Азбука физики Научные игрушки Простые опыты Этюды об ученых Читатели пишут Умные книжки Есть вопросик? Его величество... Музеи науки... Достижения... Загляни! На урок
"Нет стремления более естественного, чем стремление к знанию." - М.Монтень
ДЖЕЙМС УАТТ
"ПОБЕЖДАТЬ ПРИРОДУ"
Джемс Уатт, «отец паровой машины», никакого инженерного образования не имел, никакой паровой машины не изобретал, в молодости лишь слышал о существовании каких-то «огненных машин», паром серьезно не интересовался и до 28 лет ко всему этому делу не имел решительно никакого отношения. И в наши дни в одной из первых детских книжек английские мальчишки находят умилительно розовый рассказ о маленьком Джемсе, который задумчиво следил за струйкой пара, выходящего из носика чайника.
Такие легенды обязательны для великих людей. Трехлетний Декарт, увидевший бюст Эвклида, сказал: «А!», а Сережа Королев особенно любил сказку о «ковре-самолете». Кто его знает, может быть, Джемс действительно смотрел на чайник, но пар, выходящий из его носика, не мог натолкнуть юный мозг на идею использовать этот пар в некой машине хотя бы потому, что он давно был приручен в различных таких машинах.
Еще в 120 году до нашей эры александрийский ученый Герон описал свой «шар Эола», вращающийся под действием двух выходящих из него струй пара. В 1663 году маркиз Ворчестер сделал игрушку с «чудесным водяным двигателем», что позволяет англичанам спорить о приоритете в этом открытии. Спор весьма комичен, поскольку сами англичане выдали патент на паровой двигатель лишь 35 лет спустя и не маркизу вовсе, а капитану Томасу Севери, который сделал машину почти одновременно со своим соотечественником и тезкой — кузнецом Ньюкоменом. Машина кузнеца, как ни плоха была она, все-таки считалась совершеннее машины капитана и работала на шахтах и в рудниках. В свою очередь, французы не без основания приписывают честь этого изобретения своим соотечественникам Соломону де Ко и Дени Папену, а немцы отстаивают приоритет магдебургского бургомистра Герике. Все эти люди жили и работали задолго до того, как появился на белый свет Джемс Уатт и его легендарный чайник. Кстати, справедливости ради надо сказать, что весьма оригинальная и, очевидно, наиболее совершенная для своего времени машина Ивана Ивановича Ползунова тоже работала до того, как появилась машина Уатта, а проект русской машины был представлен Ползуновым начальнику Колывано-Воскресенских заводов до того, как Уатт вообще начал заниматься паровыми двигателями. Трагическая судьба Ползунова, умершего от скоротечной чахотки до первого пуска своей машины в возрасте 38 лет, так разительно непохожа на сложную, но в итоге столь благополучную судьбу англичанина, дожившего до глубокой старости.
Итак, Уатт паровой машины не изобретал. И назвать изобретателя ее непросто. Сама идея этого двигателя носилась в воздухе, рождая в разных странах разные модели. Мир ждал ее появления с часу на час. Нарождавшаяся промышленность топталась на месте, лишенная простого, дешевого, а главное — мощного двигателя, остро и срочно ей необходимого. Изобретение Уатта было не просто великим изобретением, оно было, быть может, самым желанным изобретением в истории человечества. «Великий гений Уатта, — писал К. Маркс,— обнаруживается в том, что патент, взятый им в апреле 1784 года, давая описание паровой машины, изображает ее не как изобретение лишь для особых целей, но как универсальный двигатель крупной промышленности».
Джемс Уатт родился в крохотном шотландском городишке Гриноке, ничем больше не прославившемся ни до этого события, ни после него. Его дед преподавал математику и мореходное искусство и пользовался уважением земляков, которые постоянно выбирали его то главным окружным судьей, то председателем церковного совета. Отец унаследовал отчасти образованность своего родителя но обладал еще и жилкой предпринимателя. Он и корабли строил, и сам был судовладельцем, и торговал, и держал склад якорей, канатов и прочей корабельной снасти, и подъемный кран построил, собирал мореходные инструменты, открыл мастерскую. В этой мастерской маленький Джемс сидел часами. После рыбалки, которой он отдавался со страстью, работа в мастерской была его самым любимым занятием.
Я говорил уже, что Уатт не получил инженерного образования. Строго говоря, он вообще никакого образования не получил. Хилый ребенок, постоянно страдающий головными болями, он занимался в начальной и в средней школе с большими перебоями и слыл среди однокашников довольно туповатым. Только когда ему было уже 13 лет, его безусловные математические способности вывели его в число первых школяров, к великому конфузу насмешников.
Живя в гостях у своего дяди — профессора древних языков университета в Глазго, он начал сам проводить разные опыты по химии и физике. Он вообще любил работать один, тихо, не торопясь обдумывать сделанное и вновь проверять мысли свои в опыте и даже досуг отдавал своей пытливой наблюдательности, которая позволяла ему, по свидетельству его друга и биографа профессора Робинсона, «уметь из всего сделать предмет нового серьезного изучения». Джемс избегал шумных игр и всяких спортивных турниров. «Он редко вставал рано,— вспоминает в своих мемуарах его тетка,— но в течение нескольких часов занятий успевал сделать больше, чем обыкновенные люди делают за несколько дней».
Вот таким он рос в крошечном шотландском городке и таким вырос: тихим, болезненным, начитанным, пытливым, очень наблюдательным, аккуратным человеком, который любил размышлять и мастерить. Он умел пользоваться многими инструментами, освоил даже литейное дело, очень много читал и знал, но определить свое будущее не мог.
Происхождение и образование не позволяли ему стать простым мастером, отсутствие навыков предпринимателя мешало заняться торговлей и организацией ремесла, весьма ограниченные доходы — войти в промышленность, скромность и болезненность — искать счастья в заморских землях. Он был универсал, которому трудно было найти работу. Он был изобретатель. Изобретатель и по складу характера, и по типу мышления, и по образу жизни; удивительно, он был изобретателем, еще ничего не изобретя.
Но ведь такой профессии не существовало. И в наши-то дни сколько копий поломано в спорах, есть ли вообще в природе такая профессия, не следует ли считать изобретательство некой склонностью натуры. (Замечу в скобках, что относительно людей, сочиняющих не машины, а музыку, например, подобные споры были оставлены еще до рождения Моцарта.) Джемс долго обдумывал будущую свою жизнь и решил искать себя в призвании оптика или инструментальщика, где-то рядом с «умной» и деликатной техникой. Научить его такому ремеслу не только в Гриноке, но и во всей Шотландии было некому, и 19-летний Джемс отправился в Лондон. Двенадцать дней верхом добирался он до столицы и поступил затем учеником в мастерскую, изготовлявшую различные навигационные инструменты. Он работал очень много и, по словам биографов, едва ли более двух раз ходил гулять по лондонским улицам за год своего ученичества.
Через год он возвращается в Глазго, где с трудом основывает механическую мастерскую, а затем назначается мастером-инструментальщиком при университете. «Все молодые люди в университете, — пишет Робинсон,— сколько-нибудь интересовавшиеся наукой, были знакомы с Уаттом; его комната скоро сделалась постоянным местом сборов, куда всякий шел со всевозможными вопросами и недоумениями далеко не механического только характера: языкознание, древности, все естественные науки, даже поэзия, литература и критика — все обсуждалось здесь с одинаковым интересом и горячностью». Уатт словно был заряжен в те годы неким гигантским умственным зарядом, для которого необходимо было отыскать достойную его цель.
И цель отыскалась. Все началось с того, что в 1764 году один из профессоров Глазговского университета поручил Уатту отремонтировать модель паровой машины Ньюкомена. Джемс приступил к делу без особого вдохновения. Но, возясь с моделью и встретив ряд трудностей, он по обыкновению задумался над их природой и вскоре понял, что виной всему вовсе не эта конкретная злосчастная модель, а сами принципы, на которых она была построена. Это уже интересно! Он начал работать. И вот однажды...
«Субботний день (1765 год) был чудесен, и я отправился на прогулку,— вспоминал потом Уатт.— Все мои мысли были сосредоточены на решении занимавшей меня проблемы. Подошел к дому пастуха, и в этот момент в голове у меня мелькнула мысль: поскольку пар является эластичным телом, он ринется в вакуум. Если между цилиндром и выхлопным устройством будет существовать соединение, то пар проникнет туда. Именно там его можно будет конденсировать, не охлаждая при этом цилиндра... Когда я дошел до Гольфхауза, в моей голове сложилось полное представление о том, что необходимо было сделать». Вот так шел человек и думал; люди смотрели на него: идет себе и идет, прогуливается — и не знали, что в эти вот секунды рождается бессмертие его имени и инструментальщик из Глазго превращается в гордость нации. Помните «Звездные часы человечества» Стефана Цвейга? Это были минуты этих самых часов.
Уатт построил модель, которую и сегодня можно увидеть в Лондонском научном музее. 200 лет назад (всего 200 лет!), 9 января 1769 года, он получил патент на «способы уменьшения потребления пара и вследствие этого — топлива в огневых машинах». А дальше жизнь его можно представить в виде двух неравных половин. Большую составляли периоды поисков средств для совершенствования паровой машины. Он искал компаньонов; а когда не находил их, вынужден был впрягаться — точнее не скажешь — в работу, к которой его сердце не лежало, которая была ему противна. «Ничего не может быть позорнее для человека, как браться не за свое дело,— в отчаянии пишет он, работая на строительстве спроектированного им канала.— ...Я до крайности апатичен, мои рабочие не исполняют своих обязанностей, клерки и приказчики надувают меня, я имею несчастье видеть и понимать это...
Я лучше бы согласился встретить лицом к лицу заряженную пушку, чем заключать торговые договоры и сводить счеты. Короче говоря, как только мне приходится делать что-нибудь с людьми, так я не на своем месте, для инженера совершенно достаточно одной природы, чтобы бороться с ней и видеть, как она на каждом шагу одолевает его».
Но были у него и счастливые дни. Компаньоны берут на себя всю ненавистную для него документацию, освобождают от вечного страха безденежья, и он работает: набрасывает эскиз пароходного винта, придумывает микрометр ', изобретает центробежный регулятор и механизм, названный «параллелограммом Уатта», которым он очень гордился. Но главное — все эти годы он совершенствует свою машину. В 1782 году Уатт получает патент на паровой двигатель с расширением, а спустя два года — на универсальный паровой двигатель.
Сначала медленно, затем все быстрее растет признание его детища. Машину покупают хозяева шахт, владельцы рудников, директора заводов. И снова тут сталкивается он с изнанкой своего труда — машина-идея оборачивается теперь машиной-чистоганом: никакие технические тонкости, оригинальные конструкторские решения не интересуют его покупателей, только прибыли. Они подозревают обман везде. Одному промышленнику даже показалось, что купленная им машина шумит меньше, чем та, которую приобрел его коллега, и он разволновался. По этому поводу Уатт замечает: «Невеждам шум внушает идею силы, а скромность в машине им так же мало понятна, как и в людях...»
Уатту деятельно помогает Метью Болтон, крупный промышленник, первым разгадавший гений Уатта, человек большой энергии и высоких человеческих качеств. На заводах Болтона строятся новые «огненные машины», новые идеи изобретателя проверяются в прекрасно оснащенных мастерских, где работают первоклассные мастера и рабочие едва ли не самой высокой в мире квалификации. Болтон был одним из тех, кому Англия обязана многолетним званием «мастерской мира». Компанию Болтона и Уатта наследуют затем их сыновья. Наступают долгожданные дни, когда изобретение начинает вознаграждать своего изобретателя. Его заслуги признаны, он член Королевского общества и зарубежных академий, он покупает поместья и может не думать теперь о завтрашнем куске хлеба. Он заглядывает в зеркало: седина. Молодость его пролетела вихрем. Вот уже выросли дети... Вряд ли он был счастлив в семейной жизни, хотя друзья его писали, что он был нежнейшим отцом Он похоронил жену, которую очень любил, когда ему было 37 лет. Женился во второй раз и быстро оказался под каблуком у новой хозяйки дома. Даже собаку приучила она вытирать лапы о бесчисленные половички и могла приказать слуге гасить свечи, когда в гостиной засиживались его друзья. Только в своей мастерской был он хозяином.
В конце жизни он много путешествует, часто наезжает в родные места, в Шотландию, ведет обширную переписку, помогает советами молодым изобретателям.
Его старость была одинокой. Из шести детей его пережил отца лишь один старший сын, умирали друзья, словно листья опадали с прежде такого зеленого и шумящего древа его жизни. Удивительно, но к старости здоровье его резко поправилось, он забыл о головных болях, голова была всегда свежей и ясной, а тело бодрым. Поэтому, когда однажды он почувствовал легкое недомогание, он понял, что наступил его час. Он встретил смерть спокойно, потому что знал, что долг его перед потомками исполнен.
