Протозамки

Дата публикации: 03.11.2010

Человек всегда стремился защитить "свое" от "чужих". Вначале охраняли жизнь и пищу от хищников - люди освоили орудия, огонь и стали селиться в защищенных местах (в пещерах). В конце ледникового периода человек приручил собаку - верного друга и охранника. В качестве "технических средств" пассивной защиты сооружали завалы-загородки из колючего кустарника и стены из камня. Однако обжитые места люди через некоторое время покидали, племена и роды постоянно кочевали в поисках пищи.
Лишь после перехода от кочевок к оседлости, появления домов, поселений с защитными стенами и воротами возникла потребность в запорах и замках. Кочевнику замки не нужны, завтра он свернет свою кибитку, сложит вещи в баулы, погрузит на арбу домочадцев и поколесит вдаль...
Кочевники перевозили свой скарб в мешках или чересседельных сумках, завязывали и крепили их веревками. Поэтому предшественниками запоров и замков были узлы, а веревка (ремень) долго использовалась и в первых замках.
Самым знаменитым из узлов стал "Гордиев узел". Он был завязан на боевой колеснице легендарного фригийского царя Гордия. Оракул предсказал, что развязавший его станет владеть всей Азией. Попытки многих претендентов ни к чему не привели. Зимой 334/333 до н.э. попробовал свои силы и Александр Македонский. Увы... Раздосадованный неудачей будущий властитель мировой державы разрубил узел мечом.
Для повышения прочности соединения, кроме веревок, использовали различные элементы из дерева, кости и металла (так появились пряжки и японские нэцкэ). Добрая половина сегодняшних "головоломок" - прапрабабушки современных замков. Кольца, фигурные пластины с прорезями, стержни с оголовьями - все это, в свое время, были не игрушки.
Приведем несколько примеров устройств, используемых для быстрого соединения - разъединения.

Рис. 1. Устройство для быстрого соединения "Рыбка"
По способу крепления ее смело можно признать прототипом навесного замка. В состав этого устройства входят веревка с привязанным на одном конце кольцом и пластинка с двумя отверстиями. Диаметр отверстий таков, что в них проходит узелок. Необходимо освободить пластинку от веревки, не развязывая узлов.

Рис. 2. Устройство для быстрого соединения "Подковки"
К двум подковкам привязаны шнурки, как показано на рисунке. Попробуйте разъединить подковки, не развязывая узлов.

Рис. 3. Головоломки из металлической проволоки
Не менее интересны более поздние головоломки из металлической проволоки. Как освободить челнок из лабиринта, не изгибая проволоки (рис. 3а)? Как снять кольцо с первой фигуры, если кольцо по диаметру немного меньше, чем высота трапеций на краях (рис. 3б)? (Решения приведены в конце.)
Другими потомками узлов являются пломбы. В Древнем Египте даже гробницы фараонов первоначально запирали с помощью пломб. Кроме охранных функций, пломбы играли роль ярлыка - указывали владельца. Поэтому перстень-печать или печать-цилиндр для жителей Вавилона, Египта, Греции и других древних государств были обыденным предметом. Античные печати, выгравированные на полудрагоценных камнях, и в наши дни удивляют своей красотой и совершенством.
Возникновение запоров и замков имело в первую очередь социальные и демографические причины. Постепенно в среде соплеменников выделяются вожди, жрецы, военные предводители. Эти люди имели особый социальный статус и обладали личным имуществом, многократно более ценным, чем у остальных. На ранних этапах родового строя в охране всего имущества рода были заинтересованы все соплеменники. Хищения внутри рода были бессмысленны - что делать с похищенным, если открыто пользоваться им невозможно. Это заметит любой из сородичей, и виновный будет наказан. Индивидуальные меры защиты имущества просто не имели смысла.
Картина изменилась с появлением крупных укрепленных поселений и городов, где стали компактно селиться представители разных племен и народов. Здесь ускоренными темпами шло разложение родоплеменных отношений, быстрее шло разделение на богатых и бедных. Одними из старейших городов являются Читал-Хююк и Иерихон, уже в 8...6-м тысячелетии до н.э. имевшие стены, перпендикулярно пересекающиеся улицы, святилища богов и общественные здания.
Общая безопасность жителей города обеспечивалась неприступностью стен и прочностью ворот, которые на ночь подпирали бревнами или заваливали камнями. Стены и ворота патрулировала стража. Но безопасность, обеспечиваемая наемной охраной - дело дорогостоящее и доступна для относительно небольших групп людей (так гвардия гарантирует личную охрану). В крупных поселениях и городах стража не могла обеспечить персональную охрану и сохранность ценностей рядовых граждан. Да и охранники - тоже люди, подверженные соблазнам. Для обеспечения безопасности личного жилища людей было необходимо появление дешевых и "неподкупных" устройств, способных заменить людей. Были изобретены простые устройства запирания - запоры.
Особенность запоров в том, что ими оперируют с одной стороны двери, и их может открыть и закрыть любой человек, знающий их устройство. При условии, что семьи в те далекие времена были многочисленны, совместно проживали несколько поколений, женщины редко покидали дом, соседями по-прежнему были соплеменники - запоры долгий период вполне удовлетворяли запросы людей.

Рис. 4. Запоры: а) закладной брус; б) сдвижной брус
По сохранившимся руинам древних построек (по наличию соответствующих отверстий и пазов в боковых опорах дверных проемов) можно утверждать, что широко применялся закладной брус (рис. 4а) и сдвижной брус или засов (рис. 4б). Первый поднимался и опускался в открытые сверху пазы, второй двигался в направляющих в горизонтальной плоскости. Управление осуществлялось вручную. Данные устройства эффективны для дверей, открывающихся в одну сторону (внутрь).
Позже закладной брус стали шарнирно укреплять с одной стороны - получился поворотный брус или щеколда.
Чтобы обезопасить жилье на период отсутствия хозяев, были изобретены устройства с элементами секретности (под секретностью будем понимать невозможность управления устройством без обладания необходимыми элементами конструкции (ключом) или знаниями), как средство защиты личного имущества. Такие механизмы и стали прообразом замков - протозамками (прото от греческого "proto" - стоящее перед, предваряющее).
Первыми протозамками следует назвать цельнодеревянные конструкции с приводом в виде привычной в то время веревки - человек не сразу смог отказаться от наработанных веками решений.

Рис. 5. Простейшие протозамки на дверном полотне: а) стержень; б) поворотный брус
Простейшими были опускающийся стержень (см. рис. 5а) и поворотный брус (см. рис. 5б). Первый крепился на дверном полотне и мог двигаться в направляющих вверх-вниз. В движение его приводили посредством веревочной тяги, второй конец которой высовывался наружу или висел внутри возле смотрового отверстия в двери (прототип современных дверных глазков). В нижнем положении стержень-штифт погружался в ямку в полу, чем предотвращал открывание. Такой механизм управлялся с обеих сторон двери.
Вторым, и самым знаменитым из протозамков, была щеколда. Все мы с детства помним слова Бабушки Красной Шапочки "Дерни за веревочку... дверь и откроется" (на рис. 5б приведена иллюстрация к сказке, на которой изображена более поздняя конструкция с металлическими элементами; первые протозамки были цельнодеревянными). Дата рождения данной конструкции неизвестна, но она активно использовалась более двух тысяч лет. Есть письменные свидетельства, что поселенцы в Америке широко использовали ее вплоть до 18 века.
В основе конструкции - поворотный брус. Привод снаружи осуществляется с помощью гибкой тяги. Веревка выходила наружу через отверстие в двери. Для обеспечения безопасности ночью, или когда кто-то находился дома, веревку втягивали внутрь. Шарль Перро не внес в сказку описание той части, которая обеспечивала секретность такого устройства. А она представляла собой второй отрезок веревки, который пропускали сквозь еще одно, нижнее, отверстие в дверном полотне. Для блокирования щеколды снаружи этот конец завязывали своим "секретным" узлом. Естественно, такое устройство было ненадежно. В основном его использовали против проникновения зверей. В условиях малой плотности населения (например, на Дальнем Севере), закрывать помещение от человека вообще считалось преступлением.
Менее известно устройство, которое было найдено в развалинах гробниц Абиссинии (совр. Эфиопия) и восстановлено строителем по профессии Д. Кренкером (Daniel Krencer, Германия). Датируется оно периодом около 2,5 тысяч лет до н.э.

Рис. 6. Устройство замка с "выталкивающим ключом": а) засов и ключ; б) ключ вставлен в замок
В его состав входили два деревянных стержня с присоединенными к ним тонкими кожаными ремнями или веревочными отрезками (рис. 6а). На поверхности стержней выполнены выборки - зарубки, а в торцах - отверстия для веревочных тяг. Более длинный из стержней - засов, размещался в специальном канале стенной кладки. Его длина гарантировала, что засов не выпадет из стены при запирании.
Для запирания засов вытягивали за пропущенную через отверстие в двери веревку. Конец веревки оставляли свободно висеть или завязывали узлом. Для открывания необходимо было использовать второй, более короткий стержень, исполнявший роль ключа. Снаружи продевали веревку засова в отверстие стержня-ключа. После этого его просовывали внутрь через отверстие в двери. Концы обеих веревок оставались снаружи. Затем веревки несколько вытягивали. Натянув веревку засова, добивались соосности засова и ключа. Затем, одновременно отпуская веревку засова и вытягивая веревку ключа, добивались того, что ключ утапливал засов в стену (рис. 6б).
Многие историки замочного дела считают именно это устройство первым замком и называют его "замок с выталкивающим ключом". Но данная конструкция не обладает свойством, которое действительно можно назвать "секретностью". Любой, кто знаком с данной конструкцией, находясь снаружи, может определить необходимые параметры стержня-ключа. Его диаметр должен быть меньше отверстия в двери, а длина превышать расстояние от дальнего края отверстия до края дверного полотна. Можно просто воспользоваться изогнутой веткой.
Большинство более поздних типов запирающих устройств не имеют такого отрицательного свойства. Даже зная их устройства и внешне осмотрев замок, параметры ключа нельзя определить точно. Внешний осмотр не дает возможности уверенного вскрытия.
Теперь приведем способы разъединения частей показанных выше головоломок.

Рис. 7. Разъединение частей "Рыбки"
Необходимо свести охватывающую "голову" петлю на одну сторону и продеть ее вместе с узелком через отверстие (рис. 7). При этом кольцо подойдет к самому "хвосту". Затем конец петли продевают через отверстие в "хвосте" и проводят через нее кольцо.

Рис. 8. "Подковки": а) разъединение; б) соединение
Для разъединения подковок необходимо продеть (подсунуть) петлю одной из них под узел другой (рис. 8а). Затем перекидываем петлю через конец этой подковки и оттягиваем назад. Для соединения с обратной стороны пропускаем петлю одной из подковок под узелок другой и оттягиваем назад (рис. 8б).

Рис. 9. Разъединение частей головоломок из металлической проволоки
При кажущейся сложности это очень простые головоломки. Алгоритм "выхода" из лабиринта показан на рис. 9а. Не сложнее и решение последней головоломки. Сдвинув одну из трапеций на верхний сгиб, вы легко снимете кольцо, так как расстояние между внутренней поверхностью изгиба и верхней частью подковки меньше диаметра кольца (рис. 9б).
Дата публикации: 19 апреля 2002 года
Электронная версия:
© НиТ. Текущие публикации, 1997