления. Возможно, пила зацепила их, пока пилила что-то другое. Обстоятельство, которое делает это предположение разумным, будет объяснено в следующем разделе.

…пила зацепила их, пока пилила что-то другое… Такая быстрая - быстрая пила времён IV династии, что случайно зацепила соседнюю базальтовую глыбу и быстро - быстро случайно образовала плоский её торец!

Конфигурация и действие пилы

Прогрессирующее сглаживание середины лицевой стороны плиты говорит о том, что работа велась не только кромкой полотна, но и его боковыми поверхностями. Из этого можно сделать два вывода: полотно было довольно высоким, вероятно, более 40 см; и, вероятно, оно работало несвязанным мелкозернистым абразивом, а не «алмазами в оправах». Мы не могли бы ожидать, что пильное полотно с «алмазами в оправах», то есть с необработанными алмазами или корундовыми камнями, вплавленными в режущую кромку или прикрепленными к ней иным способом, будет постепенно удалять царапины, которые оно создавало режущей кромкой по мере продвижения вперед.

Прорезанные бороздки не могли быть получены и вращающимся диском, как, например, в циркулярной пиле. Вращающееся полотно не оставляет царапин переменного радиуса. Будь диаметр диска четырёхметровым, мы бы ожидали увидеть на поверхности среза круговые бороздки радиусом два метра, но этого не происходит. Единственное другое средство для получения прямых следов, которое хотя бы возможно – тросовая или ленточная пила с подачей свободного абразива, но необходимая для таких устройств степень механизации не очень подходит для IV династии Древнего Египта.

Остается предположение, что эти бороздки проделаны возвратно-поступательным движением прямого полотна. Действительно, видимый нами тип бороздок может быть получен возвратно-поступательным движением имеющего зазубренную кромку полотна с абразивной суспензией.

Зёрна абразива прекрасно внедряются в мягкий металл полотна, превращая его в подобие напильника. Для вполне успешной работы несвязанного (свободного) абразива зазубренность рабочей кромки пильного полотна, транспортировщика абразива, абсолютно не нужна,

Описанная схема хорошо подходит для следов пилы, которые видны на базальтовом полу Хуфу. Этот тип пилы, называемый пилорамой, использовался для резки мягких и твердых камней на протяжении веков и, по некоторым данным, датируется по меньшей мере 300 годом до н.э. В современной конфигурации станка для изготовления плит несколько полотен крепятся параллельно внутри рамы, а расстояния между ними регулируются в зависимости от заданных толщин будущих плит. Рама подвешена на четырех шатунах, которые соединяют ее углы с подъемным (подающим) механизмом наверху.

Когда рама движется вперед-назад, приводимая в действие кривошипом и шатуном, пильные полотна приподнимаются к концу каждого хода. Это позволяет песку смываться под них, а когда они возвращаются назад при обратном ходе, лезвия вонзаются в песок, который быстро истирает камень. Когда в качестве режущего вещества использовался песок, предпочтительным материалом для лезвий было мягкие железо или сталь. Песок внедрялся в металл и меньше вредил полотну.

Со временем в качестве абразива для резки гранита песок был заменен железной дробью, затем дробью стальной и, наконец, гранулами карбида вольфрама.

Можно представить себе менее сложную версию пилорамы, которая в большей степени соответствует технологиям египтян IV династии, как они понимаются в настоящее время. Этот гипотетический вариант имел одно медное полотно длиной около четырех метров и шириной 60 сантиметров. Сечение полотна имело клиновидную форму, утоньшаясь от одного сантиметра до трех миллиметров у режущей кромки (рис.11).

При такой геометрии вес полотна составлял около 140 кг. Режущая кромка была прямой, но с зазубринами. Полотно было подвешено на канатах, прикрепленных к его концам. Другие концы канатов были переброшены через горизонтальные балки, чтобы, ослабляя их натяжение, полотно можно было опускать в рабочую зону.

Возможно, использовались более тонкие средства регулировки, но в любом случае фактическая скорость подачи вглубь, вероятно, определялась силой тяжести. То есть, как только качающееся полотно соприкасалось с заготовкой, оно погружалось в надпил само, и его продвижение вниз определялось его весом, а не натяжением канатов. Другие канаты, прикрепленные к концам лезвия, позволяли продвигать полотно в надпиле, качая его вперед-назад с рабочим ходом порядка одного метра.

В качестве режущего абразива, вероятно, использовался кварцевый песок. Он тверже любого из минералов (в составе) базальта и прекрасно подходит для такой работы. Либо резка происходила под водой, и песок насыпался под полотно, либо суспензия из воды и песка постоянно подавалась в надпил. Последний способ позволяет лучше видеть работу.

Вероятно, распиловка производилась в жёстко фиксирующих полотно приспособлениях. В противном случае сомнительно, что рабочие могли вручную направлять большое плоское лезвие, чтобы поддерживать постоянный угол приложения рабочей кромки полотна, предотвращая и любое его боковые отклонения, когда оно буквально сбривало с поверхности блока слой материала толщиной в свою собственную толщину, как это можно оценить по плите А.

...сомнительно, что рабочие могли вручную направлять большое плоское лезвие... ...когда оно буквально сбривало с поверхности блока слой материала толщиной в свою собственную толщину...

Золотые слова! Сбривать пильным полотном с ноздреватой от дробления поверхности слой материала толщиной в свою собственную толщину с помощью громоздкого неуклюжего пильного агрегата? Автор в шаге от реального решения, но, увы…

Полотно должно было направляться роликами, которые стабилизировали бы положение его режущей кромки. Роликами, которые не изнашивались бы слишком быстро под действием абразивной суспензии и которые можно было бы легко менять по мере их износа.

Нарезанные (описанным способом) камни, не имеющие дефектов, могли удовлетворить нужду не только в опиленных базальтовых плитах, но и при других работах для Хуфу, включая изготовление его гранитного саркофага.

Ранее было отмечено, что при работе с плитой А угол (продольного) приложения рабочей кромки полотна несколько раз изменялся. Этого добились отклонениями (продольным качанием) пильного полотна или всей плиты?

Поскольку изменить угол приложения закрепленного в пилораме полотна трудно, единственным способом получения таких спилов с помощью описанного устройства могут быть только качания заготовки. Учитывая то, что можно увидеть на торце этой плиты, легче представить такое объяснение, чем то, что удерживали и перенаправляли вручную именно пилу.

Смотрите, сколько слов отведено для описания манипуляций пильным полотном и даже самой заготовкой громадного порогового камня! Полнейшее безумие даже пытаться воображать, как чисто снять пилением слой толщиной в несколько миллиметров — "сбрить слой толщиной в полотно пилы" с изъязвлённой дроблением базальтовой поверхности!

Надпил, внутри которого действует пильное полотно – щель. Полотно с толщиной, в общем, сходной с толщиной снимаемого слоя постепенно уходит вглубь своего надпила, в щель, в которую и заглянуть-то невозможно. И в глубине маневрирует, меняя свой наклон в продольной и поперечной плоскостях и создавая сползающие друг с друга под разными углами ступени разной высоты...

В общем, абсолютно все слова, посвящённые автором на протяжении публикации пильным полотнам и собственно пилению для опиливания, следует заменить на слова о шлифовальных плитах и шлифовках/обдирках для опиливания же.

Судя по характеру следов опиливания на плитах базальтовых полов у Хуфу и других царей, это самое опиливание – именно шлифовка/обдирка шлифовальными плитами:

Все проблемы с происхождением следов обработки в виде бороздчатых рифлений со ступенями решаются, если понимать, что работали не в щели, а на открытом воздухе и не пильным полотном, а шлифовальной плитой со свободным абразивом, или без него.

Скорость резания пилой

Возвратно-поступательное движение пилы делает царапину, или бороздку, (на внутренней боковой) поверхности надпила во время каждого хода пилы. Поскольку расстояние между бороздками здесь составляет около 1 миллиметра, можно сказать, что пила погружалась в материал со скоростью два миллиметра за цикл (два прохода).

Автор необратимо отравлен идеями мистера Питри о неслыханных скоростях подачи инструментов в камнях крепких пород. Два миллиметра за проход пилы туда – сюда! И эта ценная идея не мешает автору понимать одновременно, что бороздки на бортах надпилов, а следовательно и спилов, оставлялись боковой поверхностью пильного полотна со свободным абразивом (см. выше), то есть, бороздки не имеют отношения к продвижению полотна вглубь! И как одно соотнести с другим?

Что касается длительности цикла, или «периода пилы», то, если бы она качалась на двухметровых подвесах, то ее действие было бы подобно действию маятника, за исключением сопротивления, вызванного режущим действием и трением.

Период маятника

где L – длина плеча маятника (от шарнира до центра маятниковой массы), а g - ускорение силы тяжести (9,8 м/с2). При L равном 2 м период составит 2,84 секунды. Таким образом, максимальная скорость продвижения пилы вглубь составит весьма приличную величину 2 мм/2,84 секунды, или около 42 миллиметров в минуту. Однако следует понимать, что максимальная скорость продвижения должна соответствовать минимальному сопротивлению, твердости разрезаемого материала.

Приведённое автором вычисление «периода пилы» абсурдно не только потому, что "маятник", имеющий в своём составе пилу, колебался бы не свободно и его колебаниям противостояли бы силы сопротивления в надпиле, но и потому, прежде всего, что колебали бы его усилия рабочих, и «период пилы» получился бы исключительно задаваемым ими. А уж глубокомысленные питриевы 2мм за цикл – вовсе глупость, поскольку шаг борозд на стенках надпила обусловлен не подачей пильного полотна вглубь, а саморегулирующимся распределением зёрен свободного абразива по поверхностям пильного полотна.

Выводы

Если гипотеза верна, то можно сделать следующие выводы: 1) Изобретение маятниковой пилы можно отнести назад более чем на две тысячи лет. 2) Степень механизации, на которую указывает эта операция, несколько выше, чем общепринятые представления о технологическом уровне строителей пирамид. 3) Пиление, выполненное в этом месте, представляет собой сложную операцию зрелой индустрии.

Египтяне IV династии пилили пилами половой базальт для плотного смыкания торцов половых плит в восходящих швах?

Не было на то причин, мучительно «сбривать» пилами тонкие слои базальта, а не элементарно их сошлифовывать. Вся трасология обработки базальта половых плит внятно гласит о дроблении и до, и после шлифовки/обдирки. «Пиление, выполненное в этом месте» – пустая болтовня незрелого лжеца.

***