IX–XII вв.
На несколько столетий раньше, чем в Китае в Европе распространилась упряжка современного вида – с хомутом. Такая упряжка значительно усовершенствовала транспортное средство и позволило использовать тягловую силу лошади прежде всего при пахоте плугом. В сельском хозяйстве преимущество лошадей по сравнению с крупным рогатым скотом проявилось в полную меру.
В этот период начинают подковывать лошадей.
На Руси великим князем Ярославом Мудрым в 1037 году в Киеве на месте победоносной битвы киевлян с печенегами был заложен многокупольный собор Софии. Во всей Европе той поры не было построено ничего, что могло бы с ним сравниться. Софийский собор в Киеве первоначально был увенчан тринадцатью куполами. Это было невиданное по масштабам строительство, которое осуществлялось в несколько этапов.
На Руси построен храм Покрова на Нерли. Он возведен в честь нового праздника Покрова Пресвятой Богородицы, что означало особое покровительство Царицы Небесной Владимирским династиям и владимирской земле. Изящный, стройный, совершенный, неописуемый, невесомый он стоит среди заливных лугов над тихим озером. В 1165 году здесь была низменная пойма и вешние воды двух рек Клязьмы и Нерли, поднимаясь на три с лишним метра, доходили до подножья храма, который оставался на небольшом островке искусственного холма. Фундамент из булыжного камня был заложен на глубину 1,6 метра, и его подошва опиралась на слой тугопластинчатой глины. В этом старые мастера обнаружили хорошее понимание строительной геологии. Над фундаментом в два приема возвели основание стен из тесаного камня высотой 3,7 метра. Снаружи и внутри эти стены обсыпали глинистым супесчаным грунтом, затем грунт плотно утрамбовали. Так основание храма оказалось на глубине 5,3 метра внутри искусственного холма. Для отвода осадков проложили каменные желоба.IX–XIII вв.
В Европе начинают сооружаться ветряные мельницы, известные еще в древние времена. Однако ветряные мельницы использовались мало, так как существовала дешевая рабочая сила – рабы. В период феодализма недостаток рабочей силы привел к поиску природных источников энергии, в первую очередь эффективному использованию силы воды и ветра.
В первое время с помощью ветряных мельниц обмолачивали зерно. Постепенно сфера применения ветряных мельниц расширяется. Они проникают во многие отрасли производства. На мельницах монтируются зубчатые передачи для перераспределения движения с одного вала на другой. Несколько позже преобразование одного вида движения в другой, например, вращательного движения колесных механизмов в возвратно-поступательное движение осуществлялось посредством кулачков. От арабов сведения о ветряных мельцах проникают в Испанию и в другие европейские страны. В регионах, где постоянно дуют ветры, ветряные мельницы в период феодализма становятся главным источником энергии.X в.
С X-го века на Руси строят срубленые дома – избы, которые были основным жилищем сел и городов. Вид изб многообразен – четырехстенные, пятистенные, с тремя, пятью, а то и большим числом окон по фасаду, крытые соломой или дранью, с деревянным настилом или земляным полом. Но всегда они компактные, близкие к квадрату, чтобы легче было ее обогреть. Длительное время планировка избы оставалась неизменной: холодные сени, от них в одну сторону жилая часть – отапливаемый сруб (собственно изба), по другую клеть (или горница), место хранения домашнего имущества и ночлега в теплое время года. В древности трубы над избой не было – дым выходил через дверь или в специальное окно над ней. Такая изба называлась курной, или черной, в отличие от белой – избы с трубой. Окна представляли собой продолговатые небольшие отверстия высотой в одно бревно, при необходимости закрываемые дощечкой. В северных и центральных районах печь размещалась у задней стены, рядом с ней вдоль той же стены устраивалось место для спанья – лавка «конник». Сбоку от печи наверху до стены настилали палати. Вдоль других стен стояли узкие лавки. В противоположном от печи углу располагался стол. Считается, что в курной избе было всегда темно и грязно от печной золы, сажи и копоти. Это не так. Избы северных крестьян поражали чистотой: белоснежная скатерть на столе, вышитые полотенца на стенах, в «красном» углу иконостас с начищенными до блеска окладами икон. Только чуть выше человеческого роста проходит граница, за которой верхние венцы сруба и потолка покрыты чернотой. Дым, расстилаясь по потолку, никогда не опускается ниже определенного постоянного уровня. Окна в черной избе были маленькие, задвигавшиеся задвижкой, в белой избе окна с рамами, закрытыми пузырем, слюдой, а с XVIII века – стеклами и снаружи ставнями. С XVII века на смену избе приходит сельский дом.
Теофил Пресвитер (XI–XII вв.) описывает процессы стеклоделия, печи для стекловарения, стеклодувные инструменты, способы изготовления оконных стекол, разноцветного стекла, посуды и т. п.В IX–XV вв. на территории Узбекистана совершенствуется изготовление цветного стекла.
В Германии начали разрабатывать свинцовые и серебряные руды.
В водяных мельницах применяются устройства, позволяющие изменять направление вращения водяных колес в зависимости от уровня воды. Улучшились конструкции жерновов мукомольных мельниц. Для более мелкого помола стали употреблять вращающиеся совместно с пестом специальные ящики, для сбора размолотого зерна – мукосейки, снабженные ситами.
В конце X–XI века во Франции, Англии, а затем в Голландии появляются ветряные мельницы. Многие усовершенствования к ветряным мельницам были сделаны в Голландии. Здесь появляются тормозные устройства, при помощи которых можно было быстро остановить вращающиеся жернова. Приспособление было технически сложным и представляло собой механический привод, включавший в себя несколько пар зубчатых колес и тормозное устройство.XI в.
В Германии производят набивные ткани с помощью штампа из обожженной глины или бронзы. Для получения цветного рисунка на ткани штампы натирались цветной глиной или изготовлялись из нее.
В Китае мастер Пи-Шэн (Би-Шэн, ок 1040 г.) изобретает для печатания передвижные литеры, которые изготовлялись из камня, что сыграло значительную роль в изобретении книгопечатания. Однако камень не был удобен для этих целей.
Арабский ученый Ибн-ал-Хайсан Альхазен (ок. 965 – ок. 1039) создал фундаментальный труд по оптике. В Европе это сочинение известно как «Opticae Thesaurus»), в котором он описал линзу как сферическую поверхность. Известно, что линзы использовались и значительно раньше.
Ибн-ал-Хайсан-Альхазен упоминает о так называемой камере-обскуре, которая позже явилась существенным звеном фотографии и техники кино.
На миниатюрах того времени изображены вилки для того, чтобы подцепить мясо во время еды. Однако продолжительный период вилки не имели широкого распространения.
Водяные мельницы в некоторых районах на побережье моря приводятся в движение с использованием энергии приливов и отливов.
В качестве приспособления для отчерпывания воды или для подачи воды начинают использоваться водяные колеса.
Впервые в истории физики и минералогии создан точный прибор для определения удельных весов, сконструированный ал-Бируни и описанный им в трактате «Удельные веса». Прибор представлял собой специальный сосуд для определения объема воды, вытесненного погруженным в него образцом.
Бируни сконструировал рычажные весы с передвижной гирей.
В трудах ал-Бируни описаны основные астрономические инструменты, используемые астрономами Ближнего и Среднего Востока, Северной Африки, и Европы в средние века до середины XVII века, когда начал применяться телескоп: солнечные, визирные, визирно-моделирующие, моделирующие, механические, для отсчета времени. Известны три типа солнечных инструментов: 1) теневые, или гномонные, инструменты основаны на измерении в определенный момент величины и направления изменяющейся в течение дня тени, которая отбрасывается на шкалу освещаемым Солнцем выступом или прямолинейным стержнем-гномоном. На Среднем Востоке использовали солнечные часы разнообразных конструкций. Разнообразие возросло в средневековой Европе, где большую популярность приобрела наука о свойстве теней – гномоника. Кроме солнечных часов, на Востоке были известны гномонные инструменты, применявшиеся для определения сторон света, широты местности и решения других астрономических задач. В своих трудах Бируни описывает различные инструменты и приборы и методы отсчитывания положения отбрасываемой ими тени. 2) Лучевые солнечные инструменты основаны на измерении по шкале, нанесенной на вогнутой или выпуклой поверхности, в определенный момент положения, изменяющегося со временем, солнечного блика, образуемого лучами, проходящими через специальное отверстие. Их использовали для определения высоты Солнца над горизонтом. 3) Визирные инструменты подразделялись на два типа – круговые и линейные. У круговых инструментов указатель алидады с диоптрами перемещался по круговой шкале, где деления нанесены на дуге окружности, ее половине или чевертой части. Круговые (кольцевые) инструменты, а также квадранты устанавливались неподвижно, указатель алидады с диоптрами для визирования светила, вращающегося вокруг центра кольца, передвигали по градусной шкале и показывал высоту светила. У линейных инструментов линейка с диоптрами или ее указатель перемещался по линейной шкале – деления нанесены по прямой. Визирно-моделирующие инструменты не только имеют алидады с диоптрами для визирования небесных тел, но и моделируют расположение кругов небесной сферы. 4) Моделирующие инструменты двух типов – демонстрационные приборы (небесные глобусы), вращающиеся вокруг своей оси известны с глубокой древности (глобусы Птоломея) и демонстрационные приборы с зубчатыми передачами (планетарии, теллурии). 5) Механические – механический календарь Бируни и планетарии. Механический календарь Бируни особенно интересен, так как его конструкцию можно рассматривать как предшественницу механических часов. 6) Приборы для отсчета времени, основанные на измерении изменяющихся объемов наполняющего вещества – клепсидры, песочные часы, масляные часы (определяли промежутки времени по выгоранию определенного объема масла). Приборы этой группы с появлением механических часов были постепенно вытеснены из употребления, кроме песочных, которые и в наше время используются в медицине.