Перу представляла собой удивительно плотную социальную структуру. Каждый ее обитатель знал свое место. Его действия были заранее предрешены, потому что все — крестьяне, ремесленники и солдаты — служили и подчинялись только Верховному Инке, который был главой государства и земным воплощением бога. На особом положении находились только камнерезы, потому что они символизировали связь между Солнцем, Богом и Верховным Инкой.
Империя инков была чрезвычайно хрупкой. Тем не менее с 1438 по 1532 год этот индейский народ установил свое господство на огромной территории, которая простиралась от Анд до побережья Тихого океана. В одну ночь разрушил государство почти безграмотный испанский авантюрист Франсиско Писарро, который вошел в страну вместе с 62 всадниками и 106 пехотинцами. Каким способом? Да очень просто — захватил Великого Инку! Государство лишилось налаженной системы управления, города ослабли, и грабители смогли безнаказанно вывозить из Перу богатейшие запасы золота.
Однако город — не только вместилище власти. Город — это живущие в нем люди, он живой организм, который хоть и существует за счет сельского хозяйства, по богатству превосходит деревню. Горожанин может позволить себе не тратить время на крестьянскую работу, а всю жизнь заниматься каким-либо ремеслом.
После захвата испанцами Перу все мастера, создавшие богатства Мачу-Пикчу — ювелиры, металлурги, ткачи, гончары, строители, — ушли из города. Их творения меньшей частью унесли с собой инки, большей частью разграбили конкистадоры. Сохранились только впечатляющие результаты трудов индейских каменщиков. Но, как мы уже говорили, в городе нет арок. Городом управлял Великий Инка, который также руководил процессом строительства, поэтому каждый строитель или архитектор зависел от знаний и вкуса императора — здесь не до изобретательства. Эти люди так и работали с балками до конца существования империи. И таким образом можно оценить временной разрыв между Новым Светом и Старым Светом, поскольку именно этой точки достигли греки за две тысячи лет до того, и здесь же они остановились.
Город Пестум, расположенный в Южной Италии, был греческой колонией. Река, на которой стоит город, затянута илом, ее отделяет от моря цепочка безжизненных и скучных солончаков. Славу Пестуму обеспечили храмы, которые старше Парфенона, потому что датируются 500 годом до н. э. И хотя в IX веке город был разграблен сарацинами, а в XI веке — крестоносцами, его руины по-прежнему остаются шедеврами античной архитектуры.
Пестум появился одновременно с греческой математикой — в Кротоне (рядом расположенной греческой колонии) жил в изгнании и преподавал математику знаменитый Пифагор. Геометрия городских храмов (как и зданий Мачу-Пикчу, выстроенных на две тысячи лет позже) построена на прямых линиях и правильных прямоугольниках. Греки тоже не изобрели арку, поэтому их храмы — это улицы с множеством колонн. Мы видим только руины, поэтому они кажутся нам открытыми, но по факту это были строения без больших пространств, потому что колонны должны были поддерживать крышу.
Представим себе балку, лежащую между двумя колоннами. Компьютерный анализ покажет, какие нагрузки она несет в разных ее частях. Чем длиннее балка, тем больше сжатие ее верхней части, а на нижнюю часть одновременно с этим заметно увеличивается давление. Камень — слишком слабый материал, чтобы выдержать такие нагрузки, и когда их значения преодолевают критические отметки, балка падает. По этой причине балку поддерживают колонны, установленные через определенные (заранее рассчитанные) промежутки.
Греки, благодаря балкам и колоннам, научились гениально использовать естественный свет, попадающий во внутренние помещения. Но эти ухищрения были временной мерой. Чтобы преодолеть ограничения материала, требовалось новое изобретение, которым стала арка. Честно говоря, удивительно, что его авторство принадлежит не грекам, столь искушенным в геометрии. Но дело в том, что изобретение арки — это не открытие, а инженерное усовершенствование строительной конструкции. Столь неблагородным делом не стали заниматься ни в Греции, ни в Перу. Арка появилась в древнеримской империи, культура которой была более практичной.
Акведук, построенный в 100 году, во время правления императора Траяна, в испанском городе Сеговия, представляет собой надземную часть водопроводной системы. По ней воды реки Рио-Фрио подаются от ее истока в горах Сьерра-Невада на 16 километров вглубь континента. Длина акведука 728 метров. Конструктивно он представляет собой более ста двойных двух-ярусных полукруглых арок. Это грандиозное сооружение выстроено из неотесанных гранитных блоков, без извести и цемента. На протяжении двух тысячелетий колоссальные размеры и гигантские пропорции акведука вызывают у испанских и мавританских граждан благоговейный трепет, поэтому они прозвали его эль-Пуэнте-дель Диабло («Мост Дьявола»).
Нас, привыкших к водопроводной воде, сегодня больше восхищает внешний вид этой конструкции, чем ее назначение. Мы не думаем о том, что городская цивилизация представляет собой сложнейшую систему, которая существует благодаря тому, что ее разрабатывали самые квалифицированные и одаренные люди. Римский акведук в Сеговии напоминает нам об этом.
Римляне не сразу смогли создать каменную арку. Первые круглые конструкции были построены из бетона. Благодаря особой форме арки нагрузка равномерно распределяется по всей ее поверхности, а не концентрируется в середине. Это и позволяет собирать арку из отдельных блоков, точно рассчитав суммы всех нагрузок, которые будет нести каждый. В этом смысле полукруглые своды — триумф интеллектуального метода, который позволяет собирать блоки в разных комбинациях, увеличивая несущую способность перекрытия.
Римляне, тем не менее, всегда делали арку в форме полукруга, потому что она была основана на точно выверенной формуле, а древние инженеры не очень-то стремились проводить эксперименты. Не отказались от округлой формы перекрытий и мусульманские строители. Арки есть, например, в Большой мечети, построенной в 785 году в испанском городе Кордова после арабского завоевания страны.
Основной формой арки в мусульманской архитектуре остается полукруг. Большая мечеть в Кордове.
В этом культовом здании колонн заметно меньше, чем в греческом храме Пестум, но все же строители пока не смогли решить проблему длинных перекрытий.
Теоретические открытия, которые способны серьезно повлиять на развитие цивилизации, видны сразу. Их замечаешь из-за их оригинальности. Практические открытия выглядят более скромно и зачастую не слишком запоминаются. Таким новшеством стала готическая арка, которую от римской отличало то, что она была основана на овале. Это на первый взгляд очень незначительное изменение произвело настоящую революцию в архитектуре. Овальная арка впустила в помещения больше света и увеличила объемы внутреннего пространства. Еще более важным стало то, что новый вертикальный свод позволил по-особенному вписать постройку в ландшафт: овальные и заостренные формы окон и перекрытий создали иллюзию парящего над землей здания с арочной крышей и каркасом снаружи. Подобное впечатление производит одно из самых выразительных готических сооружений — Реймсский собор.
Вот так описывает его Джон Раскин:
Египетские и греческие здания стоят благодаря их весу и технологии строительства: огромный камень лежит на такой же тяжелой плите. Устойчивость готических сооружений обусловлена иными связями, жесткость и напряженность которых напоминают то, как соединяются кости скелета или переплетаются волокна в древесине.
Среди всех памятников, воплотивших человеческие дерзания в Старом Свете, до 1200 года не было ни одной башни из легкого, плавного ажурного каркаса и стекла. Как математик я представляю, сколько расчетов предшествовало строительству этого грандиозного сооружения, какая интуиция потребовалась инженерам и архитектору, как много догадок и открытий пришлось им совершить! Конечно, не обошлось без ошибок.
Готические соборы строились вольными каменщиками, приглашенными по общему решению горожан. Они почти не имеют отношения к повседневной утилитарной архитектуре того времени, и в них каждая импровизация становится новым изобретением. В области механики строители преобразовали полукруглую римскую арку в высокую готическую так, чтобы нагрузки пришлись на наружный каркас здания. Тогда же, в XII веке, они изобрели аркбутан — наружную каменную полуарку, в которой горизонтальное усилие распора перенесено со сводов на опорный столб, вынесенный за пределы основного объема здания. Столб работает так же, как рука, если упереться ею в стенку. Этот принцип стал основным до изобретения стали и железобетонных конструкций.
