Семья Уаттов

В старой метрической книге пуританской кирки маленького еще в ту пору рыбачьего поселка Гринока в Шотландии сделана следующая запись:

Тот, кто вел метрические книги, вероятно, хорошо знал дела гринокского прихода, и о родителях маленького Джемса — Джемсе Уатте и его супруге Агнессе, урожденной Мюирхэд, у него нашлось бы что порассказать, тем более, что Уатты были людьми довольно видными и уважаемыми в приходе.

Всего только за два года до рождения Джеми глубоким стариком в 1734 году умер его дед Томас Уатт. Томаса Уатта все очень хорошо знали в Гриноке, но едва ли кто-нибудь помнил, как он попал сюда, на берега Клайда.

От бурной эпохи Великой английской революции ведет свое начало недлинная родословная Уаттов. Уатты пришли из северо-восточной Шотландии; говорили, что отец Томаса, т. е. прадед изобретателя, был крестьянином в графстве Эбердинском и в годы «великого мятежа» крепко стоял за «Национальный Ковенант», т. е. всенародный революционный союз, заключенный в Шотландии против королевского произвола и на защиту строгой и простой пуританской церкви против англиканства с его остатками католической пышной церковной иерархии. Когда одному из шотландских аристократов, перекинувшихся на сторону короля, маркизу Монтрозу, удалось в 1644 году поднять в пользу короля восстание отсталых воинственных шотландских горцев, то Уатт вместе с Другими ковенантерами бился против диких горцев и погиб в одной из стычек. После гибели отца маленького Томаса прихватили с собой оставшиеся в живых родственники, бежавшие в более спокойные места из «обезлюдевшего, безлошадного, безоружного и безденежного» Эбердинского графства.

Когда эбердинские беженцы очутились на западном берегу Шотландии в устье Клайда, в том самом месте, где берега его круто поворачивают на юг и образуют настоящий морской залив, там, где впоследствии вырос город Гринок, то их глазам представился десяток-другой рыбачьих домишек, крытых соломой и тростником, вытянувшихся в ряд вдоль песчаного морского берега, а за ними на зеленом склоне холма — помещичья усадьба владельца этих земель.

Это было местечко, бург Картсдайк или Краффордсдайк. Небольшой мол выдавался на несколько десятков шагов в залив — предмет гордости картсдайкцев и зависти обитателей соседнего рыбачьего местечка Гринока. Гриноку скоро суждено было перерасти своего соседа и в конце-концов совсем проглотить его: теперь Картсдайк давно уже влился в качестве одного из городских районов в торговый и промышленный город Гринок, строящий морские суда и машины, славящиеся на весь мир. Но это еще дело отдаленного будущего, а пока, благодаря своему молу, Картсдайк считался портом и до некоторой степени мореходным центром всей округи. Впрочем, мореходство было не очень обширное: правда, Картсдайк мог гордиться тем, что от его мола в 1697 году отвалил первый на Клайде корабль, ушедший в заокеанское плавание в Америку, но, вероятно, это было единственное судно, годное для дальнего океанского плавания.

По переписи 1700 года весь флот обоих местечек состоял из одного корабля и двух барок, а три других, более или менее крупных судна, принадлежали купцам из соседнего города Глазгоу. Но перепись, должно быть, не отметила многочисленных рыбачьих лодок, которыми был усеян весь залив, а ведь как-раз рыболовством, ловлей знаменитых шотландских сельдей, и кормилось население обоих местечек. Большое оживление наступало тогда, когда на местные ярмарки приезжали с северного берега Клайда горцы. Впрочем, гринокцам приходилось тут быть на чеку: никто не мог поручиться, что воинственным гостям не вздумается учинить какого-нибудь буйства или разбоя.

Лов сельди создал благосостояние Гринока и Картсдайка, но со временем к этому присоединились и более обширные морские предприятия. Ведь из среды рыболовов вербовались кадры отличных моряков.

В 1710 году гринокцы, наконец, получили разрешение и выстроили себе мол, а в 1719 году из нового порта ушел в Америку первый корабль. В двадцатых — тридцатых годах XVIII века и Гринок, и Картсдайк производил на современников впечатление бойких цветущих городков.

Объезжавший эти места в двадцатых годах XVIII века Даниэль Дефо, автор известного романа «Робинзон Крузо», записал в дневнике своего путешествия по Англии и Шотландии: «В устье реки Клайда расположено несколько деревень и рыбачьих местечек, которые ведут оживленную торговлю. Первым городком, достойным внимания, является Гринок. Он, по-видимому, не очень давнего происхождения и вырос за последние годы, так как тут хороший рейд для кораблей, идущих в Глазгоу и выходящих оттуда. Городок хорошо построен, и в нем много богатых купеческих семей. В нем имеется также замок, который господствует над рейдом. Это главное место в западной Шотландии для лова сельди, и глазгоуские купцы, занятые в этом деле, имеют свои суда для ловли рыбы и для последующей отправки ее на рынки за границу, а чтобы эти суда всегда были готовы к выходу в море, то они поручают заботу о них гринокцам, которые являются хорошими моряками, и превосходными лоцманами в этих трудных для плавания местах». Море и река связывали оба городка с внешним миром. По суше сюда можно было добраться только по плохим вьючным тропам через дикие и мало населенные холмы. Единственная проезжая дорога на запад была проложена так близко к морю, что сплошь и рядом во время высоких приливов ее заливало водой.

Вот в каких местах суждено было Томасу Уатту обосноваться и прожить свой долгий век; здесь же протекли детство и ранняя юность изобретателя.

«Профессор математики и учитель навигации» — так величает надгробная надпись Томаса Уатта. Титул «профессор», конечно, несколько преувеличен, но что Томас мог обучать гринокских моряков, как обращаться с навигационными приборами, — весьма вероятно, а что он был школьным учителем — это подтверждается документально.

В годы реакции после первой революции, когда вновь началось гонение на пуритан, Томаса за симпатии к Ковенанту чуть было не сместили за то, что «он вносит беспорядок и учительствует совершенно беззаконно», как было сказано в официальной бумаге. Это было в 1683 году. Но лет через пять, когда вместе с знаменитой «Декларацией прав» была провозглашена свобода веротерпимости, Томас пошел в гору. Правда, гора была невысока, и горизонт ее простирался немногим далее околицы Гринока и Картсдайка. За твердость ли своих пуританских убеждений или за умение сколотить — откуда и каким образом, трудно сказать — малую толику денег и купить на них два дома — один в Картсдайке, а другой в Гриноке, но только Томас Уатт стал в этих двух местечках лицом почетным и уважаемым и даже облеченным некоторой властью.

Местный помещик, сохранивший еще кое-какие феодальные привилегии, назначил его бэйлифом баронии — нечто вроде мирового судьи с некоторыми и административными полномочиями. Собрание прихожан выбрало его приходским старшиной, казначеем и секретарем. Все это были не просто почетные звания, но звания, связанные с определенными обязанностями и полномочиями. Пуританская церковь требовала строгой дисциплины от своих членов, врывалась в их жизнь, регламентируя весь их быт и поведение, и трудно было сказать, где кончались полицейские мероприятия для охраны общественной тишины, спокойствия и благонравия и начинались возвышенные заботы о загробной жизни верующих.

Как бы то ни было, у Томаса Уатта оказалось много самых разнообразных дел и обязанностей. В старых бумагах гринокского прихода сохранились следы этой его многообразной деятельности. Они дают несколько характерных черточек и той бытовой обстановки, в которой протечет детство и юность Джемса Уатта.

Отремонтировать церковь — дело Томаса Уатта, но он же должен проверить и правильность мер и весов, дабы жители не обвешивали и не обмеривали друг друга. Он строит мост, соединяющий оба местечка, но он же издает и постановление об оштрафовании владельцев «кур и прочей ручной птицы», нанесшей ущерб соседним огородам. Но главное его дело — блюсти за общественной нравственностью и заботиться о спасении душ прихожан. Тут Томас Уатт был, вероятно, неумолимо строг. Он издавал постановления против тех бездельников, которые, как сказано в распоряжении, «в пятницу или субботу вечером засиживаются в кабаке позже 9 часов вечера после того, как позвонят в церковный колокол, чтобы дать этим знак, что пора всем сидеть по домам». Он грозил суровой карой рыбакам, выходящим в море в воскресный день, и запрещал всякие развлечения, не освященные обычаем, вроде, например, представлений странствующего цирка. Недаром, когда Томас Уатт в возрасте семидесяти двух лет попросился в отставку, прихожане вынесли ему благодарность за ретивое исполнение своих обязанностей.

Но не одними только общественными делами занимался Томас Уатт. Неизвестно, где и как он вкусил плоды науки, но любил ее и немного даже занимался ею. В небогато обставленной комнате гринокского «профессора» на стене висели два портрета, писанные маслом: один — его земляка, шотландца Нэпира, открывшего логарифмы, другой — сэра Исаака Ньютона, многолетнего председателя «Королевского общества». Общество это объединяло ревнителей науки, той «новой науки», которая в противоположность старой, схоластической, направляла свои силы на изучение природы и основывала свои выводы не на отвлеченных рассуждениях, а на наблюдении и опыте, родоначальниками которой ее адепты считали Френсиса Бэкона и Галилея. Она пыталась разрешить практические задачи, которые ставила жизнь, новая экономика и техника, и интересы нового класса, буржуазии, выдвигающегося на первое место и только-что одержавшего в Англии в двух революциях XVII века свою крупную политическую победу. А вместе с этим классом эта новая наука в ту пору как-раз праздновала свои первые большие триумфы и завоевывала себе широкое признание.

В конце 1660 года в Лондоне кружок любителей этой «новой философии», уже с 1645 года собиравшийся с грэшемском колледже или в соседнем трактире «Под бычьей головой», складывается в «коллегию для преуспеяния физико-математической экспериментальной науки», а через год эта коллегия объявляется под высочайшим покровительством короля и получает королевскую хартию. Отсюда ведет начало знаменитое английское «Королевское общество». В 1665 году начнут выходить его «Научные сообщения», («Philosophical transactions»), на страницах которых авторы, члены Общества, будут печатать сообщения о своих замечательнейших открытиях в области естественных и точных наук.

Состав общества довольно пестрый, в него входит кое-кто из вельмож, которых нужно было привлечь, чтобы укрепить положение Общества. Некоторые из них действительно занимались наукой, а другие, может быть, делали только вид, что занимаются ею. Естественные науки теперь в моде, у самого короля имеется химическая лаборатория; считается признаком хорошего тона разговаривать в салонах о воздушном насосе, о телескопе, о луне, о чудесах, открываемых микроскопом. Это увлечение принимало иногда карикатурные формы, но оно имело под собой очень реальный экономический фундамент.

Наблюдение и опыт громко провозглашались основой научного исследования; гораздо меньше говорилось о другой, очень характерной черте научной работы, о тех практических задачах, разрешение которых служило стимулом для нее.

Вопросы, связанные с техникой мореплавания, столь нужной для расцветающей английской торговли, — проблемы механики, астрономии, оптики занимали очень видное место в научных работах. Много внимания уделялось также вопросам гидравлики, гидростатики, наконец, химии, — наук, связанных с промышленной техникой, в частности, с техникой горного дела и металлургии, т. е. тех отраслей промышленности, в которых рано стали выкристаллизовываться капиталистические предприятия.

Грубо практически ставит задачу один из основателей Общества лорд Броункер, исследующий сопротивление воды движению тел различной формы. Он имел специально выстроенный для этого бассейн, в котором пускал модели судов. Но ведь из тех же корней вырастет и научная система кэмбриджского профессора механики и математики, также члена Королевского общества, а потом и долголетнего его председателя Исаака Ньютона, объединившего в стройную систему всю совокупность математических и механических знаний эпохи в своих замечательных трудах.

Но так разнообразны запросы эпохи, так захватывающе интересны все вновь и вновь открывающиеся факты, что часто невозможно ученому остановиться в какой-нибудь одной области и глубже взрыть слегка только разрыхленную почву. И люди жадна бросаются из стороны в сторону, роняя блестящие мысли, не останавливаясь на глубокой разработке их, и пример тому — один из первых секретарей Общества, даровитый геометр и механик Роберт Гук.

На целый ряд открытий и изобретений в области прикладной оптики набрел Гук; часто уходил он в другие области знаний, высказывая не одну блестящую мысль, вроде, например, его взгляда на теплоту как на своего рода быстрое движение частей тела; он оставил нам свой знаменитый закон сопротивления тел усилиям, получивший такое большое прикладное значение, но не разработал глубоко ни одного из затронутых им вопросов.

А что сказать о Роберте Бойле — ирландском графе — химике, физике, физиологе и одном из основателей Общества…

Еще в ранней юности, во время путешествия по Европе он знакомится с сочинениями «великого звездочета Галилея» (он жил как-раз во Флоренции в год смерти итальянского ученого).

По возвращении в Англию Роберт Бойль в течение 10 лет увлекается химией, но стоит ему прочитать трактат иезуита Шотта, где впервые рассказано об удивительных опытах магдебургского ученого Отто фон Герике с атмосферным давлением, как интересы его получают новое направление: он совершенствует воздушный насос и в течение нескольких лет производит ряд замечательных опытов над упругостью, сжимаемостью и весом воздуха. В 1660 году выходят его «Новые физико-химические опыты относительно упругости воздуха и ее следствий, произведенные большей частью в новой пневматической машине», во втором издании которых, в приложении, изложен впервые его знаменитый закон о зависимости объема газов от давления. Одновременно с этим выходит его «Химик-скептик», книга, разрушающая схоластические представления о веществе, а затем в течение почти тридцати лет труды Общества наводняются его сообщениями по самым разнообразным вопросам: туг и атомистическая теория вещества, и новое учение о теплоте, как о быстром движении молекул, тут и законы равновесия жидкости и охлаждающие смеси, тут и исследования удельных весов и замечания об электричестве, магнитизме, и первый герметический термометр… Бойль многословен и не всегда глубок, но все же удивительно, как он мог, крайне болезненный и слабый, близорукий, с ужасной памятью, накопить такое огромное количество фактов, проделать эту огромную работу, горя страстным желанием «учиться только у природы», борьбой со схоластикой и веря в плодотворность опыта. Под старость он сильно сдал; он уже не может регулярно ездить ча заседания Общества, но продолжает внимательно следить за наукой. Все новинки ученой литературы ему присылают на дом, в особняк его сестры лэди Рэнлэй на улице Пэлл-Мэлл, где он живет безвыездно уже больше двадцати лет…

В одну из таких присылок — дело было в 1690 году — пришли несколько книг из Германии, в том числе только-что вышедший выпуск 1690 года издающихся в Лейпциге «Трудов ученых» («Acta eruditorum)».

С любопытством, низко нагнувшись над книгой, перелистывает Бойль страницы небольшого тома in quarto.

А… вот знакомое имя… «Новый способ получить малой ценой большую движущую силу», — читает Бойль заглавие небольшого мемуара. Дионисиус Папинус — имя автора. Очень знакомое имя не только Бойлю, но и всем членам Королевского общества. Все хорошо знают этого худощавого, нервного и очень талантливого француза, Дэни Папэна.

Хотя память у Бойля чрезвычайно слаба, но он все же может вспомнить, как лет пятнадцать тому назад к нему явился молодой француз, отрекомендовавшийся доктором медицины и членом Парижской академии наук. С первых же слов выяснилось, что Папэн интересуется теми же вопросами, которые занимали недавно и самого Бойля: давлением атмосферы, явлениями пустоты, способами получения безвоздушного пространства. Папэн прекрасно знал труды Торичелли, работы Герике, и сам много занимался усовершенствованием воздушного насоса. Если бы у Бойля память была получше, он вспомнил бы, что Папэн принес ему тогда показать свою только-что вышедшую работу, посвященную голландскому ученому Гюйгенсу, «Новые опыты над пустотой с описанием машин, служащих для производства ее».

Папэн поставил себе задачу найти какой-нибудь способ практически использовать в качестве движущей силы ту огромную силу, которую представляет собой давление атмосферы. Немецкий ученый Лейбниц подсказал ему, что наилучшим прибором для этого мог бы быть насос с поршнем, если бы под поршнем можно было получить безвоздушное пространство. Над этой то задачей и бился Папэн, поднимая поршень до верхнего края закрытого снизу цилиндра, закрепляя его там, выкачивая из под поршня воздух при помощи насоса. Затем Папэн освобождал поршень, который с силой вталкивался атмосферным давлением в цилиндр, поднимая груз, подвешенный к веревке, прикрепленной к нему и перекинутой через блок. Но это не было решением задачи, так как выкачивание воздуха требовало много времени и сил, а надо было получить пустоту мгновенно…

Бойль не спросил Папэна, почему он уехал из Парижа, но в разговоре выяснилось, что Папэн — гугенот, и это объяснило многое. Потертый камзол и изможденное лицо показывали, что молодой доктор сильно нуждался. Бойль не раз помогал нуждающимся ученым; он и сейчас предложил Папэну денег, но тот отказался их принять. Подходящих занятий сразу нельзя было найти для Папэна. Чтобы дать ему заработок, Бойль предложил ему для начала перевести один богословский трактат. (Сам Бойль наряду с наукой занимался много и богословием). Через некоторое время Бойль пригласил его к себе в ассистенты. Они вместе работали над опытами с воздушным насосом, но вместе с этим Папэн вел и свои работы.

Француз оказался человеком необычайно талантливым. 22 июня 1679 года он демонстрировал в Королевском обществе свой «развариватель», в котором воду можно было нагреть гораздо сильнее, нежели самый крутой кипяток. В этом «разваривателе» кости можно было превращать в студень. В нем очень быстро приготовлялась пища, а потому и экономилось много топлива. Развариватель представлял собой герметически закрытый чугунный котел с привинченной крышкой, с небольшим отверстием в ней, плотно закрывавшимся входившим в него стержнем, прижимаемым рычагом, на свободный конец которого был подвешен груз. Папэн знал, что в котле получается очень большое давление napą, и это приспособление — предохранительный клапан — должно было предупреждать взрыв котла. Для Папэна важно было прежде всего использовать высокую температуру воды, о каком-нибудь практическом использовании давления пара он пока еще не думал. Он довольно долго испытывал мытарства со своим разваривателем, но никаких выгод от этого изобретения не получил. Прибор, однако, был очень интересный. Раз как-то члены Королевского общества устроили даже ужин, все кушания для которого были приготовлены в этом папэновом котле. Но это было уже позже, когда Папэн уехал в Венецию, где ему предложили выгодную работу. Он не остался в Лондоне, несмотря на то, что его выбрали даже в члены Королевского общества. Впрочем, он через три года снова вернулся в Англию совсем нищим. Его назначили куратором Общества, с жалованием в 30 фунтов стерлингов в год. Он должен был демонстрировать опыты на заседаниях. Как можно было прожить на эти деньги в Лондоне семейному человеку?! Понятно, что его легко мог переманить к себе в Германию ландграф Гессенский. Ведь у Папэна было большое научное имя, а ландграф увлекался всякими техническими новшествами. Папэн несколько лет пробыл в Германии, к этому времени и относятся его попытки построить первый прибор с применением пара для получения безвоздушного пространства под поршнем. Описание этого прибора дано Папэном в лейпцигских «Трудах ученых» за 1690 год.

Посмотрим, что он пишет в своей статье…

«В машине для нового применения пороха, — начал читать Бойль, — которую я описал в «Трудах» в сентябре 1688 года, первым условием было, чтобы порох, взрываемый на дне цилиндра, заполнял пламенем все пространство так, чтобы воздух был совершенно вытеснен оттуда и в цилиндре образовалась бы совершенная пустота под поршнем. Но там же было указано, что, несмотря на все предосторожности, в цилиндре оставалось еще около одной пятой части всего воздуха, а вследствие этого, вместо того чтобы поднимать триста фунтов, можно было поднять только сто пятьдесят фунтов»…

Да, — вспомнил Бойль, — действительно, Папэн рассказывал, что они вместе с Гюйгенсом еще в Париже пытались получить пустоту под поршнем, взрывая под ним порох.

По этому принципу они думали построить машину для подъема воды в резервуары, которые должны были питать фонтаны невиданной до того времени мощности в новой королевской резиденции в Версале. Этой мыслью заинтересовались во французских придворных кругах. Идея принадлежала Гюйгенсу, но она оказалась неудачной.

Уже при первых опытах с моделью, силой взрыва поршень вырвало совсем из цилиндра, несмотря на задвижку, которая должна была его удерживать у края цилиндра. Папэн потом уже самостоятельно усовершенствовал прибор, сделав в поршне клапан, через который выходил избыток пороховых газов, но, как видно, и с этим усовершенствованием прибор действовал неудовлетворительно.

…«Поэтому, — читал Бойль дальше, — я попытался другим путем достичь той же самой цели: так как вода имеет то свойство, что небольшое ее количество, обращенное в пар силой жара, имеет такую же упругую силу, что и воздух, когда же пар подвергается действию холода, то снова обращается в воду, так что не остается никакого следа этой упругой силы, поэтому я пришел к мысли, что можно построить машину, в которой при помощи не очень сильного жара и с небольшими усилиями можно произвести эту совершенную пустоту, какой не удалось добиться при помощи пороха.

В закрытую с одного конца трубу AA наливается небольшое количество воды слоем в 3–4 линии. Когда поршень вставлен, то он опускается донизу, пока через отверстие L не выступит вода; тогда это отверстие закрывается стержнем М, затем надевается крышка II и под трубой АА помещается небольшой огонь, от которого труба АА быстро нагревается, так как она сделана из тонкого металла, и находящаяся в нем вода, превратившись в пар, оказывает столь сильное давление, что преодолевает давление атмосферы и поднимает поршень ВВ, пока углубление Н не покажется над II и в него с легким стуком не вдвинется пружиной О стержень Е. Тогда огонь отнимается, и скоро пар в тонкостенной трубе снова превращается в воду, а все пространство в трубе остается совершенно лишенным воздуха. Если затем стержень Е вывести из углубления II, дать стержню DD опуститься, то поршень ВВ вдавливается вниз силой всего веса атмосферы и производит желаемое движение, сила которого пропорциональна диаметру трубы. Не может быть никаких сомнений, что весь вес атмосферы оказывает свое действие в таких трубах, так как я путем опыта установил, что поршень, поднятый до верха трубы силой жара, вскоре снова опустится до дна, и так несколько раз, так что не может быть никаких подозрений о наличии давления воздуха и снизу.

Цилиндр Папэна.

Моя труба имела диаметр не больше 2½ дюймов и все же поднимала 60 фунтов, а сама труба не весила и 5 унций. Я поэтому вполне уверен, что при весе трубы всего лишь 40 фунтов, если бы только можно было сделать такие трубы, при каждом ходе поршня она будет в состоянии поднимать по 2000 фунтов на высоту 2 футов. Кроме того, я убедился, что достаточно одной минуты времени, чтобы на умеренном огне поднять поршень до верхнего края.

Отсюда ясно, какие большие движущие силы могут быть получены при помощи такого чрезвычайно простого прибора и притом с очень небольшими расходами. Топку можно сделать из тонкого железа так, чтобы ее легко можно было передвигать от одной трубы к другой, и один и тот же огонь мог бы непрерывно самым действительным образом подготовлять пустоту по очереди в каждой трубе.

Каким образом эта сила может быть применена к подъему воды или руды из шахт, или для стрельбы чугунными ядрами на большое расстояние, или для продвижения судов против ветра и для множества других подобных целей — об этом было бы слишком долго здесь распространяться. Сообразно с каждым данным случаем нужно выбрать устройство машины, наиболее подходящее для данной цели. Здесь я только отмечу, какие преимущества имеет применение этой силы для движения судов по морю вместо силы обыкновенных гребцов.

Во-первых, вес гребцов нагружает корабль и замедляет его ход; во-вторых, они требуют много места и этим представляют большое неудобство для корабля; в-третьих, не всегда возможно найти нужное количество людей; в-четвертых, гребцов нужно все время снабжать пищей, работают ли они на море или отдыхают в гавани, а это очень увеличивает расходы.

Мои же трубы, имея, как уже было замечено, очень небольшой вес, не перегружали бы корабля, они заняли бы мало места, их можно было бы изготовить в достаточном количестве, если только построить и оборудовать специальную мануфактуру для этого. Наконец, топливо тратилось бы только во время их действия, а в гавани они не требовали бы никаких расходов».

Вместо весел Папэн предлагал применить колеса с лопастями, какие он видел в Лондоне на судне, приводимом в движение лошадьми. Это судно обогнало королевскую яхту с шестнадцатью гребцами.

«Такие весла, расположенные кругом на оси, можно было бы легко вращать при помощи моих труб, снабдив стержни поршня зубцами, которые входили бы в зубчатые колеса, укрепленные на оси гребных колес. Нужно было бы только поставить около одной оси три или четыре трубы, и тогда движение ее можно было бы сделать непрерывным, по очереди поднимая эти поршни)».

Для беспрепятственного обратного движения (подъема поршней) Папэн предлагал снабдить шестерни на осях холостым ходом при обратном вращении. «Главная трудность заключается в том, чтобы устроить такой завод, где легко можно было бы сделать эти большие трубы, — заканчивал Папэн свое сообщение, — но сильным побуждением к этому является та огромная выгода, с которой могут быть применены эти большие трубы для различных очень важных целей».

Устройство и действие машины Бойль понял сразу, но он не обратил большого внимания на последнее замечание Папэна, на его мысль об универсальном применении его двигателя и на его ясное понимание важности значения производственной техники для осуществления его замыслов. Но фразы о дармоедах-гребцах Бойль перечитал еще раз. «Вот это может понравиться нашим директорам из Ост-Индской компании», — подумал он (он сам был одним из ее директоров).

Паровая машина была еще в зародыше, но уже сейчас предопределялась та общественная роль, которую она должна была играть и интересам какого общественного класса она должна была служить.

Идея применения силы атмосферного давления и давления пара в качестве двигательной силы носилась в воздухе.

Француз Папэн, работавший в Германии, в своих попытках не был одинок. Бойлю, например, стоило бы только протянуть руку, чтобы достать с полки странную по содержанию, вышедшую в 1663 году книгу своего соотечественника маркиза Уорчестера: «Сотня названий и набросков изобретений, мною испробованных и усовершенствованных», в которой автор ее среди массы совершенно фантастических проектов говорит, как об одном из своих изобретений, что «сосуд, наполненный водой, разреженной при помощи огня, поднимает вверх 40 таких же сосудов холодной воды».

Бойль, может быть, не знал о другом англичанине, Сэмюеле Морланде, работавшем во Франции при дворе Людовика XIV на постройке водопроводов, и в своей записке «О подъеме воды при помощи различных машин», поданной королю в 1683 году, высказавшем мысль, что «пар, управляемый законами науки, будет нести свою работу, подобно хорошим лошадям, к великой пользе людей, особенно в деле подъема воды».

Морланд не дал описания своей паровой водоподъемной машины, но составил таблицы мощности ее, довольно верно подсчитавши при этом объем пара, получаемого из данного объема воды.

О применении пара, таким образом, думали и в Германии, и в Англии, и во Франции.

«Паровая машина была первым, действительно, интернациональным открытием» ( Энгельс «Диалектика природы»).

Из шестерых детей Томаса Уатта в живых осталось только двое: Джон, родившийся в 1687 году, и Джемс, отец изобретателя, родившийся в 1699 году.

«Профессор» математики обучил старшего сына Джона своей специальности и, должно быть, неплохо: когда Джон, посидевши некоторое время клерком в Картсдайкском городском совете, — дело, вероятно, не обошлось без отцовской протекции — переселился в Глазгоу и занялся там геодезией, составлением планов и карт, то приобрел там большую практику.

Джемс Уатт — изобретатель — не помнил своего дяди Джона, умершего, когда ему минуло всего только год. Но дядина работа и репутация пригодились ему в жизни. После Джона осталась, превосходно сделанная им карта реки и залива Клайда, работа очень важная для развивающегося глазгоуского судоходства, фарватер которого был труден для плавания, изобиловал мелями и перекатами. Карта была Изготовлена в 1734 году и пролежала неизданной 25 лет, пока о ней не вспомнил в одну из трудных минут племянник Джона, изобретатель. Сделав кое-какие исправления и добавления к ней, он издал ее в 1759 году, что принесло ему некоторый доход, правда, небольшой (карта была издана в количестве 4500 экз. и продавалась по 2 шиллинга 6 пенсов).

Если говорить о чертах сходства среди членов одной семьи, то по складу своего ума и интересов изобретатель паровой машины Джемс Уатт больше, пожалуй, напоминал не своего отца Джемса, а именно дядю, Джона Уатта, человека, может быть, менее практического, нежели его брат Джемс, но гораздо более образованного, хорошо знающего и любящего свое дело, требующее довольно значительной теоретической подготовки и большой тщательности в работе, человека, не лишенного и известной ученой жилки.

Джемс Уатт — отец изобретателя.

Брат Джона, Джемс Уатт, пошел по иной дороге. Отец и ему сумел передать кое-какие знания по математике и навигации, вернее, сведения об устройстве и применении навигационных инструментов. Юность свою Джемс проработал учеником у корабельного мастера в Краффордсдайке и не только выучился хорошо владеть топором, пилой и рубанком, но достиг и тонкости морского судостроения. Он брался и за столярную работу, знал немного и слесарное ремесло. Научился он также владеть циркулем и линейкой и умел составить чертеж. Одним словом, Джемс Уатт вышел мастером на все руки, а к тому же ловким, коммерческой складки человеком. Джемс Уатт назван в документах «строителем» (wright). «Строитель», как его понимали в XVII–XVIII веках, — это и мастер-ремесленник, владеющий техникой ручного труда, и конструктор. Это прообраз будущего инженера. У него нет очень строго очерченной специальности. Таким, собственно, и был Джемс. Когда соседнему помещику вздумалось перестроить дом в усадьбе, то он обратился к Джемсу Уатту; когда гринокцы решили выстроить новое здание для городского совета, то и это дело было поручено и с успехом выполнено Джемсом. Ему же поручили спроектировать и построить первый подъемный кран для погрузки и выгрузки судов, воздвигнутый на гринокском молу. И с этим делом справился Джемс. Если нужно было починить хорошую мебель, то несли ее также к Джемсу; к нему же несли на проверку и ремонт компасы и астролябии и всякий другой навигационный инструмент. Годам к тридцати Джемс Уатт перебрался в Гринок, начавший к этому времени расти и забивать своего соседа, и пустился в коммерцию и судостроение. Он купил там себе дом с большим участком, выходящим прямо на побережье, и устроил тут склад и мастерскую. Судостроение, конечно, было очень скромное, и не трехпалубные фрегаты, а всего только простые рыбачьи лодки или, в лучшем случае, какой-нибудь баркас покрупнее строил у себя Уатт. Главным делом был ремонт судов, а затем поставка всякой корабельной снасти: канатов, блоков, якорей, цепей, а также навигационного инструмента. Все, что нужно было для снаряжения корабля, можно было купить, заказать или отремонтировать у Уатта.

Дело было довольно прибыльным, и, если Джемс и не мог считать себя богачом, то все же известной зажиточности и обеспеченности он достиг; среди сограждан он пользовался уважением, заседал членом городского совета, был городским казначеем, а одно время даже занимал должность бэйлифа. Так, вероятно, и прожил бы в достатке Джемс Уатт всю свою жизнь, если, бы не пустился в рискованные заморские предприятия, если бы не стал на свой страх и риск, один или на паях с с другими, снаряжать в Америку корабли с товарами.

Джемса Уатта захватил тот расцвет заморской торговли города Глазгоу и всего района Клайд, который наблюдается в середине XVIII века. Торговля с Америкой, действительно, принесла богатство городу и очень оживила все побережье, но нередко для oтдельных предпринимателей дело кончалось разорением, особенно для тех мелких арматоров, каким был Джемс Уатт. Не совсем ясно, на чем потерпел Джемс крушение; может быть, он просто ошибся в выгодности предприятия — биографы говорят о довольно длительном плохом состоянии его дел — но несомненно, что тяжелым и непоправимым ударом для Джемса явилась гибель у берегов Америки корабля с ценным грузом, в который Джемс Уатт вложил большую часть своих денег. Но это произошло уже значительно позже, в пятидесятых годах.

Джемс Уатт женился в 1729 году и взял себе в жены дворянку. Мать изобретателя, Агнесса Мюирхэд, вела свою родословную с незапамятных времен. Она вышла из старинного шотландского рода. Мюирхэды были «вольными людьми» еще во времена первых шотландских королей, были воинственны и верны короне и за свои подвиги попали даже в шотландские баллады, записанные Вальтером Скоттом. Но в чертах широкого, спокойного, несколько полного лица Агнессы трудно было прочитать цветистую и подчас бурную историю ее рода и сказать, что в жилах ее течет кровь воинственных горцев.

Агнесса Уатт (урожденная Мюирхэд) — мать изобретателя.

Слащаво сентиментальные «воспоминания» об Агнессе Мюирхэд и характеристики ее биографами Уатта, именно как матери великого человека и в силу этого обязательно одаренной всякими добродетелями, вызывают невольные подозрения в том, что они вуалируют действительные черты ее духовного облика, но все же, когда друзья вспоминали об Агнессе, как о «хорошей, очень хорошей женщине, каких теперь не найти», и восхваляли ее домовитость, здравый ум и прекрасный характер, то в этих дружеских похвалах вероятно, имелась большая доля истины. Добродетелями жены и матери Агнесса, несомненно, обладала. Возилась с детьми, создавала домашний уют и простоватому домашнему обиходу гринокского «строителя» сумела придать несколько барский оттенок.

Агнесса могла внести в семью известную культурную струю. Мюирхэды в прошлом были не только хорошими рубаками, но дали Шотландии ученых богословов и государственных деятелей — дипломатов. Мюирхэды были связаны с глазгоуским университетом. Джорж Мюирхэд, брат Агнессы, был там профессором восточных, а потом классических языков Благодаря ему, как мы увидим дальше, юному Джемсу Уатту удалось проникнуть в университетские круги Глазгоу.

Таковы были предки и родители изобретателя.

О детстве и ранней юности Джемса Уатта сохранилось немного данных. Сам Джемс Уатт не оставил нам ни одной строки воспоминаний. Не разысканы и, наверное, не сохранились его школьные тетради и записи, нет его детских писем и писем близких ему людей, говорящих о нем.

Да и кто мог особенно заинтересоваться детством и юностью Джемса до тех пор, пока, много лет спустя, не стало все больше и больше выступать значение его великого изобретения, а вместе с этим не пришла и слава, и громкое имя. Тогда, чтобы заполнить пробелы, всплыли семейные предания и воспоминания друзей детства, где действительные факты переплелись с сентиментальным анекдотом, подхваченным и разработанным затем первыми биографами Уатта.

Гениального изобретателя стали изображать и гениальным, необыкновенным ребенком. Если верить этим рассказам, то уже шести лет мальчик занимался для развлечения решением геометрических задач, вызывая изумление посетителей уаттовского дома и вполне законную гордость родителей; четырнадцати лет он уже глубокомысленно задумывался над свойствами пара и его конденсацией, то закрывая, то открывая крышку кипящего чайника и держа над струей пара серебряную ложку, на которой осаждались капли воды. Вот прелюдия великого изобретения! — восклицает по этому поводу один из биографов.

А как богата фантазия Джеми, как он хорошо умеет рассказывать и сочинять! Когда его привезли как-то в Глазгоу погостить к родным, то он целыми вечерами занимал всех рассказами собственного сочинения, то страшными, то забавными, и так всех разволновал, что потом тетка целые ночи напролет страдала бессонницей.

Таким представлялся мальчик Джеми в воспоминаниях его двоюродной сестры и подруги детства Марион Кэмбэл, урожденной Мюирхэд. Эти воспоминания — единственный письменный источник; об этом периоде его жизни Марион многое могла порассказать, беда только в том, что она диктовала свои воспоминания полстолетие спустя после описываемых событий, в 1793 году, когда слава засияла над ее знаменитым кузеном, а память на восьмом десятке жизни немного стала изменять Марион. Но биографы Уатта слепо пошли по следам Марион Кэмбэл, и глубокомысленные размышления над кипящим чайником вошли в железный инвентарь фактов его жизнеописания, и факты стали освещаться отраженным светом последующих событий.

Уатты до рождения Джеми уже потеряли троих детей. По одной их семье видно, как ужасающа была, даже в сравнительно обеспеченных слоях, детская смертность: у Уаттов в течение трех поколений две трети детей умерло в младенческом возрасте.

Джеми оказался ребенком слабым и болезненным. Сильнейшие мигрени начались с самого раннего детства и мучили его всю жизнь. Вполне естественно, что родители очень бережно относились к нему, няньчились и баловали его. Мать долго держала его при себе; она сама выучила его читать, а письму и четырем действиям арифметики обучил отец. Хилый Джеми не любил подвижных шумных игр, да, вероятно, и сверстники неохотно принимали слабого партнера. В раннем детстве Джеми любил рисовать — этому его тоже обучила мать.

Если порядки в гринокской начальной школе были такими же, как установленные школьным регламентом для шотландских школ еще в середине XVII века, то у чадолюбивой Агнессы имелись все основания возможно дольше не отдавать своего Джеми в школу, дабы не переутомить его. Зимой, с октября по февраль, дети должны были быть — в школе с восхода до заката солнца, а в остальное время года — с семи часов утра до шести часов вечера, а кто изучал латынь, тот должен был приходить раньше. Было два перерыва по часу на завтрак и обед, да еще самым маленьким ученикам зимой давался отдых три раза в неделю по часу, а в остальное время года по два часа. Одним словом, дети оставались в школе целый день.

Исследователи истории народного образования в Шотландии отмечают и распространенность школ в стране, и высокий уровень народного образования. Вдохновители и основатели шотландского пуританства очень хорошо понимали, каким мощным орудием воздействия на массы является школа.

Тот широкий план народного образования, который нарисовал основатель шотландского пуританства Нокс, план повсеместного открытия и содержания школ за счет конфискованных у католической церкви земель, не был целиком приведен в исполнение. Однако, предписание Нокса, что «ни один родитель, какого бы состояния или сословия он ни был, не распоряжался бы своими детьми по собственной своей воле, особенно в их юные годы, но все должны быть принуждаемы к воспитанию своих детей в учении и добродетели», было в значительной мере проведено в жизнь. Приходскую школу можно было найти в самых глухих уголках Шотландии, а там, где ее не было, существовала какая-нибудь частная школа, а где и этого не было, там родители совместно нанимали учителя. Школьные учителя были люди с университетским образованием. Правда, в середине XVIII века указывали, что народное образование падает, потому что падает уровень учителей, ибо трудно найти образованного человека на нищенское жалованье в 16 фунтов стерлингов в год: сумма эта была гораздо ниже среднего заработка поденщика-. Но все же и тогда большинство учителей могло еще научить и латинскому языку, и греческому, и арифметике, и теоретической и прикладной математике, а кое-кто знал и новые языки и обладал сведениями по физике и химии.

Между высшей и низшей школой не было непреодолимой грани, и из приходской школы тринадцати-четырнадцатилетние мальчики часто шли прямо в университет. Правда, это несколько снижало уровень первого университетского курса, но все же профессора, вроде Адама Смита, преподавали свой предмет вполне научно.

Наряду с приходскими школами были и частные. Церковь косилась на них, но они пользовались популярностью среди населения и едва ли уровень их был ниже приходских: обучали грамоте, математике, немного естествознанию и географии. В такую частную школу, «коммерческую школу» некоего мистера Мак-Адама, и отдали Джеми Уатта.

Школу Джеми посещал очень неаккуратно — часто хворал, но необходимый и обязательный «куррикулум» все же прошел. Его отдали потом в «грамматическую» школу. Грамматическая школа считалась средней школой и выше приходской. Но, пожалуй, программа ее была более односторонней. В центре учения стояла «грамматика», т. е. изучение классических языков: латинского, а потом греческого. Латынь изучали в течение пяти лет, читали прозаиков и поэтов и даже писали стихи на латинском языке. Но помимо латыни в программу были введены и такие предметы, как математика, география, история.

Учеба далась нелегко Джемсу. Память плохо брала твердыни грамматики классических языков, и мистер Арроль — старший учитель и руководитель школы — никак не мог внушить Джеми любовь к ним. Но на латынь все же напирали так сильно, что она на всю жизнь крепко застревала в мозгу даже у человека, так не любившего ее, как Уатт. И у него впоследствии нет-нет да и мелькнет в переписке латинское выражение.

Гораздо лучше пошло дело у Джеми, когда он перешел в старшие классы, где в числе предметов преподавали математику. Мистер Марр, «математик» в Гриноке, не мог нахвалиться Джемсом, который оказался по математике лучшим учеником в классе.

С педагогами у Джеми недоразумений не возникало, и на какие-нибудь притеснения с их стороны или экзекуции он пожаловаться не мог, но зато от товарищей ему пришлось натерпеться много горя.

Тихоню, избалованного маменькиного сынка, вялого и слабосильного Джеми, к тому же не очень сообразительного, застенчивого и потому часто не бойко отвечающего на уроках, дразнил и задевал всякий, кому только было не лень. Престиж его среди товарищей несколько поднялся только в старших классах благодаря той же математике.

В общем, школа кое-что дала Уатту, но гораздо больше приобрел он вне ее стен.

Он много читал. Пуританское богословие и пуританский роман, вроде «Странствований паломника» Буниана, занимали видное место на книжной полке отца Джеми, и тут же можно было найти и книги по естественным наукам. Они-то вместе с шотландскими балладами и привлекли Джеми. К пятнадцати годам он успел уже дважды внимательно прочитать увесистые тома «Элементов естественной философии» Гравезанда, по тому времени один из лучших общих трактатов по физике.

Дома были приобретены и первые технические навыки, так как тут же рядом на дворе находилась мастерская, заваленная всякой корабельной снастью, подвергавшейся ремонту, всякими навигационными приборами и инструментами.

В раннем детстве Джеми подарили несколько столярных инструментов, а затем в мастерской для него был поставлен маленький верстак и тиски. Уатт уже в старости вспоминал, с каким удовольствием и пользой для себя работал он тогда в мастерской. Вряд ли кто-нибудь систематически учил его мастерству. Сначала он делал только маленькие модели и игрушки для себя, но потом, повидимому, так усовершенствовался в слесарном ремесле, что ему разрешалось иногда приложить свою руку и к починке настоящего прибора. К ручному труду, слесарному и столярному делу, у него были несомненные способности. «У Джеми золотые руки», говорили про него; он работал тщательно и терпеливо. Тонкая и точная работа была его призванием, по крайней мере так считал он сам, так думал и отец, когда пришло время выбирать профессию для юноши. Тем более этот вопрос назрел; Джеми было уже семнадцать лет, и ни к чему специально он еще не начал подготавливаться.

Если его пустить по отцовской дороге… Но не очень то, повидимому, рассчитывал Уатт-отец на коммерческие способности сына: слишком уж он был вял и нерешителен, да и собственные дела старого Уатта к тому времени сильно пошатнулись; казалось рискованным поручить Джеми торговлю корабельной снастью и колониальными товарами. К тому же и у него самого душа к этому делу совершенно не лежала. Джемс хочет быть мастером точной механики, он хочет научиться делать математические инструменты. Выбор с практической точки зрения был вовсе не плох: хороших мастеров этого дела не было во всей округе.

Но все же выбрать профессию мастера математических инструментов — это было довольно таки заурядно и непритязательно. Звезд с неба Джеми хватать не собирался, и тщеславия у него было мало, не очень широк был и его горизонт; у него не было горячего воображения и большой инициативы. В конце-концов профессия была подсказана всей обстановкой; он хотел взять то, что лежало тут же подле, без всяких поисков, усилий, не стремясь выйти за пределы отцовской работы, всего того, что он видел дома.

Может быть, не следует преувеличивать природную пытливость ума, любознательность, многосторонность интересов, которые навязывают юноше Уатту его биографы. По их словам, он интересуется всем: и ботаникой, и геологией, и астрономией, и анатомией (раз даже, говорят, притащил домой голову ребенка, умершего от какой-то странной болезни, чтобы ее проанатомировать). Но ведь все эти увлечения и занятия не захватывают его настолько глубоко, чтобы исследование, проникновение в тайны природы он поставил себе жизненной задачей. Едва ли семнадцатилетний Уатт мог сказать про себя, что наука — его призвание. Вопрос о научной карьере даже не подымался, и нет и речи о поступлении Джеми в университет, а между тем университетский мир не был чужд Уаттам и сам Джеми не раз гостил подолгу в Глазгоу у своего дяди — университетского профессора. Правда, Уатт впоследствии говорил, что не избрал себе медицинской карьеры потому, что не мог выносить крови и чужих страданий. Но ведь можно было заняться и многим другим помимо медицины.

Может быть, тогда, в юные годы, занятие наукой представлялось ему недостижимой роскошью: надо было искать заработка, становиться возможно скорее на ноги. Около этого же времени, когда Джеми было семнадцать лет, он потерял мать. Он видел от нее много ласки, тепла и заботы, горячо ее любил и был привязан к ней. С ее смертью легче было покинуть родительский дом.

Расставаться с отцом было легче, хотя Джеми любил отца и на всю жизнь сохранил с ним самые теплые, близкие отношения; в серьезные минуты всегда спрашивал его советов, делился своими горями и радостями. Отец, по мере сил, помогал Джеми на первых порах его самостоятельной жизни; правда, помощь эта была очень невелика: дела Уатта были в полном расстройстве, но старый Джемс Уатт все же дожил до первых больших успехов сына: он умер в 1782 году.

Итак, было решено, что Джемс начнет изучать ремесло мастера математических инструментов и поедет для этого в Глазгоу.

Сборы были недолги и невелики. Сохранился составленный им список взятых вещей. В свою дорожную сумку Джеми уложил несколько столярных и слесарных инструментов, сделанный им квадрант, несколько пар шелковых чулок, несколько сорочек со складками, парадный бархатный жилет, простой рабочий жилет, кожаный фартук.

В Глазгоу он остановился у своих родственников Мюирхэдов и прожил у них почти целый год — с июня 1754 года по июнь 1755 года.

Парадный бархатный жилет ему пришлось одевать довольно часто, у Мюирхэдов нередко собирались университетские профессора. Многие из них знали Джеми еще мальчиком; любознательный и скромный юноша пришелся по вкусу респектабельной профессорской среде. Кое с кем из молодых профессоров у Джеми завязалась настоящая дружба. Он окончательно завоевал симпатии молодого доцента естественных наук Дика, после того как очень удачно помог ему починить и собрать несколько физических приборов для кабинета естественных наук. Дику, вероятно, бросились в глаза незаурядные способности юноши, и он заинтересовался его дальнейшим развитием. А на это давно уже пора было обратить внимание. В Глазгоу не у кого было учиться тому, ради чего сюда приехал Джемс, — ремеслу точного механика. Единственный в городе «оптик», к которому Уатт поступил в учение, об этом деле не имел никакого представления: он мог починить очки, флейту, какой-нибудь другой музыкальный инструмент, но не больше. Конечно, никакого толка из учения у такого оптика не могло получиться.

Дик обратил на это внимание и посоветовал Уатту ехать в Лондон. Он дал ему рекомендательное письмо к своему земляку, некоему Шорту, превосходному оптику и механику. Но ехать за границу — Англия тогда считалась у шотландцев «заграницей» — было слишком серьезным делом. Джеми поехал посоветоваться с отцом. Тот не возражал, «дал сыну Джемсу 2 фунта стерлингов на дорогу», — как записал он в своей приходо-расходной книжке. И немного спустя, в одно прекрасное июньское утро, Джеми вместе со своим двоюродным братом, молодым моряком Марром, выехали из Глазгоу по ньюкэстльской дороге. Они ехали верхом, так как почтовая карета между Глазгоу и Лондоном тогда еще не ходила. Они ехали 12 дней с двумя дневками по воскресеньям, согласно обычаю, чтобы пойти к обедне и дать отдых лошадям, и 19 июня приехали в столицу Англии.

Найти сразу мастера, который взялся бы учить Джемса, было нелегко, несмотря на рекомендательное письмо Дика. Хороших мастеров на весь Лондон было не больше пяти-шести человек, да к тому же были и формальные препятствия — цеховые статуты Лондона запрещали брать в ученики иногородних и требовали семилетнего ученичества. Но в конце-концов при помощи Шорта все же удалось устроиться и притом очень удачно.

Уатт в письмах к отцу не мог нахвалиться своим хозяином и руководителем Джоном Морганом, мастером математических инструментов на Финчлене в Корнхилле. У него и прекрасный характер, и научить он может многому. По условию Уатт должен был заплатить за год учебы 20 фунтов стерлингов.

По нескольку раз в месяц получает старый Уатт письма от сына, в которых тот рапортует о своих победах на техническом фронте. Джеми подвигался быстро вперед, вероятно, потому, что уж давно занимался слесарным ремеслом, и сейчас ему нужно было постичь лишь отдельные тонкости и детали.

«Сегодня я сделал линейку из латуни восемнадцати дюймов длиной и латунный масштаб», — писал он 5 августа, а через две недели сообщал, что «сделал гадлеевский квадрант лучше, чем другой ученик, который учился уже два года». В декабре он уже высказывал надежду, что месяца через четыре он настолько постигнет искусство механика, что сможет начать самостоятельно работать. И действительно, в апреле он писал, что может работать «так же хорошо, как любой подмастерье, но только не так быстро, как они».

Но у этих успехов была и оборотная сторона медали. Уатт жил у Моргана, но столоваться должен был за свой счет. Он был страшно экономен, чтобы не обременять отца просьбами о деньгах, хотя тот изредка и присылал ему небольшие суммы; много денег он давать не мог, так как у него самого дела шли очень плохо. Джеми тратил всего 8 шиллингов в неделю, дешевле уже никак нельзя было устроиться. Он старался прирабатывать на стороне, и рабочий день его кончался поздно вечером. Он недоедал и очень уставал, к тому же он простудился в мастерской, и мучительный кашель и ревматизм не давали ему покоя.

Едва ли он многое увидал в Лондоне. Он боялся бродить по улицам, чтобы не попасться вербовщикам солдат в армию и флот или, что было бы еще хуже, агентам колониальных компаний, хватавшим молодежь для отправки в качестве рабочих на плантации. Если бы Джеми попался в руки этим «охотникам на людей», то он оказался бы совершенно без защиты, так как городские власти охраняли только лондонских горожан, а самое пребывание Уатта и его ученичество в Лондоне было не совсем законным.

Чем ближе подходил срок окончания ученичества, тем с большим нетерпением ожидал его Джеми. Наконец, желанный день настал; Уатт перед отъездом накупил на 20 фунтов стерлингов — на все свои сбережения — разных инструментов и материалов, купил подробное руководство — трактат французского механика Биона об изготовлении и употреблении математических инструментов, и в конце августа приехал к отцу в Гринок, больной и усталый, но счастливый тем, что постиг все тонкости этого интересного ремесла и мог теперь начать самостоятельную работу.

Глазгоуский университет и его механик

В январе 1756 года в глазгоуский университет пришла официальная бумага, очень, вероятно обрадовавшая профессора естественных наук, Роберта Дика. Бумага пришла из Вест-Индии, и в ней сообщалось о смерти некоего Мак-Фэрлена, уроженца города Глазгоу, богатого купца и сахарного плантатора на Ямайке.

Чудак был этот Мак-Фэрлен. Мало ему было разъезжать по своим плантациям и сахарным заводам и выколачивать из своих многочисленных чернокожих рабов хорошие доходы. Это не вполне удовлетворяло Мак-Фэрлена. Он любил по ночам смотрен на звезды, так ярко блиставшие на черном тропическом небе, и заниматься наблюдениями течения небесных светил и астрономическими вычислениями, и, надо сказать, что этим делом занимался он не хуже чем своими плантациями: работы Мак-Фэрлена печатались в трудах ученых обществ и одобрялись специалистами. Мак-Фэрлен устроил себе превосходную обсерваторию, все оборудование которой и завещал после своей смерти университету родного город Глазгоу.

Профессор Дик был очень доволен. Наконец то можно будет поставить на должную высоту преподавание астрономии в университете; до сих пор для этой науки не было отдельной кафедры, не было даже особого курса, а уделялось всего несколько лекций в общем курсе естественных наук, который читал Дик.

По его настоянию еще в 1754 году было приобретено несколько астрономических инструментов и поднят вопрос о сборе денег по публичной подписке на постройку обсерватории. Университету в таком городе, как Глазгоу, где с каждым днем развивалась морская торговля, конечно, не следовало отставать от жизни. Это понимали даже «отцы города», которые пожертвовали участок городской земли на «столь полезное для торговли и мореплавания дело», как постройка обсерватории.

Осенью того же 1756 года, как-раз накануне прибытия инструментов с Ямайки, Дик случайно встретил Джемса Уатта, приехавшего в Глазгоу на короткое время и собиравшегося на другой день вернуться в Гринок. Встреча произошла как нельзя более кстати. Дику не стоило никакого труда уговорить Уатта остаться в Глазгоу и помочь ему распаковать и собрать, а в случае каких-либо изъянов и отремонтировать инструменты. Последнее как-раз и оказалось необходимым, ибо «некоторые инструменты, прибывшие с Ямайки, пострадали от морского воздуха, в особенности сделанные из железа». И это, несмотря на то, что капитану корабля, привезшему груз, дали от университета сверх обычной платы за перевозку еще «два фунта стерлингов в благодарность за заботливость о них во время пути».

Уатт встретился профессору Дику очень кстати. Трудно было найти человека, который смог бы привести приборы в порядок, но Уатту можно смело поручить это дело. Он с таким интересом и старанием помог Дику года два тому назад, будучи еще почти мальчиком, собирать и устанавливать приобретенные тогда первые приборы для университетской обсерватории, а после этого он ведь учился у лондонских мастеров и «очень искусен во всем, что касается чистки и хранения математических инструментов», — как рекомендовал его Дик совету университета, который и поручил это дело Уатту, что и было занесено в протокол совета от 26 октября 1756 года.

Десятки тысяч людей ежедневно проходят через двери вокзала Колледж Стэшэн в Глазгоу и спешат к поездам или с поездов мимо стен старого станционного здания. Но, вероятно, только очень немногие из этого людского потока подозревают, как близко они проходят около колыбели того самого великого изобретения, которым они только-что воспользовались или воспользуются, — паровой машиной.

Напрасно было бы искать на современных планах Глазгоу старый университетский колледж на Хай-стрите (Верхней улице). Здание превращено в вокзал, а новый университет широко раскинулся среди парков и зелени западной части города.

Глазгоускому университету, конечно, не под силу тягаться своим возрастом с такими стариками, как Оксфорд и Кэмбридж, прошлое которых восходит чуть ли не к эпохе крестовых походов. Но все же добрых полтысячелетия имеет за своими плечами и глазгоуский университет.

Глазгоуский университет С гравюры XVII века.

Долгое время глазгоуский колледж (так назывался первоначально университет), хотя и снабженный всякими грамотами и привилегиями, кочевал по разным церквам, подворьям и даже частным домам, пока, наконец, в тридцатых годах XVII столетия не решено было построить собственное здание. Постройка тянулась много лет: скупились на расходы, хотя деньги шли и от приходов, и от города, и от отдельных лиц, но вскоре после Великой английской революции, в пятидесятых годах XVII века, когда во главе университета стал ловкий и оборотистый человек, некто Джайльспай, дело быстро двинулось вперед. Принципал Джайльспай больше жил в Лондоне в качестве ходатая по университетским делам, за что и получал суточные по фунту стерлингов в день и еще особо 50 фунтов; хлопотал он там за надлежащее вознаграждение и по делам города Глазгоу, и по делам отдельных лиц. Денег у него было много, но и образ жизни вел он такой широкий, что их все же нехватало. Однако, Джайльспай оказался недурным дипломатом, даже сумел снискать благорасположение самого Оливера Кромвеля и в удобную минуту ухитрился выпросить себе у самого диктатора подарок в 200 фунтов стерлингов.

Но хорош ли, плох ли был Джайльспай, однако здание колледжа выстроил он на славу.

Параллельно Хайстрит было возведено три трехэтажных корпуса; промежутки между ними по бокам были застроены так, что снаружи все здание представляло собой большой прямоугольник, образовывая внутри два двора: один поменьше — наружный, куда с улицы вели монументальные ворота, и второй — большой — внутренний. На среднем корпусе возведена была высокая колокольня, украшенная большими часами — произведением глазгоуского мастера — и флюгером в виде петуха. Во дворах по углам и вдоль внутренних стен архитектор воздвиг выступающие внутрь полукруглые башни и накрыл их высокими острыми коническими крышами. В общем, здание было, пожалуй, несколько мрачно и со своими широкими простенками между небольшими окнами, на наш взгляд, скорее похоже было на тюрьму, казарму или монастырь. Своею замкнутостью оно, может быть, даже не вполне соответствовало довольно либеральному духу и свободному укладу жизни и преподаванию глазгоуского университета, но оно нравилось современникам и вполне удовлетворяло вкусу того времени. Даниэль Дефо любовался им и записал в своем дневнике: «Главным украшением города Глазгоу является его колледж, или университет, великолепное и величественное здание, в котором несколько дворов. Фасад, выходящий к городу, сложен из высеченного камня и превосходной архитектуры. Участок университета был недавно увеличен несколькими акрами земли, купленными на общественный счет, к отгорожен от города очень высокой стеной».

Вот тут-то, во внутреннем дворе, во втором этаже и было дано помещение Уатту, площадью приблизительно 20X20 футов (6X6 метров), где он устроил себе мастерскую и поселился сам. Два окна комнаты выходили во внутренний двор, а третье наружу, на прилегающий к университету участок.

Водворившись в университете, он горячо принялся за работу. Целыми днями оттирал он ржавчину, пригонял и проверял детали. Работа пришлась ему по душе. Он сосредоточенно и внимательно работал, несмотря на то, что в мастерской все время толпился народ. И студентам, и профессорам было интересно посмотреть на новые приборы и перекинуться словечком с молодым механиком, несколько робким и застенчивым, но все же дельным юношей.

Лондонская учеба принесла Уатту хорошие плоды — он не ударил в грязь лицом, хорошо справился с заданием, и через месяц с небольшим макфэрленовские инструменты, собранные, отремонтированные, сияя своей отделкой, стояли в кабинете естественных наук, помещавшемся этажем выше над мастерской Уатта.

Совет университета, еще до этого давший брату покойного жертвователя звание доктора прав и соответствующий диплом в серебряном ларце, теперь, 12 декабря 1756 года, постановил: «Выплатить Джемсу Уатту 5 фунтов стерлингов за ремонт инструментов, прибывших недавно с Ямайки».

Это был, кажется, первый большой заработок Джемса. Но дело было не только в заработке: выполненная работа послужила хорошей рекомендацией Уатту. Молодой механик стал известен в университете. Кое с кем из университетских профессоров и студентов завязалась дружба, с иными она сохранилась на много лет, до самой смерти изобретателя.

Но, несмотря на все это, Уатт в университете не обосновался. В январе 1756 года мы видим его снова в Гриноке, где он, повидимому, пытается открыть свою маленькую мастерскую. По крайней мере в его приходо-расходной книге стоит следующий заголовок под датой 3 января 1757 года: «Инвентарь имущества, денег, долгов и т. д., принадлежащих мне, Джемсу Уатту-сыну, а также, что я должен другим». Весь капитал составлял 21 фунт, 4 шиллинга, 2 пенса.

Но дело это не пошло. Повидимому, работы для молодого искусного механика в Гриноке оказалось мало, и Уатта снова потянуло в Глазгоу.

«2 августа 1757 года: расходы по переезду в Глазгоу — 7 шиллингов, 8 пенсов», — читаем мы в его записной книжке.

На этот раз это было уже окончательное переселение. В Глазгоу Уатт прожил шестнадцать лет. Эти годы — годы упорной работы и роста, иногда лишений и нередких неудач. Это были будни его жизни. Но среди них выдался и большой праздник, когда Уатт сделал свое великое открытие. В Глазгоу он нашел друзей, которые поддержали его как ученого и изобретателя и помогли ему в трудные минуты жизни. Тут он нашел и потерял подругу жизни, хорошего верного товарища, опору в минуты упадка сил и угнетенного состояния, которые так легко овладевали Уаттом.

Глазгоуский период — важнейший период жизни изобретателя.

Итак, в Глазгоу!

С какими планами он ехал туда?

Сорок лет спустя, в 1796–1797 годах, друг Уатта, профессор Блэк, в качестве свидетеля на судебном процессе рассказал, между прочим, и о первых месяцах пребывания Уатта в Глазгоу:

«Я познакомился с господином Джемсом Уаттом в 1757 или в 1758 году, — в то время я был профессором медицины и лектором по химии в глазгоуском университете. Около того же времени мистер Уатт поселился в Глазгоу в качестве мастера математических инструментов, но подвергся преследованию со стороны некоторых из цехов, которые считали его нарушителем их привилегий».

На основании этого единственного свидетельства под пером либеральных фритредерских биографов создалась легенда о молодом талантливом механике, чуть было не затравленном представителями закоснелого цехового ремесленного строя. Но дело в том, что ни в одном из сохранившихся архивов глазгоуских цехов нет никаких документальных следов об этих преследованиях Уатта за то, что он хотел заниматься ремеслом механика, не пройдя законного ученического стажа и не будучи гражданином города Глазгоу. Не вполне ясно, кто мог особенно и возражать против этого, когда в Глазгоу вообще не было специалистов в данной области. Наконец, может быть, Уатт и не стремился сразу открыть свое предприятие, а просто хотел на первых порах устроиться при университете, где он так успешно работал полгода назад.

«Университет, — говорит дальше Блэк, — оказал ему покровительство, предоставив ему мастерскую в своих владениях и дав ему звание университетского мастера математических инструментов».

Соответствующего постановления в университете не сохранилось, но факт остается фактом: Уатт поселился и устроил свою мастерскую в том же помещении, где он ремонтировал макфэрленовские инструменты.

На этом благодеяния университета не окончились. В соседнем, также принадлежащем университету здании Уатту дали помещение, выходящее прямо на улицу, в котором он открыл лавку для продажи своих изделий.

Университет имел право все это сделать, не считаясь ни с какими решениями цехов, так как представлял собой особую автономную корпорацию.

Должно быть много друзей имел Уатт в университетских кругах. Но, с другой стороны, и университету, имевшему уже и своего типографа, и своего литейщика типографских шрифтов Вильсона, который кстати сказать, не покидая своего ремесла, стал вместе с тем профессором астрономии, теперь, с устройством физических кабинетов и обсерватории, понадобился и искусный механик.

Уатт, таким образом, получил пристанище и возможность без помехи заниматься своим ремеслом. Но он не получил постоянного заработка, и поиски заработка становятся его насущнейшей задачей. Деньги давались с большим трудом, и забота о них преследовала его в течение многих лет, отвлекая от разрешения и осуществления проблем, которые ставила перед ним его творческая мысль.

Вероятно, когда Джеми перебирался в Глазгоу, будущее ему рисовалось в более розовом свете, чем оно оказалось на самом деле.

Работа, получаемая от университета, оплачивалась сдельно, и ее было, повидимому, не так уж много. Сохранилась только одна запись от 26 июня 1760 года о выплате Уатту 5 фунтов стерлингов за ремонт приборов. Таким образом, надо было искать заказов на стороне, но найти их было нелегко: спрос на математические инструменты был не велик.

Виноват ли был в этом Джемс, можно ли его обвинять в полном отсутствии коммерческих талантов, вялости, нежелании или неумении найти покупателя, разрекламировать свой товар?

Пожалуй, больше виновата была экономика Глазгоу, которая не доросла еще до того, чтобы обеспечить существование такой специальной профессии. Невозможно было держаться в пределах интересной для самого мастера, но слишком узкой специальности, приходилось волей-неволей переходить на другую работу, несколько расширить рамки своей деятельности, браться за разные работы, приспособляться на ходу, а на это уходило так много времени, что самая работа становилась невыгодной, да к тому же она, вероятно, была и не так интересна, как изготовление геодезических приборов. Подводя итоги первого года своего пребывания в Глазгоу, Джеми, в своем письме от 15 сентября 1758 года, жаловался отцу на свои неудачи.

«Так как я уже имею теперь год опыта здесь, — писал он, — то я могу судить, что можно сделать с этим ремеслом, и нахожу, что, не будь гадлеевских инструментов, заработать им можно лишь мало, ибо при всякой другой работе я большую часть ее должен делать сам, а так как невозможно одному человеку быть мастером во всем, то очень часто я затрачиваю на нее больше времени, чем следовало бы. Однако, если бы я нашел хороший сбыт для гадлеевских квадрантов, то дело бы у меня пошло очень хорошо, так как я с одним работником легко могу сделать три штуки в неделю. Продавая их по 28 шиллингов 6 пенсов за штуку, что гораздо дешевле их обычной цены, я имел бы с трех штук 40 шиллингов чистых. Поэтому мне совершенно необходимо съездить в Ливерпуль поискать покупателей, и я надеюсь, что на деньги, которые я там выручу, я смогу съездить весной в Лондон и смогу, несомненно, продавать их больше, чем в состоянии сделать. Относительно всего этого я хотел бы знать ваше мнение. А если это не удастся, то я должен буду заняться каким-нибудь другим делом, так как это дело при настоящем положении вещей не пойдет».

Уатт, действительно, не остановился перед довольно большими расходами и съездил в августе 1759 года в Лондон, но неизвестно, что из этого вышло.

Гораздо важнее, что ему вскоре в самом Глазго} удалось несколько поправить свои дела, найти компаньона и открыть лавку на одной из главных улиц на Солтмаркетстрит.

Компаньон, некий Джон Крэг, дал деньги и в дальнейшем занимался финансовой стороной предприятия, а Уатт в качестве пая передал свое, нужное для мастерской, оборудование и изготовленные им математические инструменты. Самым дорогим оборудованием, судя по составленному Уаттом инвентарю, был большой токарный станок, оцененный в 3 фунта стерлингов. Весь капитал пайщиков составил 200 фунтов стерлингов, поделенный поровну. Уатт сам работал и вел производство и получал жалование по 35 фунтов стерлингов в год. Это было немного, вдвое меньше среднего заработка рудокопа. На первых порах он, видимо, сильно нуждался и за лето 1760 года перебрал у Крэга в долг по мелочам около 60 фунтов стерлингов.

Инвентарь был составлен 9 октября 1759 года. 20 октября пришли первые покупатели и купили: «футляр из рыбьей кожи за 2 шиллинга 6 пенсов», «ящик для инструментов — за 6 шиллингов» и «пару циркулей — за 4 шиллинга». Но первая пара квадрантов, на которые так рассчитывал Уатт, были проданы лишь два месяца спустя: 1 января 1760 года — по 27 шиллингов за штуку.

Скоро прибавилась и новая статья дохода — ремонт музыкальных инструментов и продажа их. Они нашли даже лучший сбыт, нежели серьезные математические инструменты. Потом в лавке стали продавать «бирмингамские безделушки», т. е. галантерейный товар — пряжки и металлические пуговицы.

Все эти товары были перечислены в объявлении, которое дал Уатт в «Глазгоуской газете» 1 декабря 1763 года, извещая о переезде на другую улицу Тронгэт, «где он будет продавать всякого сорта математические и музыкальные инструменты, а также разнообразные безделушки и др. товары».

Одним словом, Дело пошло хорошо и около этого времени, т. е. лет через пять после открытия лавки, обороты достигали 50 фунтов стерлингов в месяц. Если первоначально в мастерской вместе с Уаттом работал постоянно всего только один подмастерье, а иногда лишь на время нанимали еще трех-четырех рабочих, то в 1764 году, незадолго до ликвидации предприятия (вследствие смерти Крэга), в мастерской было до 16 человек рабочих.

В этом успехе большая доля принадлежала Уатту, создавшему хорошую репутацию предприятию. Сам большой искусник и хороший мастер, он требовал и от других тщательной и точной работы, и его мастерская явилась рассадником редкого тогда искусства точной обработки металла. Не говоря уже о том, что Уатт брал себе учеников (сохранилось, например, свидетельство, выданное им одному из них), уже сама по себе работа в его мастерской была хорошей школой, и некоторые из его бывших рабочих впоследствии составили себе даже имя, как искусные мастера точной механики, да и для самого Уатта это многолетнее изготовление точных физических приборов и геодезических инструментов не прошло бесследно.

Теоретическое исследование работы часов и мельницы создало основы современной науки механики. Но ведь и современное машиностроение в своих истоках имеет те же два источника, а, кроме того, третьим источником является еще военная техника.

В области «ученого» часового мастерства и в технике изготовления точных приборов следует искать один из корней точной обработки металла и современного нам машиностроения. По методам обработки, по тем требованиям, которые предъявлялись к качеству изделия, в этой отрасли таились зародыши и принципы, из которых могло развиться позднейшее машиностроение. Техника часовщика и механика, т. е. мастера физических и геодезических приборов, была прежде всего почти исключительно металлической техникой. В часах и в математическом инструменте металл занимал гораздо большее место, нежели в машине XVIII века, и тут для его обработки впервые было применено механическое приспособление, ибо тут чаще, чем в других областях, ловкость руки и точность глаза рабочего оказывались недостаточны. Вспомним, что одно из самых ранних применений суппорта, т. е. приспособления, перевернувшего все методы металлообработки^[1], давшее возможность создать современные методы металлообработки, имело место именно в часовом деле: первый фрезерный станок был зубонарезной машиной часовщика.

Это была тонкая миниатюрная техника, по самому существу своему требовавшая точной работы, — ценность прибора, иногда даже самая годность его, зависела от точности и аккуратности выполнения. И если понятие точности работы вообще существовало в мануфактурной технике, то оно должно было существовать именно в часовом ремесле и га ремесле мастера математических инструментов.

Уатт, таким образом, владел высшими в некоторых отношениях достижениями металлообрабатывающей техники того времени. Природные способности и склонности, избранная специальность и долголетняя работа должны были создать и специфический стиль работы. Аккуратность и точность работы должны были войти в плоть и кровь его.

Возникает вопрос, насколько это могло найти применение в дальнейшей его деятельности, насколько он оказался способным расширить область применения этих методов и принципов работы, применить их в другой отрасли техники, с которой ему пришлось столкнуться, а эта отрасль была как-раз той второй отраслью, из которой возникло современное машиностроение.

Часовщик и строитель мельниц (millwright) XVIII века — родные братья. Но как различна, прямо-таки противоположна их техника. Различны прежде всего масштабы. Ведь центр тяжести работы мельничного конструктора лежал в оперировании, обработке и комбинации больших масс. Мощность механизма и прочность конструкции стояли на первом плане. Различна была и техника выполнения, отчасти обусловленная и самим материалом, с которым большей частью имел дело конструктор. Этот материал не металл, а дерево, и притом в больших массах, требующее и других приемов обработки и позволяющее предъявлять к себе совершенно другие требования, несравненно более низкие, чем к металлу.

Перенесение методов и материалов ремесла часовщика и точного механика на масштабы, которые даны были «мельницей» XVIII века, представляло собой огромный шаг вперед, но этот скачок оказался чрезвычайно трудным. Это был прыжок через почти непреодолимые препятствия. Изобретение Уатта заставило его сделать, но надо прямо сказать, что не Уатту принадлежит заслуга устранения этих лежащих на пути препятствий. Прямо-таки поражает та беспомощность, с которой остановился Уатт перед возникшими техническими трудностями. Как сделать? Этого вопроса сам он не мог разрешить, не мог ничего придумать и, что характерно, даже не приложил к этому больших усилий.

Область производства совершенно чужда ему. В этой области он не стал новатором. Техническая психология, если так можно выразиться, мелкого ремесленника, правда, очень высокой квалификации, навсегда осталась в нем чрезвычайно сильна. Университетская мастерская наложила на всю жизнь Уатта рамки, из которых он никогда не смог вырваться.

Механик глазгоуского университета стал гениальным конструктором, но он никогда не стал замечательным инженером крупных производственных масштабов.

Дала ли что-нибудь Уатту та среда и те люди, с которыми он столкнулся в глазгоуском университете?

Что представлял собой глазгоуский университетский мир?

В середине XVIII века глазгоуский университет переживал один из периодов своего расцвета, и этот расцвет казался еще ярче по сравнению с тем упадком, в котором находились старые научные центры — Оксфорд и Кэмбридж. Ведь именно порядки оксфордского университета, где он пробыл более семи лет, дали Адаму Смиту материал для его пессимистических рассуждений о природной лени человека и о вреде привилегированных корпораций.

«В интересах каждого человека проводить жизнь, насколько он только может, привольнее, и если его вознаграждение совершенно одинаково, выполняет он или не выполняет какие-нибудь свои обязанности, то, конечно, в его интересах, по крайней мере как этот интерес вульгарно понимается, или совершенно пренебрегать этими обязанностями, или же, если он подчинен какому-нибудь начальству, которое не потерпит этого, то выполнять их настолько небрежно и медленно, насколько эта власть ему позволит. Если власть, которой он подчинен, заключается в корпорации, коллегии или университете, членом которой он сам является, и в которой большая часть других членов, так же, как и он сам, являются или должны быть преподавателями, то очень вероятно, что эти лица согласятся быть очень снисходительными друг к другу, и каждый член согласится, чтобы его товарищ пренебрегал своими обязанностями, лишь бы ему самому можно было бы также пренебрегать своими. В оксфордском университете вот уже много лет большая часть профессоров отказалась даже делать вид, что они преподают…

В университетах юноши не обучаются и даже не всегда могут найти надлежащих способов, чтобы быть обученными тем наукам, обучать которым является обязанностью этих корпораций».

В глазгоуском университете тоже не все обстояло вполне благополучно: протекция и кумовство и тут играли некоторую роль как в отношениях между профессорами и студентами, так и в профессорской среде. Ведь дал же один из бывших студентов университета, учившийся там в сороковых годах XVIII века и хорошо знавший его порядки, такой совет своему приятелю, только-что туда поступившему и просившему рекомендации к кому-нибудь из профессоров: «Постарайся установить хорошие отношения с дочкой принципала мисс Молли Кэмбел, она и более дружески отнесется к тебе, чем любой из профессоров, и окажется тебе полезнее, чем все они, вместе взятые».

Были случаи, когда кандидат на профессорскую должность платил довольно большую сумму выходящему в отставку профессору за то, чтобы он предложил его себе в преемники, а деньги на это давались каким-нибудь вельможным покровителем кандидата.

Случалось, что на высшие административные должности попадали люди под давлением со стороны таких влиятельных покровителей. Это вмешательство аристократии в университетскую жизнь иногда чувствовалось довольно сильно. Можно сказать, что это была оборотная сторона медали той высокой репутации, которой пользовался глазгоуский университет. Дело в том, что его профессура нарасхват приглашалась в воспитатели к сыновьям знатных вельмож. Профессор уходил из университета на несколько лет, в течение которых обычно странствовал со своим воспитанником по чужим краям. Юный лорд, путешествующий по Европе в сопровождении своего воспитателя, — часто встречающаяся фигура в европейском обществе в XVIII и начале XIX века.

Университет благодаря этому приобретал сильных и влиятельных покровителей, а иногда даже материальную выгоду, ибо университет получал в свою пользу крупную сумму за то, что отпускал на такой долгий срок профессора. Но эти порядки нарушали правильное течение академической жизни. Бывали и такие случаи, что профессора самовольно бросали чтение лекций в университете и шли в гувернеры к какому-нибудь лорду.

Но все же эти отрицательные явления не мешали тому, что шотландские университеты — Эдинбург и Глазгоу (оба эти университета часто переманивали друг у друга профессоров), были в ту пору крупнейшими научными центрами Великобритании, И слава их шла далеко за пределы британских островов. Имена глазгоуских профессоров: Гэтчисона и его ученика Адама Смита в области философии и политической экономии, Роберта Симеона — математики, Мура — классической философии, Кэллена, а потом Блэка — в области химии, были широко известны. Слава некоторых из них немногим пережила их самих, но некоторые вошли в историю науки как действительно крупные величины.

Надо отметить одну положительную черту глазгоуской профессорской среды — это, если и не полное отсутствие, то очень слабое проявление профессионального ученого чванства, кастовой замкнутости. В большинстве своем глазгоуские ученые были людьми общительными, обходительными, и в их среду находили доступ люди, не украшенные высокими академическими званиями. По крайней мере Уатт не мог пожаловаться на высокомерное с собой обращение, хотя никаких ученых степеней не только не имел, а был всего-навсего механиком, т. е. высококвалифицированным слесарем.

По субботам в таверне, в пригородной деревне Андерстон (теперь это один из центральных районов Глазгоу), бывало более оживленно, чем в другие дни. Вот уже несколько лет, как в этот день собирается здесь к обеду кружок университетских профессоров. Каждый раз подается традиционное блюдо — куриная похлебка с бобами и изрядное количество эля: столько, сколько нужно, чтобы поддержать оживленную беседу. В одну из суббот 1746 года в количестве десяти-пятнадцати человек собрался этот приятельский кружок. Это — цвет университету, самые интересные люди. Чтобы попасть в кружок, не нужно быть заслуженным профессором и пожилым человеком: в кружке есть и молодежь. Вот, например, этому долговязому молодому человеку всего лет двадцать пять. Это Джон Робисон. Он уже лет шесть тому назад, в 1757 году, кончил глазгоуский университет и просился в ассистенты к профессору естественных наук Дику, но ему за молодостью лет в этом было отказано. Тогда он пошел в моряки и вот недавно вернулся в Глазгоу после четырехлетнего морского плавания, после участия в канадской войне. Он много работал над составлением морских карт. Еще будучи студентом, он усердно занимался математикой, астрономией и механикой.

А вот и его друг — университетский механик Уатт. Дружба у них очень тесная, и тянется она уже много лет с того периода, когда ремонтировались макфэрленовские инструменты и Робисон целыми днями торчал в мастерской Уатта…

Уатт в старости с удовольствием вспоминал об этих непринужденных встречах с выдающимися людьми самых разнообразных специальностей. Они много способствовали его развитию. «Разговор, — говорит Уатт, — шел о литературе, религии, морали, искусстве и т. д. И эти беседы впервые направили мой ум на эти сюжеты, в которых мои собеседники имели передо мной огромное превосходство, так как я никогда не учился в колледже и был всего только простым механиком».

Компания в шутку называет себя «Андерстоновским клубом», или клубом Симеона, в честь старого профессора математики Роберта Симеона, считающегося главой кружка.

Симеон не только крупный ученый, большой знаток античных математиков, первый их издатель и комментатор, переведший геометрию Эвклида на английский язык (этот перевод чуть ли не полтораста лет служил учебником геометрии в английской средней школе), Симеон, кроме того, интересный собеседник и прекрасный рассказчик. Это ходячая история глазгоуского университета.

Сегодня он предался воспоминаниям и оживленно рассказывает различные эпизоды из своей более чем полувековой университетской карьеры.

В юности он побывал в Лондоне и вращался там среди крупнейших математиков того времени, а затем приехал в Глазгоу, выставил свою кандидатуру и сделался профессором математики. Через некоторое время он с пятью молодыми профессорами вздумал выступить в роли оппозиции против университетского начальства, но из этого ничего не вышло: приехала королевская комиссия и сделала строптивой шестерке строгое внушение за то, что «они нарушают добрый порядок, расстраивают учебное дело и вносят смуту в колледж, отпугивая этим родителей, воздерживающихся посылать своих детей в учение к таким профессорам, которые сами друг с другом не могут жить в мире. От них впредь ожидают более благонравного и мирного поведения и почтения к университетскому начальству».

Много еще других эпизодов рассказал Симеон.

— У нас был хороший обычай в университете — встречать хорошим ужином вновь поступающего коллегу. Кое-какие расходы в таких случаях брал на себя университет. Я всегда считал и считаю, что от дружеской беседы за стаканом вина никакого ущерба ни для здоровья, ни для дела не будет — не надо только этим злоупотреблять, — закончил Симеон свои воспоминания и вдруг запел веселую песню на шотландскую мелодию, но текст к которой был взят из какого то греческого поэта и на греческом языке.

Присутствующие вовсе этому не удивились, а с удовольствием подхватили песню. Почти все они превосходно знали греческий язык, а текст оды и мотив был им тоже хорошо знаком, так как Симеон певал ее уже не раз и вообще часто приносил на заседание «Андерстоновского клуба» плоды своего музыкально-поэтического творчества, заключающиеся в подборе мелодий из современных шотландских и английских песен к греческим одам и элегиям. Симеон считался в этом деле великим специалистом.

Пел и Уатт, но фальшиво, так как не обладал ни малейшими признаками музыкального слуха, так что кто-то даже подшутил над ним:

— Как это он может чинить музыкальные инструменты и, как говорят, даже делает орган для масонской ложи. Интересно было бы послушать этот орган!

Уатт по обыкновению сконфузился и ничего не ответил, но Робисон, сидевший с ним рядом, горячо вступился за своего друга:

— Для того, чтобы сделать хороший орган, — сказал он, — не надо непременно обладать хорошим слухом, а надо знать некоторые отделы физики и научно подойти к работе. Уатт может сделать все, что угодно. Он сначала построил маленький органчик для доктора Блэка. — Не правда ли, доктор? — И во время этой работы он сделал тысячу вещей, которые никогда и не снились никакому органному мастеру. Он придумал приспособление для измерения силы дутья, регуляторы и проч. и только после этого принялся за большой орган, а попутно изучал и теоретическую сторону Дела. Мы вместе с ним занимались этим и проштудировали внимательно трактат Смита о гармонии, и теперь оба очень хорошо усвоили эту теорию и, в часности, теорию биений несовершенных созвучий, благодаря которой, не имея даже слуха, можно вполне точно настроить всю систему. Уатт еще сделал цель ряд интересных наблюдений, которые следовало 6 разработать…

Робисон совсем разгорячился и даже вскочил места.

— Потише, потише, Джон, — старался успокоить расходившегося Робисона молодой профессор Блэк, — вы ведь не Квебек штурмуете вместе с адмиралом Наульсом. Мы все очень хорошо знаем, что вы большие друзья с Джеми Уаттом и что Джеми преталантливый парень, но ради бога сядьте, а то вы при вашем росте еще заденете за балку в потолке, ушибетесь, и нам всем будет вас очень жаль.

Робисон сразу успокоился, он очень любил Блэк. Да, впрочем, Блэка все любили: и студенты, и профессора.

Блэк, Робисон и Уатт с дружеской пирушки во вращались домой втроем.

— А все-таки, — вдруг сказал Робисон, — по моему, что бы там ни говорили, а покойный профессор Дик был гораздо ученее, нежели его преемник, нынешний профессор естественных наук Андерсон.

— Почему вы так высоко цените Дика? — возразил Блэк.

— Ну как же, ведь когда Дик читал нам свой курс естественных наук, то можно было заслушаться. Он вместе с своим отцом, тоже профессором ecтественных наук, внес в преподавание свежую струю. Оба они много труда приложили к тому, чтобы сделать преподавание возможно более наглядным. Они очень хлопотали о приобретении всевозможных физических приборов и об организации лабораторий и физического кабинета. По их настоянию был приглашен специальный ассистент-демонстратор и на лекциях нам показывалась масса опытов. Каждый новый отдел или вопрос иллюстрировался производством в аудитории экспериментов.

— Вы совершенно правы, Робисон, — ответил Блэк, — я сам был дружен с Диком и считаю его одним из самых умных и благородных людей, каких я знал. Но вот мне вспоминается мой учитель и мой предшественник по кафедре химии, профессор Кэллен. Он тоже преподавал очень интересно и наглядно, и я ему очень многим обязан. Начать хотя бы с того, что Кэллен первый стал читать курс химии не на латинском, а на английском языке. Слушали его сначала человек двадцать, но скоро аудитория очень разрослась.

Кэллен также очень большое место в преподавании и исследовании отводил эксперименту. При нем была устроена при университете химическая лаборатория, и он много даже своих денег истратил на нее. Факультет выносил ему благодарность за его чтение лекций по химии и постоянное сопровождение их производством чрезвычайно полезных и необходимых химических процессов и опытов.

— Вот про меня, Блэка, говорят, что я недурной экспериментатор, а ведь это я у Кэллена научился его действительно необыкновенному искусству экспериментатора, когда несколько лет работал его ассистентом здесь в университете.

Как вы знаете, я довольно много занимаюсь явлениями теплоты, и в этой области тоже я многим обязан Кэллену. В свою первую часть курса химии он включил и подробное изложение учения о теплоте, которая, как известно, рассматривается, как нечто вроде невесомой, присоединяющейся или отделяющейся от тел жидкости… Кэллен рассказывал об источниках теплоты, передаче ее действия и проделал ряд опытов и расчетов. Между прочим, он первый описал такое любопытное явление, как кипение эфира при уменьшенном давлении и вызываемый при этом холод.

Да, Кэллен, действительно, выдающийся ученый. Как жаль, что он ушел от нас в эдинбургский университет.

А кстати, Уатт, как у вас идет дело с этой моделью ньюкомэновской машины, которую вам дал починить Андерсон?

— Да неважно, я давно бьюсь над ней и ничего пока не выходит, — ответил Джемс и хотел было начать рассказывать о своих неудачах в этой работе, но в это время приятели подошли к колледжу, и так как время было позднее, то пришлось расстаться, а разговор, который грозил затянуться, отложить до другого времени.

На другой день Блэк читал очередную лекцию своего курса химии. Он читал негромким голосом, но так ясно и отчетливо, что его было хорошо слышно в самых отдаленных уголках большой, совершенно переполненной студентами аудитории. Мысли его лились свободно, поразительно стройно и легко укладывались в умах слушателей. Он знакомил аудиторию с открытой им теорией о скрытой теплоте. Эта теория начала складываться у него в уме лет семь тому назад, в 1756 году. Его поразило явление медленного таяния льда и медленного закипания воды. Окончательно его точка зрения на этот вопрос сложилась несколько лет спустя, и с 1761 года он включал в свой курс химии и свое новое учение о скрытой теплоте.

— Как бы долго, — читал Блэк, — и как бы сильно мы ни кипятили какую-нибудь жидкость, — мы не можем нагреть ее больше того, чем она была нагрета в момент начала кипения. Термометр показывает все время одну и ту же температуру, и поэтому эта температура превращения жидкости в пар называется точкой кипения. Чем же это объяснить?

Я представляю себе, что во время кипения теплота всасывается и уходит на образование пара точно также, как она впитывается льдом при таянии его. Видимое действие теплоты в данном случае заключается не в нагревании окружающих тел, но в превращении льда в жидкость, а при кипении эта всасываемая теплота нагревает не окружающие тела, но превращает воду в пар. В обоих случаях мы не можем уловить присутствия теплотворного начала, как причину нагрева: оно спрятано или скрыто, и поэтому я назвал его скрытой теплотой. Я вам сейчас опишу один из моих опытов, который, как мне кажется, вполне подтверждает мое предположение.

В небольшой жестяный сосуд, 4–5 дюймов диаметром, было налито небольшое количество воды температуры пятьдесят градусов^[2]. При нагревании я старался поддерживать возможно ровный огонь. Через четыре минуты после начала нагревания вода начала кипеть, а еще через двадцать минут вся вода выкипела. Этот опыт я произвел 4 октября 1762 года.

Я произвел еще целый ряд аналогичных опытов и сделал из них следующие выводы. Сосуд в первом случае получил 162 градуса в 4 минуты, или по 40,5 градуса в минуту. Если мы примем, что теплота проникала с одинаковой быстротой во время всего процесса кипения, то мы должны принять, что 800 градусов теплоты впитано водой и содержится в паре, но так как этот пар не горячее, чем кипящая вода, то теплотворное начало в нем содержится в скрытом состоянии, но его присутствие выражается в том парообразном или в рассеянном состоянии, в которое перешла в данном случае вода.

Все, что я вам сказал, мне кажется, вполне подтверждает то основное положение, что теплота, которая исчезает при превращении воды в пар, не теряется, но удерживается паром и проявляется в его силе расширения, хотя она вместе с тем и не воспринимается термометром. Эта теплота снова выходит из пара, когда он превращается в воду, и она снова приобретает старое свойство действовать на термометр. Одним словом, она снова появляется в качестве причины нагрева и расширения. Эта теплота, которую можно получить таким образом из пара, выдерживающего давление атмосферы, как мы видели, заключает в себе около 800–900 градусов…

На этом Блэк закончил свою лекцию. Студенты толпой окружили его, но он не стал сегодня, как обычно, отвечать на многочисленные их вопросы: он спешил. Ему надо было зайти еще в физический кабинет, где Уатт работал над моделью машины Ньюкомэна. Блэк хотел посмотреть, каких результатов добился его приятель.

Модель машины Ньюкомэна

Это была маленькая модель с цилиндром из латуни, диаметром 2 дюйма, поставленным на куполообразную крышу круглого котла, диаметром в 9 дюймов. Она была точной копией тех нескольких десятков «огненных» машин, которые вот уже больше полувека в разных местах Англии неуклюже, медлительно, тяжеловесно, пыхтя и пожирая несметное количество угля, откачивали воду из шахт и рудников и поднимали воду в резервуары водопроводов немногих передовых городов Англии.

Модель машины Ньюкомэна, над которой работал Уатт.

По мере того, как с каждым днем все редеют и без того не очень обширные леса Англии, вырубаемые на дрова для маленьких, но довольно многочисленных и прожорливых доменных печей, кузнечных горнов, для котлов пивоваров, для печей хлебопеков и для многочисленных обывательских кухонных очагов и каминов, — все больше и больше выступает на первый план другой вид топлива, которым так богата Англия — каменный уголь. Уже в XVII веке огромный Лондон отапливался почти исключительно каменным углем, «морским» углем, как его тогда называли, ибо он привозился по морю. Много угля уже тогда вывозилось за границу, например, в Нидерланды.

По общему мнению современников, в XVII и XVIII веках угольная промышленность Англии по своему значению занимала второе место сейчас же за шерстяной промышленностью, которая уже тогда могла насчитать не один век своего первенства в английском ремесле.

Один из важнейших угольных районов был расположен на севере Англии — это район Ньюкэстля на Тайне. Кто владел Ньюкэстлем, тот мог заставить зябнуть английскую столицу, ибо именно из Ньюкэстля шел весь уголь в Лондон. Это понимали уже в середине XVII века, и когда в 1640 году начались волнения в Шотландии — прелюдия Великой английской революции, — то очень опасались, что шотландцы захватят Ньюкэстль, чтобы сделать лондонское правительство более уступчивым. Позже, в 1715 году, во время попытки реставрации Стюартов, их сторонники также рассчитывали захватом Ньюкэстля вынудить Лондон высказаться за эту династию.

«Тридцать тысяч человек, — писал про этот район Дефо в тридцатых годах XVIII века, — постоянно заняты под землей добычей угля, а на перевозке его работает около тысячи кораблей, или, может быть, немного меньше, и десять тысяч матросов, и грузчиков».

Угольная шахта считалась золотым дном для предпринимателя, но там же, под землей, углепромышленника, будь то дворянин, эксплоатирующий недра своего родового поместья, или купец — арендатор копей, или артель углекопов, подстерегал очень опасный враг, который каждую минуту грозил разорить предпринимателя и борьба с которым становилась все труднее и труднее по мере того, как шахты уходили все глубже и глубже, — врагом этим были подземные воды.

«Много хороших угольных копей, — читаем мы в одном из описаний XVII века, — теперь не имеют никакой цены или потому, что поблизости не имеется сланцевого камня для укрепления подземных ходов, или же вследствие больших количеств воды, которая обыкновенно находится в пустотах земли и выкачка которой чрезвычайно дорога, так что много людей нередко терпело крушение на этих предприятиях… Все технические усовершенствования для выкачки воды в конце-концов выкачивали только их карманы».

Откачка воды из шахт, особенно глубоких, была действительно очень трудной задачей. Конечно, можно было загнать людей, иногда даже не один десяток, в ступальное колесо, можно было устроить конный привод, но лучшей силой все же считалось водяное колесо. Беда только в том, что далеко не всюду имелась вода, чтобы вращать его, или ее было слишком мало.

«В большинстве копей на севере применяются цепные помпы, которые приводятся в движение или лошадьми, или ступальными колесами, или водяными колесами, и этот последний способ считается самым верным для откачки воды, но расход на эти колеса очень велик».

С водой приходилось бороться не одним углепромышленникам.

Аналогичную картину можно было наблюдать и на крайнем западе Англии, на богатейших оловянных и медных рудниках Корнуэлса. И там водяное колесо считалось самым мощным приспособлением для откачки воды, которое «выполняет в пять раз больше работы, чем конный привод, но и стоит гораздо дороже».

С горной промышленностью по своему значению соперничала металлургия: выплавка чугуна, передел его в железо, отливка чугунных изделий. Иные современники, греша некоторым преувеличением, именно ее ставили даже на второе место после шерстяной промышленности. Вода как источник энергии играет в металлургии очень большую роль, такую, что наличие ее при выборе места для постройки доменной печи или кузницы является таким же важным моментом, как наличие топлива.

Железозаводчик нередко являлся рабом водяного потока, который раздувал мехи его домен и горнов, двигал его молоты. Сила этого потока нередко определяла и размеры производства, и даже его расписание, план. В среднем считалось в году около сорока рабочих недель: в сухое время нередко воды нехватало и приходилось останавливать производство, а в засушливые годы эти простои были гораздо более длительны.

«Я знаю, — писал Яррантон в конце XVII века, — что вы, владельцы железных рудников, и вы, железные мастера, часто испытываете нужду в больших суммах денег для того, чтобы заплатить за дрова и выплатить жалование рабочим, а причина этого следующая: когда воды много в зимнее время и вы вырабатываете большое количество железа и складываете его у себя на складах, то вы не можете вывезти его для продажи вследствие непогоды и негодности дорог, а поэтому вы вынуждены входить в большие долги, и кредит ваш падает, ваше дело сокращается».

Любопытно, что даже Уатт, почти сто лет спустя, испытывал подобное же затруднение. «Я не знаю, — писал он своему компаньону Болтону 8 апреля 1786 года, — где мне получить листы, так как завод Парсона не имеет в настоящее время воды, и мы должны будем прождать долгое время, пока не получим их от него».

Да и сам Болтон, как мы увидим ниже, заинтересовался изобретением Уатта именно потому, что для его Бирмингамского завода нехватало водной энергии.

Регулярность производства, правильность обращения капитала нарушались в степени, невыносимой для капиталистического производства даже в его зачаточной форме. Борьба с водой, подземные потоки которой грозили залить английские (да и не только английские) рудники и шахты, замена воды, которая приводила бы в действие механизмы каким-нибудь новым источником энергии, являлась настоятельнейшей технической задачей для горного дела и металлургии. Только этот новый источник энергии мог бы устранить препятствия, лежащие на пути развития этих отраслей производства, которые одними из первых приняли капиталистические формы.

На способы откачки воды из шахт в течение XVII века была взята масса патентов.

В Англии первый патент на «подъем воды из шахт при помощи огня» был выдан в 1630 году некоему Давиду Рамзею, но о практическом осуществлении этого проекта ничего не известно.

Горное дело вызвало к жизни первую практически применимую паровую машину, но построена она была не горным механиком специалистом, а военным инженером, «траншейных дел мастером» Томасом Сэвэри.

Биографические сведения о нем очень скудны. Он родился около 1650 года в западной части Англии, в графстве Дэвон. Что он увлекался механикой и что в нем была довольно сильна изобретательская жилка, на это указывают его любовь к часовому мастерству и постройка им машины для полировки зеркал и лодки, приводимой в движение гребным колесом. Какие обстоятельства побудили его заняться способами применения пара к подъему воды — неизвестно; но вокруг его изобретения вскоре возникли всевозможные слухи. Сэвэри, наверное, хорошо знал о тех трудностях, с которыми приходилось сталкиваться горнякам в их борьбе с водой в шахтах и рудниках, потому что графство Дэвонское, откуда он происходил, граничит с запада с богатым оловом и медной рудой Корнуэлсом. Первые машины Сэвэри приходилось строить самому, почти без всякой посторонней помощи. Он встретил тут то же затруднение, с которым пришлось столкнуться впоследствии и Джемсу Уатту, — с крайним недостатком в искусных рабочих руках.

25 июля 1698 года он получил первый патент, сроком на четырнадцать лет, на новое изобретение «для подъема воды и для приведения в движение разного рода мельниц силою огня, которое послужит к великой пользе и выгоде для откачки шахт, снабжения городов водой и работы всяких мельниц там, где нет возможности воспользоваться водой или постоянными ветрами».

Срок патента был в следующем году продлен до 1733 года, «принимая во внимание большие расходы, понесенные Сэвэри при постройке машины». Надо сказать, что шахтовладельцы довольно скептически отнеслись к изобретению Сэвэри. Идея огневой машины была уже к тому времени скомпрометирована фантастическими «прожектами» всевозможных шарлатанов, и Сэвэри пришлось приложить некоторые усилия, чтобы разрекламировать свое изобретение. Он читал доклад о нем в Королевском обществе в 1699 году и выпустил описание машины, а затем через три года вышла эта книга «Друг горняка, или описание машины для подъема воды при помощи огня». Помимо подробного описания своего изобретения, Сэвэри в этой книге указывал и на различные применения машины. Машина могла накачивать воду в резервуар для приведения в движение водяное колесо. Она могла подавать воду в резервуар для домашнего водопровода, ее можно было установить на водокачках для снабжения водой города, при помощи ее можно было осушать болота, но главным ее назначением было применение в горном деле.

Принцип действия машины заключался в использовании и давления атмосферы, и давления пара. В этом отношении она представляла собой шаг вперед по сравнению с прибором Папэна. Другим важным этапом в развитии применения пара было то, что рабочий сосуд был отделен от котла. Таким образом достигалось непрерывное парообразование. Разрежение в сосуде, куда засасывалась вода, достигалось путем наружного охлаждения его струей воды. Сэвэри первый применил для выпуска пара из котла в рабочий сосуд вращающуюся на оси с внутренней стороны котла заслонку, закрывающую вход в паропровод. Заслонка передвигалась при помощи рычага от руки. Это приспособление надолго вошло в практику постройки атмосферных и паровых машин.

От Сэвэри можно вести начало понятия лошадиной силы как единицы измерения работы машины. Собственно, Сэвэри приложил к своей машине способ измерения, который уже до него был широко распространен в практике горного дела. При расчетах насосов и подъемных приспособлений горные механики считали, сколько лошадей понадобится для приведения в действие того или иного механизма. Впрочем, надо иметь в виду, что Сэвэри при этом рассчитывал — не сколько лошадей приводит в действие данный механизм, а сколько нужно иметь лошадей для непрерывного выполнения данной работы.

«Вода при ее падении с определенной высоты, — пишет он, — имеет силу, соответствующую и равную той, которая нужна для того, чтобы поднять ее. Таким образом, если машина поднимет столько воды, сколько могут это сделать на данном механизме две лошади, работающие одновременно, для чего нужно иметь все время десять или двенадцать лошадей для выполнения этой работы, то я говорю, что моя машина выполняет работу в десять или двенадцать лошадей».

Машина Сэвэри.

Два котла АА и В вмазаны в печь и соединены трубой С. Когда вода в котле АА доведена до кипения, то передвижением влево рукоятки регулятора D открывается доступ пара из котла в резервуар E. Пар вытесняет оттуда воздух в трубу L через клапан F, открывающийся наружу, и заполняет резервуар. Передвижением D в обратную сторону сообщение Е с котлом закрывается и открывается доступ пара из котла в G (воздух, вытесняемый при наполнении G паром, выходит в L через клапан Н). Струей воды из крана I производится охлаждение Е и конденсация содержащегося в ием пара, вследствие чего происходит засасывание в него по засасывающей трубе J воды, подлежащей выкачке. Клапан К, открывающийся внутрь, мешает обратному вытеканию ее. При вторичном пуске пара в E вода под давлением его вытесняется из £ через клапан F в трубу L и подымается по ней. Затем пар впускается в резервуар G и вода таким же образом вытесняется и из него в трубу L.

Машина Сэвэри не нашла себе широкого применения. Она была установлена на некоторых рудниках Корнуэлса и на двух-трех угольных шахтах. Кроме того, в Лондоне установили водокачку. Одним из недостатков машины была медленность работы: в небольшие рабочие сосуды ее можно было засосать лишь очень малое количество воды. Поэтому она была не пригодна, когда нужно было откачивать большие массы воды, как это имело место в рудниках и шахтах. Далее, она не могла подымать воду на очень большую высоту, так как для этого нужно было значительно увеличивать давление пара. Можно думать, что Сэвэри пользовался давлением около трех атмосфер, но крупнейшая его машина на лондонской водокачке работала под давлением 8—10 атмосфер. Повышение давления представляло собой большую опасность, вызывая взрывы котлов. Нужно принять во внимание чрезвычайно примитивную технику постройки машины и недоброкачественность материалов. Трубопроводы, рабочие сосуды и котлы делались из медных листов, спаянных оловом; некоторые трубы делались из свинца.

В шахтах и рудниках приходилось устанавливать по нескольку машин, а если шахты были глубоки, — в несколько ярусов. От этого, помимо опасности взрывов котлов, возникала и опасность воспламенения взрывчатых газов в шахтах. Наконец, очень крупным недостатком машины был чрезвычайно большой расход топлива, хотя Сэвэри и уверял, что откачка воды при помощи его машины обходится в три раза дешевле, нежели другими способами.

Машина получила некоторое распространение для подъема воды в отдельных домах — резиденциях английской знати, и для приведения в действие фонтанов в парках. Между прочим, для этой цели в 1718 году была отправлена такая машина московскому царю Петру I. Но в горном деле машина Сэвэри вскоре была вытеснена другой машиной, также изобретенной на западе Англии в рудных районах, огневой машиной Томаса Ньюкомэна.

Биографические сведения об этом замечательном самородке чрезвычайно скудны.

Ньюкомэн был земляком Сэвэри. Он родился в 1663 году в Дартмуте, в Дэвонском графстве. Умер он в 1729 году. Могила его не найдена. Поклонники Ньюкомэна утверждают, что Уатт добился славы, поднявшись на плечах Ньюкомэна. По некоторым данным Ньюкомэн занимался паровой машиной еще до Сэвэри, но не успел запатентовать своего изобретения: патент Сэвэри создал монополию на паровую машину и закрыл пути всем другим изобретателям. Неизвестны точно обстоятельства, когда и как этот деревенский кузнец вступил в переписку с секретарем Королевского общества, Робертом Гуком, и обсуждал с ним прибор Папэна. Это происходило до 1 702 года. Гук, между прочим, советовал ему не применять для своей машины принципа Папэна, указывая на невозможность точного изготовления поршня и цилиндра, чтобы добиться плотного прилегания поршня к цилиндру.

В 1712 году Ньюкомэн устанавливает свою первую машину — результат многолетней работы — на угольной шахте, недалеко от города Дэдлэй (недавно удалось довольно точно определить место установки машины).

Толчком к работе над машиной явились, как и у Сэвэри, наблюдения над затруднениями с откачкой воды в Корнуэлских рудниках.

Отдельные элементы машины Ньюкомэна не представляли собой ничего нового, но гениально остроумна была комбинация их. Ньюкомэн присоединил к одному из плеч коромысла насоса папэнов цилиндр.

На Корнуэлских рудниках он, наверное, видел, как водяное колесо было соединено при помощи кривошипа и шатуна с одним концом коромысла, к другому концу которого был присоединен шток поршня насоса, опущенного в шахту. Вместо водяного колеса Ньюкомэн поставил цилиндр Папэна. Принцип действия машины Ньюкомэна был тот же самый, что и у Папэна: действующей силой было атмосферное давление, которое вдавливало поршень, поднятый до верхнего края цилиндра, обратно в цилиндр, когда там получалось разрежение вследствие конденсации пара. Но было очень существенное различие между цилиндром Папэна и машиной Ньюкомэна. У Папэна цилиндр служил и котлом для парообразования, и рабочим цилиндром, и конденсатором. Ньюкомэн устроил отдельный котел, подобно как в машине Сэвэри, достигая этим так же, как и там, непрерывного парообразования. Цилиндр был расположен на крышке котла и соединен с ним трубкой с краном.

Первоначально охлаждение цилиндра для конденсации пара достигалось путем обливания цилиндра холодной водой, как в машине Сэвэри, но вскоре было сделано первое усовершенствование машины, а именно — впрыскивание струи холодной воды внутрь цилиндра. По недостоверным данным, это важное усовершенствование было открыто случайно. На поршень обыкновенно наливалась вода для того, чтобы воспрепятствовать воздуху проникнуть внутрь цилиндра через щели от неплотного прилегания к стенкам цилиндра. Случайно как-то немного воды попало внутрь цилиндра и произвело быстрое осаждение пара. Это обстоятельство будто бы и послужило толчком к применению вспрыскивания воды.

Во время рабочего цикла машины нужно было, таким образом, открыть паровпускной кран (предполается, что поршень находится внизу). Затем, после поднятия поршня до верхнего края цилиндра, под влиянием веса штока и поршня насоса, висящего на другом конце коромысла, и наполнения цилиндра паром, нужно было закрыть сообщение с котлом и открыть кран для впрыскивания воды, закрыть его во время опускания поршня, затем, когда поршень дошел до дна, выпустить образовавшуюся воду и начать снова повторение этих операций.

Первоначально все они производились от руки, но, некоторое время спустя Ньюкомэн придумал механизм, автоматически открывающий и закрывающий в нужный момент соответствующие краны. Суть механизма заключалась в том, что к коромыслу со стороны цилиндра был подвешен длинный брус с выступами, который при движении коромысла вверх и вниз задевал ими за систему рычажков с противовесами, соединенных с соответствующими кранами. Повидимому, все эти усовершенствования были внесены самим Ньюкомэном, как это видно из ряда современных ему изображений машины.

Одним из крупнейших достоинств этой атмосферной машины Ньюкомэна являлось то, что она была вполне по силам технике той эпохи, хотя постройка ее все же представляла собой большие трудности. Сначала цилиндры ньюкомэновской машины делались из меди, трубы — из свинца, коромысло было деревянным (оно представляло собой огромное бревно, а впоследствии даже несколько бревен, соединенных болтами). Мелкие части делались из ковкого железа. Более поздние машины Ньюкомэна, примерно после 1718 года, имели уже чугунный цилинр. Они отливались обыкновенно на литейном заводе Абрагама Дэрби в Колбрукдэле, упорно работавшего тогда над применением кокса к выплавке чугуна. Дэрби ввел усовершенствования и в литейную технику, и только тогда и стало возможным получать цилиндры достаточно хорошего качества. Завод Дэрби в течение многих лет являлся единственным поставщиком цилиндров Ньюкомэна на всю Англию. Впоследствии их стали изготовлять на шотландском заводе Каррон и затем на двух заводах бр. Вилькинсон. Фирмы эти в 1762 году даже заключили соглашение о поставках цилиндров по одинаковым ценам.

Машина Ньюкомэна.

R — котел; d — паровпускная заслонка; DD — цилиндр (в разрезе; изображен момент впрыскивания воды); h — цепь, на которой подвешен поршень; а, Ь — балансир, или коромысло; S — шток поршня насоса.

Очень трудной задачей являлось получение более или менее правильной и гладкой поверхности с внутренней стороны цилиндра.

Уже в 1734 году для этого на заводе Дэрби был установлен специальный станок, представляющий собой несколько измененный станок для высверливания дула орудий.

Этот станок является первой рабочей машиной в машиностроительной технике, в производстве машин. Его усовершенствования сыграли очень большую, можно сказать, решающую роль и в истории паровой машины, но они были внесены значительно позже: в 1769 году инженером Смитоном на Карроновском заводе и в 1774 году Вилькинсоном, ставшим вскоре после этого постоянным и единственным поставщиком цилиндров для машины Уатта.

Ньюкомэновская машина хорошо удовлетворяла потребность в двигателе для насоса, ни для какой другой работы она не употреблялась и носила название «огненный насос», или «огненная машина». Однако, на первых порах ее распространение шло очень медленно. В общем, насчитывают, что Ньюкомэн соорудил сам около шести-семи машин. Постройка ее была делом очень трудным и дорогим. Машина особенно привилась на угольных шахтах, там, где было дешево топливо.

Около 1775 года во всей Англии насчитывалось сто тридцать действующих машин. Из них шестьдесят приходилось на район Ньюкэстль; много было установлено и на Корнуэлских рудниках, несколько машин работало на городских водокачках. Одним из оригинальных применений машины было применение ее на заводе Дэрби, где она накачивала отработавшую на водяном колесе воду снова в верхний резервуар.

Значение ее для горной промышленности было очень велико: она открыла доступ к глубоким пластам руды и угля. Вместе с тем она произвела и большие экономические сдвиги в горном деле, способствовала развитию в нем капиталистических предприятий. Установка машины и эксплоатация глубоких рудников и шахт требовала больших капиталов и была совершенно недоступна для местных артелей рабочих горняков.

Машина Ньюкомэна (верх котла и цилиндр).

XY — брус, подвешенный к коромыслу и приводящий в движение систему рычагов к клапанам и кранам; А и В — рычаги, передвигающие заслонку, закрывающую паровпускное отверстие с внутренней стороны котла; L— паровпускная труба в цилиндр.

Маленькая модель атмосферной машины Ньюкомэна, починить которую Андерсон поручил Уатту, была сделана точь-в-точь как большая настоящая машина и должна была работать, «как большая». Неизвестно, кто сделал ее, но в глазгоуском университете она стояла уже несколько лет. Она была неисправна и работала плохо; ее возили в Лондон к знаменитому оптику и механику Сиссону, но напрасно университет заплатил Сиссону 2 фунта стерлингов: после того, как ее взяли от него в 1760 году, она продолжала «выполнять свою работу» так же неисправно, как и раньше. После этого она простояла на одной из полок кабинета естественных наук еще года три без всякого употребления, пока профессор Андерсон не предложил Уатту посмотреть, нельзя ли все же что-нибудь сделать с этим любопытным, но капризным прибором.

Это было, по собственному свидетельству Уатта, зимой 1763–1764 года. Едва ли до этого Уатт интересовался судьбой этой маленькой модели, едва ли вернули ее из Лондона от Сиссона именно по его просьбе Для того, чтобы дать ему возможность изучить на ней Действие ньюкомэновских машин. Иначе ведь он уж гораздо раньше принялся бы за ее ремонт и гораздо раньше открыл бы ее недостатки. Повидимому, модель ньюкомэновской машины интересовала механика глазгоуского университета не больше, чем другой прибор кабинета естественных наук, и за ее починку он взялся, как за очередную работу, не задаваясь какими-нибудь исследовательскими целями.

Но это не значит, что Уатт до этого времени совершенно не интересовался способами практического применения пара, только не ньюкомэновская машина была предметом его внимания, и, вероятно, мысль об усовершенствовании ее совсем не приходила ему в голову. Любопытно, что даже не от него cамого исходила инициатива заняться изучением действия пара. Впервые к этому, еще в 1759 году, побудил его приятель Робисон, который носился тогда с мыслью «о применении силы паровой машины для приведения в движение повозок, а также и для других целей».

Друзей занимало изобретение чего-нибудь совершенно нового, а не усовершенствование старого. Изобретательство это продолжалось недолго, так как в том же году Робисон уехал воевать в Северную Америку, а Уатт и без этого был завален делами. Но мысль не заглохла, и Уатт возвратился к ней года два спустя.

«Около 1761–1762 гг., — пишет он, — я проделал несколько опытов над силой пара в папэновом котле и сделал нечто вроде паровой машины, укрепив на нем спринцовку, диаметром около 1/8 дюйма, с прочным поршнем, снабженную краном для впуска пара из котла, а также для выпуска его из спринцовки на воздух». Когда открывался кран из котла в цилиндр, то пар, поступая в цилиндр и действуя на поршень, поднимал значительный груз (15 фунтов), которым был нагружен поршень. Когда груз был поднят до нужной высоты, то сообщение с котлом закрывалось и открывался кран для выпуска пара в атмосферу. Пар выходил, и груз опускался. Эта операция повторялась несколько раз, и хотя в данном приборе кран поворачивался от руки, однако, не трудно было придумать приспособление, чтобы поворачивать его автоматически. Машину такой системы, вероятно, и представлял себе Робисон для движения повозки. Характерно, что Уатт уже значительно позже, в патенте 1784 года, описал ее применение именно для этой цели.

Оригинальна ли эта идея? Дело в том, что в трактате Лейпольда «Обозрение гидравлических машин», вышедшем еще в 1724 году, имеется чертеж паровой машины, действующей при помощи давления пара на поршень. Что Уатт изучал Лейпольда, это мы узнаем из показания Робисона, по словам которого желание ознакомиться с этим трактатом побудило Уатта изучить немецкий язык, но сам Уатт нигде о Лейпольде почему-то не говорит и, может быть, умышленно. Вопрос заключается в том, когда попался Лейпольд в руки Уатта — в 1761 году или позже. Знал ли Уатт уже тогда немецкий язык или нет — в сущности, не важно, ведь несложный чертеж можно было понять с первого взгляда, даже и не зная немецкого языка.

Любопытно, почему Уатт перестал тогда работать над своей маленькой моделью, представляющей, в сущности, зародыш машины высокого давления: низкий уровень техники исключал возможность ее осуществления.

«Я скоро оставил мысль построить машину по этому принципу, — говорит Уатт, — так как понимал, что против нее будут сделаны одни из тех возражений, которые делались против машины Сэвэри, а именно: опасность от взрыва котла, трудность плотно сделать соединение и, наконец, укажут на то, что большая часть силы пара будет теряться, ибо не будет образовываться вакуума, содействующего опусканию поршня».

Из данных, приводимых Уаттом, видно, что давление пара в цилиндре достигало почти трех атмосфер.

Ни одной строчки из современных записей о первых шагах Уатта по тому пути, который привел его к усовершенствованию паровой машины, о той предварительной работе, которую он проделал до момента своего изобретения отдельного конденсатора, не сохранилось. И самому Уатту, и его друзьям вспоминать и рассказывать об этом пришлось лет через тридцать после описываемых событий и в обстановке, требующей далеко не беспристрастного, но умелого подбора фактов и суждений и тщательного взвешивания каждой фразы. Одним словом, старину вспоминали на заседании суда «Общих Тяжб» в Лондоне, 16 декабря 1796 года, по иску Уатта и Болтона против Горнблоуэра и Маберлея, по обвинению последних в плагиате. Рассказ Уатта — это объяснение истца, а рассказ Робисона и Блэка — это свидетельские показания в судебном процессе, сделанные в пользу Уатта. Можно ли им придавать так много веры? И сам истец, и его свидетели далеко не всегда точны в своих показаниях и иногда противоречат друг другу.

Рода два спустя после процесса друзья рассказали историю изобретения еще раз и притом обмолвились замечаниями, которые очень понравились Уатту.

Блэк в своем курсе химии приписал себе неподобающе большую роль в изобретении: по его словам, выходило, что Уатт сделал свое изобретение отдельного конденсатора только благодаря знакомству с его теорией скрытой теплоты, а Робисон, редактировавший этот курс, изданный им по смерти своего Друга Блэка, подтвердил это в своем введении к этому курсу и, кроме того, в своей статье о паровых машинах в Британской энциклопедии, и в своем курсе «Механической философии» он повторил те же «ошибки».

На оригинальность мыслей изобретателя была на брошена легкая тень. Уатт возражал против этого и рассказал еще раз историю своего изобретения. Обычно этот рассказ и кладется биографами Уатта в основу их изложения, но по самой своей цели этот рассказ не может не вызвать сомнений в его беспристрастии. История изобретения изложена Уаттом в большом примечании к курсу «Механической философии» Робисона. Уатт редактировал этот курс своего покойного друга и внес в него некоторые примечания, дополнения и поправки. Главная цель изложения Уатта — показать полную свою независимость от Блэка и то малое значение, которое имело для него, Уатта открытие этого замечательного физика, на чем, собственно, и настаивали и Блэк, и Робисон.

В письме к издателю курса Робисона, Брюстеру Уатт старается показать, что не следует особенно доверять Робисону. Надо вспомнить, что Робисона не было в то время в Глазгоу, когда он там работал над паровой машиной: Робисон в это время был занят военными подвигами у берегов Северной Америки. А затем, когда Робисон писал свою статью о паровой машине, то, по мнению Уатта, «он не имел правильных сведений и слишком доверился силе своей необыкновенной памяти уже в то время, когда она, вероятно, была ослаблена тяжелым, длительным болезненным состоянием и теми средствами, к которым он вынужден был прибегать для облегчения боли, а поэтому он впал в ошибки относительно фактов, а также и некоторые выводы оказались неправильными».

Очень жаль, что не дошли до нас, или до сих пор не открыты, современные деловые записи Уатта об его первых исследованиях, связанных с паровой машиной. Любопытно было бы проследить именно первые шаги его творческого пути; повидимому, какие-то записи были, по крайней мере Уатт ссылается на них в упомянутом письме к издателю Брюстеру, указывая на то, что на основании их сделал поправки к изложению Робисона.

По очень неясным рассказам Уатта, по нередко расходящемуся с ними изложению Робисона и Блэка почти невозможно во всех деталях восстановить действительный, исторический, так сказать, ход его работ и, описывая ту или иную стадию их, невозможно избегнуть ошибки, приписывая ему сведения, наблюдения и выводы, которые были сделаны лишь позже.

В письме Уатта к Брюстеру бросается в глаза, как много он знал, когда работал над ньюкомэновской машиной. Всех перечисленных там сведений и наблюдений было бы вполне достаточно, чтобы сделать то изобретение, которое он сделал, но дело в том, что эти сведения и выводы он приобрел, вероятно, в самом ходе работы, в борьбе с неудачами, в поисках их причин, в стремлении найти им объяснение. В конце-концов он и нашел эти объяснения и сделал из них практические выводы. Фактов было накоплено уже достаточно, а то, чего еще нехватало, было доделано им самим. Но биографа интересует другой вопрос: как эти сведения приходили к Уатту, в какой последовательности, какие из них и как им были применены, сразу ли, или мимо многого он проходил, первоначально не замечая. Сам Уатт своими воспоминаниями может оказать лишь незначительную помощь биографу, которому поневоле придется итти ощупью…

Уатт принялся за работу по ремонту машины Ньюкомэна со своей обычной тщательностью и аккуратностью, отделывая и проверяя каждую деталь и ее механическое действие. Через его руки прошло уже столько точных геодезических инструментов, что, казалось, не хитрое дело было исправить эту не такую уже с механической точки зрения сложную, но почему-то плохо работающую модель.

«Я принялся за ремонт машины просто как механик», — писал впоследствии Уатт. То же самое говорит и Робисон: «Эта модель была для него и для меня первоначально просто интересной игрушкой». А между тем «эта игрушка» готовила Уатту ряд самых неприятных сюрпризов. Маленькая капризная модель, когда он принялся за нее, стала загонять его из одного тупика в другой, как бы издеваясь над всем его искусством, наблюдательностью, аккуратностью.

Вероятно, приступая к работе, Уатт имел очень смутное представление о действительной работе ньюкомэновской машины. Прямо поразительно, как мало Уатт на первых порах интересовался работой этих машин на практике. Вообще говоря, в Шотландии в то время еще мало было развито горнозаводское дело и почти не было огневых машин, и, вероятно, Уатт вообще еще ни одной такой машины не видел. По крайней мере ни сам он, ни кто-либо из его друзей не указывают на это.

Но в данном случае это имело, пожалуй, и свою хорошую сторону. Гораздо резче выступили перед ним многие явления, на практике прикрытые и предупрежденные сложившейся в течение многих лет рутиной ухода за машиной. Вероятно, он, мастер точной механики, не имеющий ни малейшего представления об этом уходе за огненной машиной, со своей моделью наделал множество таких «глупостей», каких, наверное, не сделал бы с большой, порученной ему машиной ни один мало-мальски знающий машинист.

Но Уатту пришлось также столкнуться и с теми трудностями, с которыми сталкивались люди, работающие при машине; изъяны ее работы они считали, вероятно, вполне нормальным явлением или же имели, должно быть, во избежание и предупреждение их, целую систему приемов и навыков, может быть, составлявших профессиональную тайну опытного машиниста. Уатта же все ставило в тупик, а вместе с тем заставляло самостоятельно искать выход. Попади Уатт на шахту, да еще к опытному машинисту, ему, возможно, самому пришлось бы изыскивать те вопросы, которые тут плохо работающая модель сама как бы ставила ему.

В начале длинного пути долгой исследовательской работы, приведшей к изобретению, стояла неудача. Большой еще вопрос — стал бы Уатт заниматься изучением ньюкомэновской машины, а затем действием пара, если бы не встретил в самом начале затруднение при починке модели.