Человек не является единственным живым существом, которое пользуется орудиями труда. Представители многих видов животных применяют для добывания пищи или в иных целях различные предметы. Этому поведению молодые шимпанзе обучаются, подражая старшим собратьям. Однако шимпанзе могут обходиться и без орудий, тогда как для человека их использование является важнейшим условием существования.
Почти каждое из ранних механических достижений человека, даже ткачество и шитье, уже были предвосхищены отдельными видами животных, птиц или насекомых. Кроме одного – использования огня. Огонь в естественных условиях встречается либо в особых местах, как, например, по соседству с вулканами, или у источников природного газа, либо, в лесных пожарах. Его сохранение и распространение было, опасным и трудным делом, о чем свидетельствуют все мифы и легенды об огне. Пищу начали приготавливать только тогда, когда поддержание костра в местах стоянок стало установившимся обычаем. Искусственное добывание огня относится к гораздо более позднему времени – вероятно, началу верхнего палеолита. Известно несколько древних способов добывания огня: скобление, сверление и пиление, основанные на трении двух кусков древесины друг о друга, высекание искр из кремня. Последний способ с начала железного века был усовершенствован при помощи огнива и применялся до изобретения в XIX в. фосфорных спичек. Огонь, видимо, сыграл значительную роль в формировании и упрочении социальных связей внутри первобытного коллектива: во-первых, поддержание огня требовало от членов коллектива непрерывающихся, согласованных действий; во-вторых, костѐр, очаг были тем центром, вокруг и вблизи которого происходила вся жизнедеятельность людей. Впоследствии люди научились применять огонь для различных технических целей: при добыче кремня и обработке дерева, для обжига глины и т. д. Изобретение способа добывания огня было одним из важных шагов на пути культурного развития человечества, о чем свидетельствуют многие сцены, связывающие открытие огня с древними героями, похитившими его с неба и придающие огню характер божественности (миф о Прометее). Способы добывания огня воспроизводятся в священных хороводах, круговых танцах, которые составляют существенную принадлежность многих религиозных обрядов.
Разделывая добычу, в том числе брошенную хищниками, человек столкнулся с проблемой костей. Они содержат высококалорийный костный и головной мозг; в одном костяке копытного животного жиров столько, что это превышает суточную энергетическую потребность взрослого человека. Однако добыть его оттуда не просто: справиться с трубчатыми костями может не всякий хищник. Льюис Р. Бинфорд установил, что первобытные люди использовали первые свои каменные орудия именно для разбивания костей, придавая им удобную и целесообразную форму.
Совместная трудовая деятельность, общее жилище, общий огонь – все это сплачивало и объединяло людей. В своей трудовой деятельности человек стал применять большое количество простых орудий. С этого времени начался новый этап в развитии человеческого общества, длившийся с 40 до 12 тыс. лет до н.э., именуемый верхним палеолитом. Техника этого этапа характеризовалась накоплением ассортимента простых орудий. Первым набором специальных орудий, которыми осуществлялись различные действия процесса резания, явились: остроконечник, прикреплявшийся к древку путем обвязывания или с помощью вязкого смолистого вещества; скребло для соскабливания и подчистки кожи, перерезывания мяса, сухожилий; скребок для более чистого выскабливания кожи; проколка. Таким образом, человек, не наделенный ни клыками, ни когтями, ни чем-либо вроде черепашьего панциря для защиты, ни способностью к полету, подобно птице, ни скоростью бега антилопы или гепарда, нашел свой собственный способ выживания, опираясь на силу ума.
Использование специальных орудий привело к усовершенствованию технологий обработки камня. Для изготовления каменного орудия человек сначала брал кремень или обсидиан определенной величины и качества, служивший ядрищем (так называемый «нуклеус»), и с помощью второго камня (отбойника) получал отщепы. Отщепы представляли собой заготовку, которая подвергалась вторичной обработке. Для получения желаемой формы она оббивалась и подправлялась специальным приемом, получившим название «ретуши». Ретушь представляла собой тонкую подправку орудия для увеличения эффективности его действия в целом или для усиления рабочих частей орудия.
Дальнейшее совершенствование техники выражалось в применении все большего количества специализированных орудий труда, в использовании огня, изобретении лука и стрел с каменными наконечниками, применении глиняной посуды.
Появление лука и стрел, а затем и широкое их распространение относится к эпохе мезолита и раннего неолита (с 12 до 4 тыс. лет до н. э.).
В это время было сделано еще одно важное изобретение: обжиг глиняной посуды, придавший глиняной массе твѐрдость, водоустойчивость и огнестойкость.
Не менее существенным в жизни первобытного человека (и для истории науки) были механические приспособления, используемые при охоте, копье, дротик, в высшей степени оригинальное оружие бумеранг, а так же праща и бола. С их изобретением охотники меньше рисковали жизнью и гибли, а так же добывали большее количество пищи. В результате существенно возросла численность населения. Часто людей на определенной территории становилось так много, что они не могли прокормиться, поэтому отдельные группы отправлялись на поиски новых мест.
В эпоху неолитической революции появилось скотоводство, тоже сыгравшее немалую роль в развитии техники. Знания о разведении животных люди получили уже в верхнем палеолите, когда отдельных диких животных не убивали, а приручали. Находки в современном Иране на севере Персидского залива свидетельствуют о том, что одомашненные козы и овцы существовали приблизительно с середины VII тысячелетия до н.э. Их выращивали не только на мясо, но и для получения молока и шерсти. Свиней, одомашненных к началу VI тысячелетия до н.э., не разводили в больших количествах, потому что они требовали много корма и были переносчиками болезней. До недавнего времени принято было считать, что лошадь была приручена на Ближнем Востоке во II тыс. до н.э., но открытия археологов «отодвинули» эту дату до рубежа VII – VI тыс. до н.э.
Земледелие послужило основой для появления деревень и городов: первоначальные поселения и стоянки охотников каменного века превращались в деревни земледельцев – новый тип поселений, которые вырастали в разных частях земного шара. Впервые они появились на Ближнем Востоке в начале VII тысячелетия до н.э. В развитых культурах неолита возникают крупные города, насчитывавшие сотни и даже тысячи жителей. Первые дома оседлых людей представляли собой круглые постройки, напоминавшие временные жилища охотников и собирателей. На фундаменте в виде круга ставили остов из палок и покрывали его кожей или соломой. Оседлые поселенцы вскоре начали строить дома из глины, а позже класть прочный каменный фундамент. При постройке нового жилья на месте разрушившегося или сгоревшего площадку под фундамент выравнивали, обмазывая глиной. Таким образом, возникали типичные возвышения (по-арабски телль), на которых до сих пор стоят деревни. Эти телли достигали высоты 20 м. Вместо круглых построек появились прямоугольные, к которым легче можно было сделать пристройки и тем самым увеличить жилую площадь. Двери, как правило, находились выше уровня земли. Иногда вход был в плоской крыше, поэтому попасть в дом можно было по деревянной лестнице. Пол был из утрамбованной глины, а стены белили гипсом и часто украшали красными полосами или другими рисунками. Спали обитатели этих домов на рогожах или на возвышавшемся ложе скамейке, пищу готовили в специально отведенном месте.
Уже в древние времена поселения были укреплены. Обычно вокруг деревни выкапывали ров и воздвигали вал. Одним из наиболее известных укрепленных городов был древний Иерихон. Его окружала стена шириной 1,75 и высотой 3 м из камней, положенных друг на друга. Далее следовал вал из глины, а снаружи 3-метровый ров, достигавший в некоторых местах 9-метровой ширины. К стене примыкала конусообразная башня высотой 9 м и такой же ширины в нижней части.
Основными достижениями эпохи неолита являются новый способ обработки камня, строительство из глины и камня, столярное и гончарное ремесла и такие технические изобретения, как гончарный круг, обжиг керамики и обработка металлов.
Начало обработки металлов, другого важнейшего открытия, восходит к VIII тысячелетию до н.э. Переход от каменных орудий к металлическим имел колоссальное значение в истории человеческого общества. Археологические материалы свидетельствуют, что для изготовления орудий и оружия человек, прежде всего, стал употреблять медь, хотя золото он, видимо, знал еще раньше. Во всяком случае, археологические раскопки показывают, что первые медные орудия (кирка, кинжал и небольшой топор), похожие на каменные, относятся еще к энеолиту, то есть переходному периоду от каменного века к бронзовому (от 4 до 3 тыс. лет до н. э.). Предполагают, что человек в поисках каменного сырья нашел самородную медь. Исследования археологических находок подтверждают, что вначале первобытный человек не знал способа плавки самородной меди и в основном применял ковку. Медь и железо порой встречаются в природе в самородном состоянии, и люди уже на одной из ранних стадий развития человеческого общества научились плавить и использовать их. Но они использовали их как высококачественный «камень» меньшей хрупкости, чем другие камни, из которых обычно изготовляли орудия труда. Такому «камню» можно было придавать нужную форму молотком, вместо того, чтобы оббивать и стачивать углы и кромки, как это требовалось для обычных камней.
Большой скачок вперед позволили сделать два ключевых открытия. Во-первых, оказалось, что прокаливание некоторых пород камней (руды) вместе с древесным углем давало медь, так был открыт процесс выплавки металлов. Во-вторых, медь можно было выплавлять в специальных печах и выливать в особый сосуд заранее выбранной формы, где затвердевающий металл воспроизводил форму внутренней полости этого сосуда; так был открыт литейный процесс, так зародилась металлургия. Эти открытия были сделаны, по всей вероятности, в Месопотамии или где-то по соседству с ней примерно в четвертом тысячелетии до нашей эры. Выплавка металлов из руд была важным шагом, потому что природные запасы самородных металлов незначительны и их использование не могло иметь существенного значения для жизни людей. Более того, без открытия литья наиболее ценные свойства меди остались бы неиспользованными.
Хотя кое-где и существовали специализированные «заводы», но обычно каменные орудия изготовлялись самим человеком, пользовавшимся ими тогда, когда ему это было нужно. Иначе обстояло дело с металлом – тут требовалась высокоорганизованная система производства. Добыча руды в открытых карьерах (а затем и в подземных рудниках) потребовала уйму всякой техники для работы с глыбами твердых пород. Для практического использования меди понадобились многие вспомогательные изобретения в целях выполнения необходимых при этом трудовых операций. К тому же для этих трудовых операций были нужны многочисленные ремесленники-специалисты, освобожденные от производства пищи и получающие ее от общин.
Ранние неолитические общества были более или менее автономными в хозяйственном отношении, и торговля в них ограничивалась предметами роскоши, украшениями и амулетами. Но как только эти общества стали производить больше, чем это было необходимо для удовлетворения непосредственных потребностей, возникла тенденция к обмену произведенных излишков на доставляемые издалека товары, важнейшими из которых были медь и медные руды.
Величайшим нововведением в развитии техники стало изобретение упряжи для тягловых животных. Таким образом, люди впервые стали использовать «нечеловеческий» источник энергии, чтобы избавить себя от бремени тяжѐлой физической работы. Для перевозки грузов, они первоначально пользовались санями на полозьях, которые были унаследованы от своих мезолитических предков. А затем был сделан решающий шаг – изобретена колесная повозка, которая по существу представляла собой сани на колесах, крепившиеся к дышлу упряжки для волов. Это изобретение позволило перевозить большее количество груза и в тѐплое время года, а не только зимой.
Согласно официальной версии именно шумеры раньше, чем другие народы, стали использовать колесо. Однако румынский археолог Марин Дину нашѐл глиняные модели колѐс от игрушечных повозок в 1981 г. в Жудеце Яссы в Румынии. Эти игрушечные колѐса датируются последней четвертью V тысячелетия до н. э. и относятся к археологической культуре Кукутени (у нас культура Кукутени известна под названием «Трипольская»). Кроме того изображения колѐсных повозок и сами колѐса встречаются среди материалов археологических раскопок с территории Польши Словении и Северного Кавказа они датируются началом ІV тысячелетия до нашей эры. В жарких странах на колесных повозках стали ездить в 3500 г. до н.э. К 3000 г. до н.э. они были широко распространены в Шумере Месопотамии, Эламе и Сирии, достигнув к 2500 г. до н.э. берегов Инда.
Когда животных запрягли сначала в повозку, а затем в плуг (плуг по одной версии появился в древнем Шумере по другой в Южной Европе примерно 4000 лет до н. э.), это было первым примером выполнения работы не силой человеческих мускулов, а использованием иной силы. Приблизительно к тому же времени относятся и первые попытки использовать неживую силу: силу ветра для парусных судов. Парусные суда использовали в Египте вскоре после 3500 года до н. э., а к 3000 году до н.э. египтяне уже свободно ходили под парусом в восточной части Средиземного моря.
Неолитическая революция явилась необходимым условием генезиса цивилизаций.