Материальные носители информации

Словесно-слоговое письмо Древнего Египта – одно из древнейших в мире – сформировалось примерно с конца 4-го тысячелетия до н.э. Древнейшие египетские письменные памятники – надписи на таблицах и булавах царей – представляют собой символические изображения, которые не имеют чёткого звукового значения и понимаются по принципу пиктограммы. Иероглифическое письмо предназначалось для монументальных и полудекоративных надписей на камне и металле. Однако в Египете самым распространённым материалом для письма стал папирус – прообраз современной бумаги. Папирус изготавливался из стеблей болотного растения – папируса, которое растёт в большом количестве в дельте Нила и достигает высоты 5 метров. Стебель папируса очищали от листьев и тонкой коры, рыхлую и пористую сердцевину разделяли на тонкие пластинки, несколько дней вымачивали, затем пластинки укладывали в 2-3 слоя, один перпендикулярно другому, отбивали молотком, проклеивали хлебным отваром. Затем  щит прессовали, высушивали, полировали пемзой или раковинами. Папирусные документы обычно свёртывались в свиток, так как он был очень хрупким и на сгибе ломался. Если для текста не хватало одного листа, то листы склеивали и получали свиток нужной длины. Самый большой – 40 метров. Долговечность – 5 тыс. лет. В зависимости от качества различалось до девяти сортов папируса. Для письма на папирусе писцы использовали тонкие кисти из тростника или тростниковые палочки, которые макали в чёрные или красные чернила. Росписи на гробницах донесли до нас изображения этих инструментов.

В более поздние времена  свитки папируса вывозили в другие страны Древнего мира, например в Грецию. Именно древним египтянам мы отчасти обязаны тем, что греческая литература дошла до нас, ибо она сохранилась и распространилась в значительной мере благодаря папирусным свиткам. От египетского слова папирус произошло латинское слово papirum (бумага), перешедшее во все романогерманские языки (нем. и фр. papier, англ. paper и т.д.)⁶.

Другим материалом растительного  происхождения, использовавшимся, главным  образом в экваториальной зоне (в  Центральной Америке с VIII века, на Гавайских островах) была тапа. Она изготовлялась из лыка, луба, в частности бумажного шелковичного дерева. Лыко промывалось, очищалось, затем отбивалось молотком, разглаживалось и просушивалось.⁷

Недостатки носителей  информации (глина, папирус, воск) стимулировали  поиск новых носителей. На этот раз  сработал принцип «всё новое —  хорошо забытое старое»: в Персии для письма издревле использовался дефтер — высушенные шкуры животных (в турецком и родственных ему языках слово «дефтер» и сейчас означает тетрадь).

Жители греческого города Пергам (первыми переняли древнюю  технологию) усовершенствовали процесс  выделки шкур и во II веке до н. э. начали производство пергамента. Достоинства нового носителя — высокая надёжность хранения информации (прочность, долговечность (6 тыс. лет), не темнел, не пересыхал, не трескался, не ломался), многоразовость (например, в сохранившемся молитвеннике Х века учёные обнаружили несколько слоёв записей, сделанных вдоль и поперёк, стёртых и зачищенных, а с помощью рентгена там обнаружился древнейший трактат Архимеда). Книги на пергаменте  назывались палимпсестами (от греч. παλίμψηστον — рукопись, писанная на пергаменте по смытому или соскобленному тексту). Пергамент изготавливался из кожи молодых животных (на юге Европы – ягнят и козлят, на севере Европы – из шкуры телят). Шкуру очищали от шерсти, промывали в растворе золы, натягивали на специальные рамы и высушивали, затем разглаживали пемзой. Иногда пергамент окрашивали в разные цвета. В качестве материала для письма пергамент использовался в течении восемнадцати веков (до 16 века). Но изготовление  пергамента требовало много времени и он был дорог. Пергамент в отличие от папируса очень хорошо сгибался. Этот привело к исчезновению свитков и появлению кодексов.

В Древней Руси первыми  документами стали берестяные грамоты. Берёзовая кора как материал для письма получает на Руси распространение не позднее первой четверти XI века и выходит из употребления в середине XV века в связи с распространением бумаги. Береста рассматривалась как эфемерный, непрестижный материал для письма, непригодный для долгого хранения; её использовали в основном как материал для частной переписки и личных записей, а более ответственные письма и официальные документы писались, как правило, на пергаменте (бересте доверялись лишь их черновики). В одной из берестяных грамот (№ 831), представляющей собой черновик жалобы должностному лицу, есть прямое указание переписать её текст на пергамент и лишь потом послать адресату. Практически до конца 14 века основным материалом для письма на Руси служил пергамент, который привозили из Греции и ганзейских городов. Самой древней формой документа на Руси была грамота – отдельный лист пергамента шириной около 3,5 вершка, т.е. 15-17 см. Размеры документа могли быть различными за счёт подклейки следующих листов. После того как документ утрачивал свою ценность, текст счищали, а дорогостоящий материал использовали снова для записи информации. Писали на бересте и пергаменте чернилами. Они изготавливались из дубильных веществ, добываемых из чернильных орешков – наростов на дубовых листьях. Инструментами письма, как и в Европе, служили гусиные перья, которые применялись вплоть до 2-й половины 19 века, хотя металлические перья появились уже в начале века.⁸

У всех указанных выше материалов для письма были свои недостатки: непрочность, ломкость, дороговизна, сложность в изготовлении.  Это заставляло людей  искать новые способы получения более практичного и дешевого материала. И этот способ был найден.

1.2.  Изобретение бумаги и совершенствование её производства. Свойства, виды, форматы бумаги.

Как и в других странах, в Юго-Восточной Азии также испробовали множество разных способов записи и сохранения информации:

- выжигание на узких бамбуковых пластинах со скреплением шнурами в «бамбуковые книги» (недостаток — занимают много места, низкая износостойкость шнуров);

- письмо на шёлке (недостаток — дороговизна шёлка);

- сшиваемые в «книгу» листья пальм (недостаток – хрупкость, недолговечность).

Из-за недостатков предыдущих носителей китайский император  Лю Чжао приказал найти им достойную замену, и один из его сановников, Цай Лунь, в 105 году н. э. разработал способ производства бумаги (который не сильно изменился и по сию пору) из древесных волокон, соломы, травы, мха, тряпья, пакли, растительных отходов и т. п. Некоторые историки утверждают, что Цай Лунь подсмотрел процесс изготовления бумаги у бумажной осы (строит гнездо из ею пережёванных и смоченных клейкой слюной волокон древесины).

В Китае бумагу получали следующим способом. Сырьё толкли в ступах, варили кашеобразную массу, затем опускали в бассейн, добавляли немного горячей воды, клей, тщательно перемешивали, и когда бумажная масса приобретала белый цвет, из чана специальной формой, которая представляла деревянную раму с натянутой шёлковой или металлической сеткой, вычерпывали небольшое количество этой массы. Вода через сетку стекала. Затем влажный лист раскладывали на плоскую поверхность и высушивали под прессом. Полученные листы были готовы для записей. Первоначально это была бумага для письма, но в середине первого тысячелетия бумага применялась в Китае уже повсеместно, и использовалась в том числе как туалетная бумага. О широком производстве бумаги в Китае говорит и то, что в конце Х- начале ХI века из уплотненной бумаги стали изготавливать игральные карты. Оригами, как искусство складывания из бумаги удивительных по красоте фигурок тоже появилось на Востоке - но не в Китае, а в Японии. Китайцы изготавливали бумагу из тряпок и бамбуковых стеблей, и когда секрет изготовления бумаги стал известен в Японии, японцы улучшили технологию производства бумаги и стали получать бумагу прочнее и качественнее китайской. Лучшую бумагу в Японии делали из коры шелковичного дерева. Такая бумага уже обладала свойствами, необходимыми для складывания из нее фигурок.

Чуть позже бумага пришла в Персию. Процесс производства бумаги был раскрыт случайно в 751 году. Китайские мастера бумажного производства во время солдатской службы попали в плен к арабам. Арабы выведали у военнопленных секрет изготовления бумаги и наладили в районе Самарканда её первое производство. В дальнейшем этим искусством овладели в государствах Ближнего Востока: уже в 793 году Гарун аль-Рашид привез в Багдад китайских специалистов и стал налаживать собственное производство бумаги.⁹

В IХ веке свою бумагу научились делать майя в Америке. Она нужна была им для написания книг, так как их литература находилась на очень высоком уровне развития. Их книги, или кодексы, как их часто называют, представляют собой одну полосу бумаги, изготавленную из растительных волокон фигового дерева и натурального клейкого вещества. Затем её покрывали с обеих сторон белой известью. На её поверхности индейские жрецы старательно выводили сложные иероглифические знаки, раскрашивая их растительными и минеральными красками. Затем манускрипт складывали и заключали в деревянную или  кожаную оболочку, создавая том или кодекс, напоминающий по внешнему виду современную книгу. Сохранились всего лишь три таких кодекса майя.¹⁰

 К ХI веку Индия и весь арабский мир уже активно использовали бумагу в самых разнообразных сферах. Например, персидский путешественник Насир Хосров в 1035 году видел, как на каирском базаре продавцы заворачивали в нее товары.

И лишь на рубеже ХI- ХII веков бумага появляется в Византии, а затем - на Сицилии. Но впервые она попала в Европу через Испанию во времена арабского господства на Пиренейском полуострове.

 Собственное производство  бумаги в Европе было начато  лишь во второй половине ХII века. Христиане внесли в производство бумаги ряд усовершенствований: их бумага, хоть и более грубая, была гораздо белее восточной и склеивалась не крахмалом, а желатином.

Обогнать Восток в производстве бумаги европейцы смогли только ко времени Ренессанса, и свидетельствует  об этом не столько даже книгопечатание, сколько производство игральных  карт и появление первых рекламных  плакатов. Европейцы сделали главный акцент на механизацию производства бумаги. Большое значение для развития производства бумаги имело изобретение в Голландии во второй половине XVII века размалывающего аппарата — ролла. В конце XVIII века роллы уже позволяли изготавливать большое количество бумажной массы, но ручной отлив (вычерпывание) бумаги задерживал рост производства. В 1799 Н. Л. Робер (Франция) изобрёл бумагоделательную машину, механизировав отлив бумаги путём применения бесконечно движущейся сетки. В Англии братья Г. и С. Фурдринье, купив патент Робера, продолжали работать над механизацией отлива и в 1806 запатентовали бумагоделательную машину. К середине XIX века бумагоделательная машина превратилась в сложный агрегат, работающий непрерывно и в значительной мере автоматически.

Важным шагом в развитии бумагоделательного производства стало  изготовление бумаги из древесины. Изобретателем стал бедный саксонский ткач Фридрих Келлер. Его давно интересовала возможность замены тряпья в бумажном производстве древесным волокном. И он стал работать над конструкцией машины, которая смогла бы расщепить древесину на тонкие волокна. При помощи ремесленного точила он начал стачивать доску. Постепенно корытце наполнялось истертой древесиной. Затем Келлер разбавил древесную массу водой и приготовленную, таким образом кашицу вылил в бумажную форму. Отжав воду и высушив отливку, он получил лист бумаги. Он был хрупкий, ломкий и к тому же серо-желтого цвета. Тогда он смешал древесную массу с тряпичной и на этот раз опыт оказался удачным. Бумага получилась плотной, крепкой. На ней можно было и писать, и печатать. Келлеру выдали патент на изобретение. Проблема получения бумаги из нового дешевого сырья была решена. Но на ручном было невозможно сточить много древесины. Это понимал и сам изобретатель. Нужно было сконструировать машину, а необходимых для подобного предприятия средств неоткуда было взять бедному ткачу. Нужда заставила его продать свой патент опытному и квалифицированному инженеру Генриху Фельтеру всего за 450 марок. Фельтер довольно быстро воплотил идею Келлера в жизнь. В 1845 г. он построил большую машину для механического истирания древесины — дефибрер (от латинского слова — defi-brere—разделять на волокна).¹¹

В двадцатом столетии продолжалось совершенствование бумажного носителя информации. С 1950-х гг. в производстве бумаги стали применятся полимерные плёнки и синтетические волокна, в результате чего появилась принципиально  новая, синтетическая бумага – бумага-пластикат. Она отличается повышенной механической прочностью, стойкостью к химическим воздействиям, термостойкостью, долговечностью, высокой эластичностью и некоторыми другими ценными качествами. В  частности, бумага из синтетических  волокон в 5 раз прочнее на раздирание нежели обыкновенная писчая бумага из целлюлозы. Такая бумага может использоваться для изготовления чертежей, географических карт, репродукций и т.д. К примеру, для изготовления географических карт используется смесь хлопковой целлюлозы и полиэфирных волокон. Однако полная замена растительных волокон синтетическими ухудшает структуру поверхности бумаги, поэтому предпочтительнее их смешанная композиция.¹²

Ещё существенный вклад Европы в производство бумаги – это изобретение водяных знаков. Водяной знак – просвечивающийся (видимый на просвет) знак на бумаге, который служит средством защиты почт, марок от фальсификации, используется также как элемент декоративно-художественного оформления или фирменный знак предприятий, изготовляющих бумагу или печатающих марки и блоки.¹³ Самый ранний, известный к настоящему времени водяной знак, японский по происхождению, относится к 758 г. В Европе водяные знаки впервые появились в Болонье (Италия) в 1282 году. Отсюда их другое название – филиграни (от итал. «filigrana» - водяной знак). А в России водяные знаки появились лишь во второй половине XVII века. Водяные знаки на филигранях получались из-за того, что на сетке шёлковой или металлической нитью делали вышивку, бумага на месте вышивки была менее плотной и цвет был виден на просвете. На филигранях изображались животные, растения, небесные тела, короны, портреты монархов и т.п., а также нередко буквы и даты, обозначавшие имя владельца, местонахождение фабрики, год изготовления бумаги. Производители бумаги уже тогда применяли их для идентификации своей продукции, а также на почтовых марках, банкнотах и других государственных документах для защиты от подделки.