Механическая обработка твердых камней сводится к следующем операциям: 1) грубой формовке путем окола осторожными ударами молотка или резки дисковой пилой, затравленной алмазным порошком или подмазываемой наждачной кашицей; 2) окончательной формовке путем шлифования различными инструментами; иногда более сложные изделия требуют еще резьбы или гравировки особым инструментом; 3) полировке поверхности; 4) в специальных случаях — сверловке для получения отверстий.
О приемах работы и употреблявшихся инструментах для обработки камня можно обычно довольно точно судить по следам, оставленным инструментом на поверхности изделия. Однако литературные данные, конечно, всегда являются ценным дополнением, в особенности когда они касаются не только рабочей (режущей) части инструмента, а и двигательных устройств. Нужно отметить, что именно при обработке камня впервые был использован принцип ротации. Лучковая дрель для сверления камня явилась прообразом не только сверлильного, но и токарного станка и всех машин с приводом.
Как ни мало о самих инструментах и приемах работы пишет Бируни в своей книге, — а он пишет больше других авторов, — мы все же можем составить себе довольно полную картину снаряжения камнерезного мастера. В особенности если дополнить ее этнографическими данными о кустарном камнерезном ремесле Индии и Ирана, сохранившем древние традиции, сложившиеся еще задолго до Бируни.
Об операции окалывания на специальной ножевой опоре Бируни пишет в главе о сердолике: "После того как Сердолик извлекут из печи, его кладут на ребро горячей железной полосы, прочно закрепленной в земле, и затем осторожно бьют по нему, отбивая куски по желанию". О яхонте с пороками в виде включений Бируни пишет: "Если они пороки близки от поверхности камня, то верхний слой его скалывают, пока не удалят с него все пороки. При этом уменьшается вес камня в связи с уменьшением размера, и поверхность его становится неровной; однако последнее не прибавляет ему новых пороков".
Если окалыванием нельзя отделить кусков камня, как у нефрита, вследствие его вязкости, или если есть опасность разбить камень, его разрезают дисковой пилой. Об этой операции Бируни коротко упоминает при описании нефрита.
Чтобы придать окончательную форму предмету и сгладить его поверхность, подготовив ее к полировке, применяют шлифовку абразивными порошками и на шлифовальном камне. Наиболее примитивное шлифование камней производилось трением вручную на удлиненных кусках песчаника, подобных зерновым теркам. Особенно эффективно шлифовка производилась на больших вращающихся водяным колесом камнях, укрепленных на горизонтальном валу. Шлифовка особо твердых камней
, вроде яхонтов, производилась кашицей из порошка наждака, нанесенной на свинцовую доску. Бируни, со слов ал-Кинди, пишет, что яхонт (=рубин) "был выравнен посредством наждака на свинцовой доске. Иногда этот наждак стекает с доски в воду, в которую поставлено ее основание". Очевидно, это делалось для улавливания отработанного наждака. Шлифовка на такой свинцовой доске производилась, по-видимому, вручную. Однако в это время в Индии уже существовал шлифовальный станок с дисками из корундового порошка на лаковом цементе. По описанию Мак Гийра такой станок у современных кустарей Цейлона состоит из деревянной оси с железными остриями — центрами, на которую насажены два диска, один поменьше, другой побольше. Ось вращается или с помощью лучка самим мастером, или просто рзмнем, который водит помощник.
Мягкие камни режутся напильником, пилой и ножом. При шлифовке существенную роль играет природа смазки, на которой размешан абразив. Обычно употребляют воду. В некоторых случаях пользуются маслом. При обработке янтаря инструмент смачивают скипидаром. Добавление к воде некоторых веществ иногда заметно повышает абразивный эффект. Кроме того, некоторые камни, так же как сердолик и оникс, впитывающие в себя жидкость, обладают различными механическими свойствами в сухом и во влажном состояниях. Обычно их перед обработкой длительно вымачивают. Это явление, замеченное очень давно, послужило, очевидно, поводом для сочинения всевозможных фантастических рецептов размягчения камня, в которых особую роль обычно играли кровь черного козла или менструальная кровь.
Бируни, всегда скептически относившийся ко всему не объяснимому опытом, обошел молчанием эти рецепты. Только говоря о добыче золота из жил, он пишет, что в Индии умеют размягчать камень с помощью какого-то растения. Позднее греческая алхимическая и европейская средневековая литература полны подобными рецептами. Отражение этого предрассудка имеет место даже в весьма трезвой старинной "Русской торговой книге": "Сказывают, что всякой же камень делают мягок и режут на нем и золотят потому, что мягок, и опять учинят твердым, по старине каков был".
Для резьбы на камне употребляется набор железных дисковых резцов малых диаметров, трубчатых сверл, штифтов и игол с шариками на конце. Этот набор употребляется мастерами — резчиками печатей и граверами. Хрустальные сосуды, о которых пишет Бируни, украшенные сложным растительным орнаментом, фигурами зверей и надписями, гравировались подобным инструментом.
Об операции полировки наиболее полно сообщает ал-Кинди. Бируни в своей книге приводит целый отрывок об этом, из которого мы уже делали несколько выдержек: «Яхонт не полируется, как другие камни, при помощи влажного дерева ушари. Его полируют с водой на медной пластине, на которой его трут вместе с порошком йеменского оникса... Если же требуется глубокий блеск, то вместо медной доски применяют быстро крутящийся диск». Примерно то же и, вероятпо, из того же источника повторяет и ад-Димишки в "Космографии" и Ахмед Тейфаши в своей книге о камнях. Порошок из оникса смешивается с водой до консистенции клея или теста и затем намазывается тонким слоем на медную доску. "На этой доске камень трется до гех пор, пока не получит прозрачности и полировки, превосходящей все другие прозрачные камни" (Ад-Димишки).
Для камней, менее твердых, чем яхонт (= рубин), употребляется не медная доска или диск, а доска или валик из дерева ушари (Asclepias gigantea) или, по сообщению ад-Димишки, из плотной древесины тамариска. Древесина дерева ушари не очень плотная, довольно мягкая. Известно, что она употребляется в качестве подкладки для огневой дрели, которая всегда делается из мягкой породы дерева. Европейские гранильщики употребляют для полировки камней средней твердости — кварца, агата и пр. — валик из тополя или липы. И только для полировки рубина алмазной пудрой иногда употребляется твердая древесина самшита. Для более мягких камней в качестве полировальников употребляются также войлок, сукно и мездровая сторона кожи.
Бируни пишет, что один из камней "полируют при помощи необработанной кожи, и это сорт камня наиболее дешевый и низкого качества". Речь идет, очевидно, о массовой полировке (= галтовке) мелких изделий в кожаном мешке, наполненном полировальной кашицей и обрезками кожи или опилками. Такой мешок, наполненный шлифованными изделиями, встряхивается в течение нескольких часов о'бычно двумя работниками, после чего поверхность изделий оказывается полированной. Этот простой способ, применяемый и сейчас в Иране и Индии, конечно, необычайно повышает производительность труда полировщика. Поверхность изделий, полированных этим способом, заметно отличается от поверхности изделий, полированных на полировальниках, тем, что она не имеет никаких следов инструмента. На поверхности же изделий, полированных на полировальниках, всегда видна система параллельных или пересекающихся штрихов. Кроме того, при полировке в мешке ребра и вершины граненых изделий обязательно слегка сглаживаются, скругляются, а у полированных на полировальнике они сохраняют четкость и остроту. Пользуясь этими признаками, по археологическим материалам можно было установить, что прием полировки камней в мешке (т.е. галтовка) был изобретен в послесасанидскую эпоху, очевидно, незадолго до Бируни.
Применение алмазного сверла, шлифовки на мельничном камне и массовой полировки в кожаном мешке должны были необычайно удешевить мелкие изделия из камней и облегчить их широчайший вывоз. По-видимому, именно потребность в расширении вывозной торговли обусловила появление этих изобретений, касающихся главнейших операций обработки камня. Операция сверления имеет совершенно особое значение для всех видов драгоценных камней. Отверстие позволяет нанизывать камни в ожерелье или укреплять их в виде подвесков на серьгах, венчиках и т.п.
В истории развития техники сверления твердых камней известны следующие этапы: 1) сверление кремневым сверлом, 2) сверление сплошным металлическим штифтовым сверлом с абразивным порошком, 3) сверление трубчатым сверлом с абразивом, 4) сверление алмазным сверлом. Сверление алмазом, дающее высокую производительность труда и наиболее совершенную форму канала, во времена Бируни было принято повсеместно. Сверло изготовлялось из железной трубочки, на конце которой зачеканивался или запаивался оловом кристаллик или осколок алмаза, помещенный так, чтобы острые края алмаза выдавались с боков трубочки.
Если требовалось просверлить отверстие большего диаметра, то в торце металлической трубки укреплялось два или больше алмазов, наподобие коронки. Бируни только коротко замечает, что алмаз употребляется для сверления. Тейфаши пишет: "Если алмаз закрепить в металлической трубочке, то им можно сверлить все камни». В некоторых случаях, по свидетельству того же Тейфаши, алмаз заменялся кусочком корунда: "Прикрепляется кусочек яхонта (= рубина) на сверло из железа, после чего можно сверлить камень, как это делают с деревом".
Кроме сквозных отверстий для продевания нити или другого крепления, сверлили отверстия в камнях и в первую очередь в яхонтах и с иной целью. Бируни пишет о камнях с включениями, что "если оно (вкраплениями) будет находиться глубоко под поверхностью, то к нему просверливают отверстие, чтобы дать выход оттуда воздуху, иначе он может растрескаться при нагревании".
Однако отверстие в камне "ведет к уменьшению блеска и чистоты... Таким образом, отверстия — также один из видов пороков и, следовательно, одно из бедствий для красоты яхонта". Поэтому такие отверстия, сделанные для предохранения камня от растрескивания при улучшении их цвета нагреванием, обычно заделывались потом золотыми гвоздиками. Нам приходилось видеть в уборе древних грузинских икон камни не только с золотыми гвоздиками, но и с золотыми трубочками-коронками, в которых укреплялись искорки цветного камня. Например, в крупном рубине — коронка с искоркой изумруда.
Через сквозные отверстия в камнях обычно проводили тонкий золотой штифт для укрепления камня на ювелирном изделии. В старой русской ювелирной терминологии такие штифты назывались "спнями". Для укрепления в качестве подвесок некоторые камни и особенно коралл укреплялись одним концом в металлическую чашечку с ушком.
