Автор Сингатулин Р.А.
Подход к археологическим исследованиям гончарной продукции с позиций теории информации приводит к переосмыслению основного объекта гуманитарных исследований, к смещению фокуса исследовательского интереса в сферу информационного взаимодействия. Применение теории информации, на которой базируются палеофонографические (вибро-акустические) исследования, открывает возможности для междисциплинарного синтеза и применения естественнонаучной методологии в историческом исследовании.
Источниковая база исследования керамики до последнего времени составлялась из данных традиционных методов: формы сосудов, орнаментации, технологии их изготовления и пр. (Августинник, 1956, с.149-156; Бобринский, 1978; Генинг, 1992; Цетлин, 1990, с. 12-15). И лишь с конца XX в., с широким внедрением новых информационных технологий в археологические исследования, с помощью палеофонографических методов стали решаться задачи, которые ранее были недоступны (Балановский, Сингатулин, Царёва, 2002, с. 35-36). По мере становления палеофонографии, как новой вспомогательной исторической дисциплины (Галкин, 2000, с. 11), палеофонографические исследования расширялись, использовались новые технические решения, совершенствовались аппаратные средства, применялись более совершенные алгоритмы для расшифровки трековых (трасологических) образований на поверхности гончарных изделий, охватывались новые исторические периоды.
Палеофонографические исследования в первую очередь связаны с изучением гончарных изделий XVII-XIX вв. (Kleiner, Astrom, 1993, с. 66-72), золотоордынской и сарматской керамики (Сингатулин, 2002, с. 185-191; Сингатулин, 2003, с. 84-88), изготовленной, по большей части, на совершенных гончарных системах центробежной формовки. Как правило, такие гончарные круги (как ручного, так и ножного привода) отличались высокими техническими характеристиками, сбалансированностью, высокими скоростными режимами, что позволяло производить качественную гончарную продукцию в больших количествах. Благодаря технологии центробежной формовки («скоростной» гончарный круг), и как следствие, высокому следообразованию на поверхности и во внутренней структуре теста гончарных изделий при их изготовлении, удаётся производить необходимые палеофонографические исследования. В то же время, гончарная продукция изготовленная с помощью «фильерной» (шаблонной, щелевой, выравнивающей) круговой формовки («медленный» гончарный круг), принципиально отличается от центробежной по следообразованию, образуя совершенно новый методологический класс (который будет рассмотрен ниже) для палеофонографических исследований.
Особое внимание заслуживает лепная керамика. Принцип считывания информации, который был применим при обработке сосудов и их фрагментов, изготовленных на гончарном круге, здесь не работает. В то же время на поверхности многих лепных изделий можно выявить трековые следообразования, дешифровку которых возможно выполнить с помощью конкретизированных палеофонографических подходов. Такой подход был произведён Институтом археологии НАНУ и археологической лабораторией Педагогического института СГУ в 2001-2002 гг. при исследованиях керамики трипольской культуры (Овчинников, 2004, с. 566-567).
Промежуточным классом (условно) между лепной и керамикой, сформированной с помощью гончарного круга, выступает гончарная продукция, сформированная смешанной техникой изготовления – лепной формовкой и выравниванием методами кру- говых технологий, не только с помощью «медленного» гончарного круга, но и с использованием различных поворотных устройств, шаблонов, скалок и др. технологичных действий, входящих в понятие круговой (вращательной) обработки изделия. В данном исследовании, под таким промежуточным классом выступает раннесредневековая керамика – салтово-маяцкой культуры.
Палеофонографические исследования, как правило, оперируют с дискретными значениями и избыточными потоками информации, и позволяют получать практически безэнтропийную обработку данных, т.е. обработку информации без потерь и искажений. Это особенно важно при исследованиях технологических традиций изготовления керамики в районах салтово-маяцкой культуры, где распространённым был рецепт формовочных масс с крупным песком (Плетнева, 1967, с. 124.), что несколько затрудняет проведение точных измерений и в то же время, благодаря цифровым технологиям, позволяет более гибко отображать модель поведения исследуемой системы.
Текстура и состав теста раннесредневековой керамики (салтово-маяцкой культуры) оказывает влияние на характер декора, трековых следообразований. Из-за волнистости и шероховатости поверхности таких изделий контактирование реальных твёрдых тел (пальцы, шаблон, стек, нож и др.) будет осуществляться в отдельных зонах, т.е. контакт будет носить дискретный характер. Причём, предварительно контактирование происходит на самых высоких микронеровностях, расположенных на вершинах волн, выступающих зёрен отощителя. Силовые взаимодействия передаются элементами волнистости поверхности и вызывают их деформацию. В то же время, такая деформация приводит к образованию на данной поверхности площадок касания. При контактировании деталей, обладающих криволинейными поверхностями, контурная площадь касания совпадает с площадью, вычисляемой на основании теории упругости с использованием предположения об абсолютно гладких поверхностях. Причём, под контурным давлением здесь понимается отношение силы действующей на контактирующие тела, к контурной площади касания p=N/A.
Любое линейное движение руки гончара-обработчика промодулировано собственными биомеханическими частотами, связанными как с физиологической деятельностью обработчика (дыхание, сердечная деятельность, речь и пр.), так и с наличием внешних возмущений. Подобные элементы в процессе работы вносят характерные сигналы в структуру динамической системы объекта, образуя энергию составляющих вибро- акустического сигнала. Концентрируя внимание на различных сторонах системы движений, гончар-обработчик увеличивает соответствующую информацию. Определение пространственных отношений при этом связывается с различными системами отсчёта:
- жёстко связанными с окружающими объектами, в том числе и с подвижными;
- жёстко связанными с центром тяжести тела человека (при положении сидя или стоя) и отдельными звеньями его тела.
Процесс установления подобных взаимосвязей макро- и микродвижений гончара, при многолетних работах, приводит к формированию у него устойчивой пространственной структуры, взаимосвязи частей системы движений при соответствующей организации определённых потоков информации. Можно говорить, об устойчивой, адаптивной и, следовательно, прогнозируемой информационной структуре, образованной в течение длительного периода времени при работе с гончарными изделиями.
В зависимости от технологических особенностей обработки изделия, в процессе работы гончара-обработчика реализуются различные спектры вибрации, которые могут быть зафиксированы на поверхности в виде трековых следов (канавок, линий, дорожек и т.п.). Поэтому, в качестве подхода при исследованиях раннесредневековой керамики и учитывая её специфику (текстура, состав теста и др.) могут быть использованы промышленные способы обработки акустических сигналов (Грачёв, Мартынов, Абрамов, 2000, с. 84-85), позволяющие судить о биотехническом состоянии системы «обработчик-изделие». Особенно эффективным методом выделения полезных спектральных составляющих из вибро-акустических сигналов является метод, основанный на использовании так называемых авторегрессионых моделей, в частности построенных на осно- ве принципа максимальной энтропии (метод Бурга). В этом случае, метод максимальной энтропии позволяет получить устойчивую модель системы «обработчик-изделие». Эта модель используются для выделения низкочастотных колебаний наиболее инерционных (станок-изделие) и массивных частей объектов (обработчик), выявления наиболее информативных участков сигнала, где реализуется прерывистый процесс обработки поверхности изделия (выравнивание, резание, выдавливание и т.п.). Для их обработки функциональным алгоритмом достаточно, чтобы информация сохранялась в сигнале при его ограничении по спектру. Согласно теореме Котельникова, это позволяет квантовать сигнал и выделить отрезок времени, достаточный для необходимых вычислений. При совершенствовании технологии повышается объем и скорость вычислений, расширяется спектр решаемых задач. Т.е., характерным объектом исследований для керамики раннесредневекового периода будет являться место динамического контакта (трековой структуры следообразования) инструмента (или руки) с обрабатываемой поверхностью.
В 2002-2004 гг. в археологической лаборатории Педагогического института СГУ совместно с кафедрой «Приборостроение» Саратовского государственного технического университета на основании вышеописанных подходов были проведены палеофонографические исследования следующей керамики (из фондов Энгельсского краеведческого музея):
- Фрагмент глиняного котла (рис. 1а) с внутренним ушком размерами 115х95 мм, датируется VII-VIII вв. Найден в с. Смеловка Энгельсского района Саратовской области. Сборы О.В.Кочерженко (1980 г.), №
- Керамический сосуд (рис. 1б) Найден в окрестностях с. Красный Яр, берег Бобрового озера (переданы Ф.С.Хрубиловым в 1908 г. в СУАК). Датируется VIII-IX вв. — началом X в.
- Салтово-маяцкий сосуд (рис.1в) из раннебулгарского погребения. Рас- копки И.В.Синицына в 1961 году (Максимов, 1981, с.109).
В результате исследования перечисленной керамики получены как амплитудные, так и частотные изменения наиболее значимых гармонических составляющих вибро- акустического сигнала. Эти сигналы не зависят от амплитудных искажений (т.е., от размеров зерна отощителя) и погрешностей определения уровня шума и, следовательно, способны нести контекстную информацию о технологических особенностях обработки изделия и о физиологических параметрах гончара-обработчика. Так как на практике непрерывный режим работы с ручным инструментом (или руки) при обработке поверхности никогда не реализуется, то на поверхности можно наблюдать характерные групповые следы (трековые образования) кратковременного воздействия. Причём, увеличение длины треков и, соответственно, увеличение времени при кратковременных воздействиях вибрации, объясняется возрастанием дестабилизирующего влияния переходного процесса, возникающего при динамическом контакте инструмента (или руки) с обрабатываемой поверхностью, что создаёт возможность фиксировать низкочастотные флуктуации переходного процесса, связанные с фоновым воздействием, вызванным дыханием, сердечной деятельностью и прочими факторами, которые составляют отдельный предмет научного исследования палеомедицины, языкознания и других научных дисциплин.
Визуальное обследование фрагмента глиняного котла (рис. 1а), найденного в селе Смеловка с размерами 115х95 мм не выявил каких-либо трековых следообразований, которые позволили бы произвести палеофонографический анализ. Однако, при бинокулярном обследовании внутренней, слегка полированной поверхности ушка были выявлены многочисленные однонаправленные поперечные микроцарапины (отдельные, до 18 мм). Сканирование микротреков, их оцифровка, очистка, преобразование в звуковой файл – позволили выявить характерные особенности многодисперсного сигнала возвратно-поступательного характера и интерпретировать его происхождение от плохо очищенных (или загрязнённых песком) скрученных волокон (пеньковых?) верёвки, которая была продета через ушко котла и по всей вероятности, крепилась к крупному животному (лошадь, бык). Причём, по месту и площади притирки котёл (или иное подобное изделие) свисал с боку животного. Именно этим можно объяснить характер поперечных рисок и полировку внутренней части ушка. Кроме того, малые размеры и внутреннее конструктивное расположение ушка (которое не натирает) подтверждает вероятное предположение. Вероятно, в данном случае изделие предназначалось для постоянного ношения животным (возможно кормушка, ёмкость для воды или сбора навоза).
Керамический сосуд (рис. 1б), найденный в окрестностях с.Красный Яр (с берега Бобрового озера), находит аналогии в салтово-маяцких памятниках Среднего и Нижнего Подонья, среди материалов хазарского периода города Саркела. Сосуд датируется VIII-IX вв.- нач. X в. В тесте глины имеется примесь песка и органики; на стенках – линейное лощение. Просматриваются горизонтальные треки при выравнивании изделия. Доводка изделия была произведена укатыванием по плоской поверхности, о чём указывают фигурные пустоты смещённых зёрен отощителя и других внедрённых внешних загрязнений, геометрическая деформация изначальной симметричной формы. Палеофонографические исследования в основном были направлены на подтверждение изменения геометрической формы в процессе производства изделия – доводка сосуда производилась технологической укаткой на плоской поверхности. С большой долей вероятности, с учётом результатов вибро-акустических исследований, изделие создано женщиной.
Салтово-маяцкий сосуд (рис. 1в) из раннебулгарского погребения достаточно сложен для палеофонографических исследований, т.к. поверхность характеризуется отслаивающимся ангобом, что связано с нарушением последовательности технологических операций при обжиге. По ангобу нанесен декор в виде рельефных окружных и наклонных линий. Часть линий интерпретировалось палеофонографическим методом. На рис. 2 показана последовательность действий при расшифровке осциллограммы трека на поверхности керамического изделия. В левом углу – схематическое изображение стереофотограмметрического сканирования рельефа изделия. На рис. 2а и 2б представлены процедура идентификации осциллограммы и визуальное отображение трековой структуры. Выделяются две параллельных траектории 1, 2 на рис. 2б и область скачка 3, отображённая в центральной части осциллограммы. Ниже области 2 фиксируется низкочастотный сигнал, связанный по профилю вогнутой канавки. Выше области 1 – фиксируются высокочастотные сигналы. Расстояние между параллельными треками около 0,2 мм. Идентификация – следообразование образовано движением ногтя мизинца правой руки гончара-обработчика, счищающего случайный фрагмент зерна отощителя. На рис. 2в в правой части выделенная область 1 – смещенный в динамике крупный рельеф поверхности кожи согнутой подушки руки. По известным гистологическим данным уменьшение содержания трансэпидермальной воды, уменьшение толщины кожи, утолщение рогового слоя связано с возрастными изменениями после 30-40 лет. Возраст гончара подтверждается нижней частью осциллограммы, характеризующей упругость кожи – медленной величиной остаточных деформаций и временем окончательного возвращения поверхности кожи к первоначальной форме. В данном случае можно предполагать с большой долей вероятности, что изделие было изготовлено мужчиной в возрасте старше 30-40 лет.
В целом, проведённые исследования показали, что палеофонографические подходы позволяют, даже несмотря на небольшую выборку исследуемого материала, решать задачи, которые ранее были недоступны для трасологической интерпретации раннесредневековой керамики – определение возрастных характеристик, пола, конкретизация орудия следообразования гончара-обработчика; установление технических приёмов обработки гончарных изделий; решение некоторых задач антропометрического плана.
Резервы палеофонографических технологий кроются в их дальнейшей адаптации в область археологического знания, совершенствовании техники и методологии исследований.
Литература
Августинник А.И. К вопросу о методике исследования древней керамики. КСИИМК, 1956. Вып.64.
Балановский А.В., Сингатулин Р.А., Царёва Ю.А. О применении новых информационных технологий при анализе вибро-акустической информации с керамической посуды // Современные проблемы археологии. Киев, 2002.
Бобринский А.А. Гончарные круги Восточной Европы IX-XII вв.: Автореф. дис. … канд. ист. наук: 07.00.06. М., 1962.
Бобринский А.А. Гончарство Восточной Европы. Источники и методы изучения. М., 1978.
Галкин Л.Л. Рождение палеофонографии // Техника молодёжи, 2000. №12.
Генинг В.Г. Древняя керамика. Методы и программы исследования в археологии. Киев, 1992.
Грачёв Д.В., Мартынов В.В., Абрамов Д.А. Применение алгоритмов рекурсивной фильтрации для выделения полезных сигналов в задачах исследования динамики станков // Исследование станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей. Саратов, 2000.
Овчинников Э.В. Фонографiчний (палеофонографiчний) метод вивчення трипiльськоï керамíки
// Енциклопедiï трипольскоï цивiлiзацiï. Донецк, 2005.
Плетнева С.А. От кочевий к городам: Салтово-маяцкая культура. М., 1967.
Максимов Е.К. Находка раннебулгарского погребения в Саратове // Из истории ранних булгар. Казань, 1981.
Сингатулин Р.А. Палеофонографические исследования гончарной керамики с Увекского городища // Проблемы древней и средневековой истории Среднего Поволжья. Казань, 2002.
Сингатулин Р.А. Палеофонографические исследования сарматской керамики – первые результаты // Українский керамологічний журнал. Харків, №1. 2004.
Сингатулин Р.А. Палеофонография: проблемы новых технологий // Археологический вестник.
С-Пб, 2004. №11.
Цетлин Ю.Б. Основные направления и подходы к изучению технологии древней керамики за рубежом // Керамика как исторический источник. Куйбышев, 1990.
Mendel Kleiner, Paul Astrom. «The Brittle Sound of Ceramics — Can Vases Speak?» // Archaeology and Natural Science. Goteborg, 1993.
Richard Woodbridge. Acoustic Recordings from Antiquity // Proceedings of the IEEE. № 8. Vol. 57. 1969.
Археологическая лаборатория Педагогического института СГУ
Оглавление: Археологическое наследие Саратовского края. Вып. 7. 2006 год.
