— Есть у тебя кусочек шелка, Ма?
— Шелка? Зачем тебе, Хюг?
— Чтобы сделать молнию, Ма.
М-с Сесиль, известная больше под именем «старой лэди Сесиль», подняла глаза. Хотя она уже привыкла к странностям Хюга, но эта просьба показалась ей особенно нелепой.
Зачем мальчику шелк? Его объяснение казалось ей еще более странным.
— Лучше бы ты вскопал участок, чем тратить время на пустяки.
— Я уже вчера кончил копать, Ма. И это вовсе не пустяки. Я могу сделать молнию при помощи шелка и куска стекла. Так написано в «Прадедушкиной книге».
Эти слова помогли.
В одиноких долинах Южных Аллеган живет много семейств, которые происходят от английских эмигрантов, переселившихся во время Пуританской Коммуны. Эти семьи обыкновенно крепко держатся всего того, что может напомнить об их происхождении, и часто в простой хижине можно найти наследственные сокровища, восходящие к XVII и даже XVI веку.
Сесили из Муравьиной долины происходили от лорда Берли Сесиля, первого министра Елизаветы… Теперь же их образ жизни ничем не отличался от их соседей. У них также были свои сокровища. Самой главной реликвией прежней славы была «Прадедушкина книга» — старинная рукопись, написанная отдаленным предком. Хюг был единственным членом семьи, который после многих поколений заинтересовался этой книгой. Его отец, носивший историческое имя Берлингем или Берли Сесиль, не умел даже читать.
— Ты в самом деле вскопал полосу? — спросила старая лэди Сесиль.
— Право, Ма.
М-с Сесиль лениво поднялась. Это была угловатая женщина в полинялом бумажном капоте и шляпе, которую она редко снимала даже дома. Она открыла скрипучий ящик самодельного бюро, вынула оттуда кусочек яркой материи и дала его Хюгу.
М-с Сесиль дала Хюгу кусочек яркой материи.
— Это наверное шелк, Ма? — озабоченно спросил он.
— Это от подвенечного платья матери твоего отца. Я спрятала его для лоскутного одеяла. Он старый и должен быть хорош. В то время еще работали без обмана. — Кивком головы Хюг присоединился к пренебрежительному тону матери.
Мальчику-горцу плутни коммерсантов, стремящихся к наживе, казались тем же воровством. Его отец часто повторял ему, что убийцу можно было в иных случаях считать своим другом, — особенно, если убийство совершилось на почве мести или семейной вражды, — но вор был недостоин даже презрения. Теперь, однако, Хюг был слишком переполнен своими собственными мыслями, чтобы долго разговаривать.
— Если это настоящий шелк, это хорошо. Спасибо, Ма. Увидишь, что я с этим сделаю.
М-с Сесиль почти не обратила внимания на его слова. Трудно было заинтересовать ее, еще труднее удержать этот интерес надолго.
Голова ее была слаба и она не умела сосредоточиться на чем-нибудь больше, чем в течение нескольких минут. Большую часть дня она проводила сидя со сложенными на коленях руками, решительно ни о чем не думая.
Хюг был совсем другой. Среди жителей долин бывают случаи, когда ребенок в силу атавизма рождается с способностями своих предков. Такие случаи не редки, и в последнее время много выдвинулось людей, выросших и воспитанных в уединенных долинах.
Отец Хюга сидел на пороге в своей обычной позе— на перевернутом бочонке с винтовкой на коленях. Проходя мимо него, Хюг сказал:
— Отец, я иду в шалаш, буду делать молнию.
Отец, я иду в шалаш делать молнию.
«Шалашом» называлась маленькая, низенькая бревенчатая хижинка, которую много лет тому назад Хюг построил вместе с своим старшим братом для игры в войну. Мальчики хотели сделать это строение своей крепостью и отвели от водопада ручеек, который проходил через угол шалаша.
После смерти брата Хюг остался совершенно один. Какой-то врожденный инстинкт механика побудил его в свободное время сделать грубые модели тех немногих машин, которые ему довелось видеть. Он взял старое колесо, в котором уже не было шины и многих спиц, прикрепил к ободу его несколько пустых жестяных кружек, и, пустив довольно сильную струю воды, которую давал водопад, устроил водяное колесо, которое приводило в движение маленькую, круглую пилу и крошечный жернов.
Водяное колесо Хюга.
Это были единственные две машины, которые Хюг видел в действии, и он скопировал их, как умел. Пила была слишком расшатанная и ее нельзя было употреблять в дело, зато мальчик на своей маленькой мельнице мог молоть рожь и пшеницу для своей маленькой семьи.
Однажды, в Фолджэмбвилле — ближайшем городе — мальчик увидел около грязного, некрашенного дома, который носил название «Отеля», автомобиль. Машину раскрыли, чтобы дать остыть двигателю, и Хюг рассмотрел механизм насколько мог подробно. Владелец машины, вернувшись после обеда, увидел, как мальчик поражен и заинтересован, и рассказал ему в коротких и простых словах устройство двигателя.
Хюг рассмотрел механизм насколько можно подробно.
Как ни элементарно было его объяснение, все же оно было слишком трудно для понимания Хюга. Даже многие слова остались для него пустым звуком. Только две вещи он действительно усвоил. Первое — что какая-то штука, называемая «электрической искрой», воспламеняла бензин и пускала в ход что-то, что приводило в движение машину. Это мальчик мог понять, так как он знал, что пуля из винтовки вылетала благодаря вспышке пороха.
Затем он понял еще одну вещь, которая как раз соответствовала его механическим запросам. Он понял устройство поршня и сообразил, что движение вверх и вниз может переходить в круговое движение, и что благодаря этому вертелось что-то, что заставляло вращаться колеса автомобиля. Ему хотелось знать, можно ли сделать наоборот.
— Мистер, — спросил он, — можно ли так приспособить движущую силу, которая идет кругом, чтобы она работала взад и вперед?
— Конечно, — ответил владелец автомобиля. — Вращательное движение — то, что ты называешь движущая сила, идущая кругом, — может легко переходить в поступательное движение, или, как ты говоришь, взад и вперед. Так работают многие машины. Для этого надо к вращающемуся колесу прикрепить — но не в центре— стержень с двумя свободными шарнирами, и стержень будет двигаться вверх и вниз. А чтобы он не болтался, пусть нижний конец его ходит внутри круглой коробки или трубки. Вот и все.
Вернувшись из Фолджэмбвилля, Хюг постарался применить на практике свои новые познания в механике. Он раскалил проволоку и прожог в одной из спиц своего колеса небольшое отверстие на равном расстоянии от обода и от ступицы. В это отверстие он крепко вклинил деревянный клин, длиною шесть дюймов, с ушком в свободном конце. Так получился грубый «эксцентрик»[1], хотя, конечно, мальчик не знал этого названия. Затем, следуя указаниям владельца автомобиля, Хюг отрезал длинную, прямую тросточку, снял с нее кору и прожог дырочку в каждом конце. Через верхнюю дырочку он привязал этот прут к ушку клина, сделав свободный узел, чтобы у стержня был некоторый свободный ход. Это был его «коленчатый вал».
Владелец автомобиля говорил о двух свободных шарнирах. Хюг напряг всю свою память, чтобы хорошо вспомнить его объяснения.
Он решил, что нижний конец прута должен быть прикреплен к «кулаку», как он назвал это, потому что настоящее слово он забыл. Для этого он приспособил круглое полено, в середине которого выжег дырочку и прикрепил «кулак» к нижнему отверстию прута. Так он устроил свой поршень грубый, но пригодный для работы. Устроить цилиндр было труднее. Сперва Хюг приспособил кусок ржавой дымовой трубы. Правда, эта труба развалилась после первых двух-трех ходов поршня, но он увидел, что находится на верном пути. У трубы, кроме ее хрупкости, был еще один недостаток. Она не давала Хюгу возможности применить машину на деле, а мальчику всегда хотелось добиться практических результатов.
После долгих размышлений он, наконец, додумался до того, что надо устроить соединение непосредственно с поршнем, потому что соединительный прут был слишком слаб и непрочен.
Для этого надо было, во-первых, чтобы в цилиндре была расщелина, чтобы поршень мог свободно двигаться вверх и вниз. Во-вторых, цилиндр должен быть тяжелый и хорошо укрепленный, чтобы выдержать боковое давление на поршень.
Если бы мальчик мог достать совершенно новую трубу, он прорезал бы в ней отверстие в дюйм шириною, а длиною в две трети длины трубы, вверху и внизу оставил бы полосы, чтобы труба не развалилась, и все его затруднения были бы устранены. Но у него не было денег, чтобы купить трубу; он просил позволения взять трубу от кухонной печки, но ему не позволили. Тогда ему пришлось самому смастерить что-нибудь, что бы заменило трубу. Он нашел пустую пятигаллонную жестянку из-под керосина и вырезал в одной из ее стенок отверстие в дюйм ширины; сверху и снизу он оставил непрорезанные места. Потом он взял три пустые банки из-под томатов, отрезал от одной из них крышку, а от двух других и крышку и дно. Затем сделал нарезки в краях той жестянки, где было дно и в одном из краев еще одной, где дна не было, и отогнул полоски жести между этими нарезками попеременно в обе стороны, чтобы получились выемки. Туда он приладил прямые края двух банок. Когда он отогнул назад нарезки и крепко приколотил молотком, получился гладкий, прямой цилиндр.
Затем он прорезал в цилиндре отверстие такое же, как сделал раньше в керосинной жестянке, вложил цилиндр в жестянку так, чтобы одно отверстие пришлось к другому; свободное пространство между стенками цилиндра и жестянки он наполнил землей и плотно ее примял. Таким образом банки не могли сдвинуться в сторону, потому что им не позволяла земля, и не могли наехать одна на другую из-за плотно пригнанных нарезок. Тяжесть земли крепко сдерживала банки в одном положении. Наконец, у Хюга был прочный цилиндр.
Хюг вложил в этот цилиндр поршень и установил жестянку, подперев ее камнями, прямо под коленчатым валом, так, чтобы поршень в своем низшем положении почти — но не совсем — достигал дна цилиндра.
Вверху жестянки он укрепил параллельно две деревянные палки, оставив между ними расстояние, через которое мог свободно проходить коленчатый вал. Эти палки сдерживали цилиндр, не давая томатным банкам отходить одна от другой вследствие удара поршня сверху.
После этого Хюг пустил водяное колесо. Колесо завертелось, эксцентрик коленчатого вала двинул поршень, и он стал ходить внутри цилиндра вверх и вниз. Правда, он сильно стучал при этом, но все-таки делал свое дело.
Колесо завертелось.
Так Хюгу удалось достигнуть того, что вращательное движение водяного колеса перешло в поступательное движение поршня.
Но мальчик еще не был удовлетворен.
Он хотел приспособить свой поршень для какой-нибудь работы и придумал, как это сделать.
Через отверстие в керосинной жестянке и в цилиндре он вогнал в поршень клин, который торчал из цилиндра наружу. К этому клину он прикрепил прямой соединительный стержень, и таким образом мог заставить машину производить работу. Позднее ему удалось добиться горизонтального движения.
С точки зрения механики идеи мальчика были верны, хотя и грубы. Если вспомнить, что у него не было ни знания, ни руководителя, ни книг, ни приспособлений, что ему приходилось совершенно самостоятельно додумываться до всего, то достижения его надо признать необыкновенными.
В своей бревенчатой хижине мальчик ощупью, шаг за шагом, добивался того, к чему человечество пришло после целых веков работы.
Правда, принципы работы стали ему известны из краткого разговора с владельцем автомобиля.
Машины Хюга работали, но пользы от них было мало. Свободные веревочные соединения и обструганные ножиком деревянные части производили трением потерю энергии, так что поршень едва мог приводить в движение маслобойку. Однако, эти машины оказали Хюгу большую услугу, прежде всего потому, что на них он научился думать и воплощать свои мысли, а также и потому, что даже как машины они оказали влияние на его позднейшую деятельность.
То, что владелец автомобиля сказал Хюгу о переходе вращательного движения в поступательное, ему удалось хорошо использовать. Вторая же часть объяснения об электрической искре — никак ему не давалась. Сколько он ни думал — ничего не выходило.
В ответ на его расспросы, отец сказал ему, что электричество — то же самое, что молния. Больше он ничего не мог объяснить, потому что и сам больше ничего не знал.
Много думал над этим Хюг — и за работой в поле, и копая картошку, и за пилкой дров, и бродя по горам со своим старым ружьем. Он все спрашивал себя, нельзя ли так же заставить работать молнию, как он сделал это с горным потоком. Заставил же владелец автомобиля работать «электрическую искру», неужели же он не сможет? Но он не знал, как это сделать, а стащить молнию с неба на землю казалось так же невозможным, как закинуть лассо на луну.
Почти через два года после единственной поездки Хюга в Фолджэмбвилль, наступила та знаменитая зима, когда давно пустовавшая школа Муравьиной долины снова увидела в своих стенах учительницу. Это была старая дева, необразованная и неумная, но все же Хюг научился у нее читать. К несчастью, община была бедная и могла содержать учителя только два месяца в году. Когда этот срок кончился Хюг едва успел научиться немного писать. В следующем году урожай был плохой и учителя не было вовсе. Все же начало было сделано. Хюг настолько научился читать, что мог уже читать самостоятельно. Медленно, с трудом угадывал он значение прочитанных слов, читая то, что было у него под рукою. Трудно ему приходилось, но тем лучше запоминал он то, что читал,
В доме было только две книги. Одна была «Демонология и Колдовство короля Якова Первого», которая считалась священной реликвией; другая — пресловутая «Прадедушкина книга». Ее написал не прадед Хюга, а его предок Роджер Сесиль, пионер и основатель американской ветви этого рода, который приехал в Виргинию в 1652 г.
Книга называлась «Новые теории предметов». Она сыграла большую роль в жизни Хюга. Написана она была поблекшими чернилами на пожелтелой бумаге, и содержала странную смесь средневековой физики и суеверий алхимиков, а также некоторые довольно меткие суждения о принципах научного эксперимента.
Большую часть книги занимал перевод на английский язык первой части книги Вильяма Джильберта «О магните и магнитных телах», книги, которая дала Джильберту прозвище «отца электричества», изданной по-латыни в 1600 году. Затем следовали длинные цитаты из книги Джелибранда «Математическое рассуждение о магнитной стрелке», появившееся в 1635 году. Эта часть рукописи была почти непонятна Хюгу, потому что его познания в математике не шли дальше таблицы умножения и то не больше, как «на шесть».
Вторая часть книги заключала воспоминания о разговорах автора с его близким другом Робертом Бойлем, который был первым ученым своего времени, и написал несколько книг по электричеству и химии.
Там было также письмо Бойля из Магдебурга, где он посетил Отто ф.-Герикке, который спустя несколько лет прославился, как изобретатель воздушного насоса; это письмо говорило о ранних опытах Герикке в физике, с комментариями самого Бойля.
Из последних глав книги можно было понять, что предок Хюга был занят какими-то тайными исследованиями в области магнетизма и электричества, когда разразилась гражданская война между Кавалерами и Круглоголовыми. Ученый дилетант сейчас же бросил свои опыты и взялся за меч. Его родственник, граф Сольсбери-изменник, предал его в руки врагов, чтобы заслужить милость Кромвеля. Роджеру Сесилю удалось бежать в Америку. Трудности жизни пионера не оставляли ему времени для научных занятий, и только рукопись, оставшаяся «после него, рассказывала о его исследованиях.
Трактат о колдовстве и „Прадедушкина книга“ составляли всю библиотеку Хюга. В течение двух лет, следовавших за его коротким пребыванием в школе, он перечитал их много раз: во-первых, для того, чтобы научиться бегло читать; во-вторых, чтобы овладеть их содержанием, и, наконец, чтобы научиться применять почерпнутые в них сведения на деле.
В книге о колдовстве не было ничего полезного для Хюга и он скоро ее оставил. Из второй же книги он мог наизусть повторить каждую строчку, не исключая даже слов о математике, которых не понимал.
Как ни странно, но за два года ему не пришло в голову самому попытаться сделать что-нибудь из того, о чем говорилось в книге. Он видел, как работали машины — пила и мельница — и естественно было скопировать их, но электричество» и «магнетизм» были для него только словами из старой книги.
Случайные слова его отца неожиданно привели мальчика на путь опытов. За несколько дней до того момента, когда Хюг просил у матери кусок шелка, Берли Сесиль вернулся домой после неудачной охоты, промокший и сердитый. Увидев Хюга, по обыкновению, за книгой у огня, он сказал резко:
— Что ты вечно сидишь над этой книгой? Почем ты знаешь, что то, что в ней написано — правда? Скажи-ка!
Озадаченный Хюг на минуту стал в тупик, но тут-же ответил:
— Прадедушка был Сесиль и не мог лгать…
Отец не ответил сразу. Лишь через несколько часов он сказал так, как будто разговор не прерывался:
— Он, ведь, мог ошибаться!
Потом он вытряхнул пепел из трубки на сосновый стол.
Как и все соседи, Берли Сесиль курил глиняную трубку. Но у него была еще одна трубка, которую он курил только дома: она была деревянная с янтарным мундштуком. Он купил ее давно, 18 лет тому назад, когда был молод, служил и получал хорошее жалованье и ухаживал за матерью Хюга.
Мальчика задело сомнение в «Прадедушкиной книге» и в нем сразу загорелось желание доказать, что то, что в ней написано — правда. Если бы этот единственной источник знания оказался несостоятельным, что бы ему осталось тогда?
Когда отец выколачивал о стол трубку, Хюг случайно увидел желтый блеск янтаря. Молнией слово «янтарь» пронеслось в его мозгу. Он нагнулся.
— Это янтарь на твоей трубке, отец?
— Думаю, — был неторопливый ответ, — так сказал лавочник.
Хюгу вспомнилась фраза из книги:
«Если сильно потереть кусок янтаря о шерстяную материю».
— Отец, — спросил Хюг, — твоя куртка — шерстяная?
— Твоя мать сама чесала шерсть, пряла и ткала ее. У мальчика от внезапного волнения захватило дыхание.
— Потри янтарь о рукав, отец! Потри сильно!
— Зачем, мальчик?
— Потри, потри!
С безразличным видом, горец несколько раз резко потер мундштук о свой рукав.
— Ну, отец, поднеси янтарь близко к столу и посмотри, что будет.
Мальчик слышал биение своего сердца, когда отец, потерев в последний раз, поднес мундштук своей старой трубки к пеплу. Пепел прыгнул к янтарю, как живой.
— Чорт возьми, — воскликнул отец.
Он повторил опыт несколько раз. Каждый раз пепел прыгал. В восторге от своего успеха, Хюг выбежал из комнаты и вернулся с пушинкой, которую выдернул из подушки.
— Потри опять и попробуй это, отец.
Секунды было довольно. Янтарь не только сразу притянул пушинку, но даже, когда подняли мундштук, пушинка висела на нем больше минуты. С тоненьким кусочком бумаги было то же самое.
— Как раз, как сказано в книге. Видишь, отец. Все верно!
Несмотря на его умственную неподвижность, результат опыта, описанного его предком три века назад, произвел на горца большое впечатление. Он был настолько заинтересован, что стал расспрашивать Хюга о том, какая же причина толкает пушинку к янтарю.
Но в те отдаленные годы наука еще не объясняла причин. В «Прадедушкиной книге» было только сказано, что хотя янтарь (по-гречески « elektron») первое вещество, в котором было замечено свойство притягивать и удерживать другие вещества, все-же он не единственный, как думали древние греки. Старая книга утверждала, что есть много веществ, которые, если потереть, притягивают легкие предметы.
Кроме того, предок Хюга больше интересовался магнетизмом, чем электричеством, так же, как и его предшественник, великий Джильберт. Ни тот, ни другой не имели ни малейшего представления, что электричество и магнетизм могут быть различными формами одной и той же силы. Открытие тесной связи электрических и магнитных явлений повело к развитию телеграфа, телефона и, наконец, радиотехники, последнего чуда науки, примененного для практических целей.
На следующий день, после опыта с мундштуком, интерес горца исчез. Хюг же пролежал всю ночь без сна, стараясь додуматься до причины удивительного явления, которое он видел накануне. Рассвет застал его в состоянии сильного возбуждения. Успех его первого опыта заставил его ревностно приняться за попытки сделать самому то, что написано в книге. Он все бы отдал за магнит, о котором так много было написано в книге, но не знал, где его можно купить, да и денег у него не было. Позже он узнал, как сделать магнит, но это время пока еще не настало. Сначала он довольствовался тем, что все повторял опыт с янтарем и тер его о кусок фланели.
«Прадедушкина книга», описывая исследования Джильберта, указывала, что свойство притягивать есть физическое свойство, а не только принадлежность янтаря, так как и другие вещества были также «электрическими».
Об этих веществах старинный автор писал: «Плотный стержень из чистого стекла, потертый об шелковую материю, изготовленную из коконов китайских шелковичных червей, — приобретает свойство притягивать; мало того, если поднести к нему палец, можно увидеть искру».
Найти «стержень из чистого стекла» где-нибудь около бревенчатого шалаша в горной долине было, конечно, невозможно. Значит, надо было его сделать. Хюг заметил, что куски сломанного стекла склеивались в сильном огне костра. Значит можно расплавить стекло. Хюг решил сделать стеклянный стержень.
После долгих безуспешных стараний, ему, наконец, удалось расплавить несколько кусков битого стекла в глиняной форме. Это было результатом двухнедельной работы. Мальчику пришлось самому делать древесный уголь и починить старую пару мехов, у которых разлезлась кожа и потерян был клапан. Когда стержень был закончен, его далеко нельзя было назвать чистым. Он был грязного цвета, мутный, плохо сплавленный и далеко не прямой. Но мальчик надеялся, что все-таки достигнет цели с его помощью. Перечитывая место об искре, вызываемой прикосновением пальца, Хюг заметил, что об этом говорит Отто ф. — Герикке, который (в 1665 г.) первый построил электростатическую машину. Эта машина состояла из серного шара, который вертелся с помощью колеса, и которому сообщалось электричество прикосновением рук экспериментатора, предварительно хорошо нагретых у печки.
Предок Хюга, рассказывая об этом, заметил, что стеклянный шар или круг может заменить серный шарик. На самом деле, этот опыт был произведен двадцать лет спустя великим английским философом и ученым Исааком Ньютономи успех стеклянного круга повел к постройке нескольких типов мощных статических машин, как, напр., машина Рамсдена (1768) и Нэрна (1787). Опыт мальчика с янтарным мундштуком убедил его, что все в книге его прадедушки было верно. По счастию для него, его наставник предостерег его от излишней доверчивости в области научных открытий. Предок Хюга научился осторожности от Джильберта, этого старого мыслителя времен Елизаветы, который еще в 1588 г. писал: «люди с острым умом могут легко увлекаться и впадать в заблуждение». «В этой книге о магните не написано ничего, что не было бы предварительно испытано и много раз выполнено и повторено моими собственными руками. Пусть никто не будет слишком доверчив, потому что и в старину и теперь много вымысла и лжи предлагается неучами и усваивается людьми».
Джильберт приводит много грубых суеверий, связанных с магнетизмом, как, например: магнит теряет свою силу, если его натереть чесноком; магнит, изготовленный под определенным планетным влиянием, притягивает рыбу в сети; если присоединить оккультные чары к магнитной силе, можно найти скрытый клад, или еще: магнит может открыть любой замок, если произнести определенные слова; а если ржавчину намагниченных опилок развести в воде, получится любовный напиток…
«Хотя немного нужно, чтобы признать эти сведения ложными, — пишет старинный ученый, — все же я не объявлял их таковыми, пока сам не убедился в их вздорности на деле». Так предупрежденный против поспешных выводов, но веря свято в «Прадедушкину книгу», Хюг решил испытать утверждение, что, если стержень из чистого стекла потереть «китайским шелком», в нем будет достаточно электричества, чтобы получилась искра. Как сам он выразился на своем простом языке, мальчик хотел «сделать молнию», и так он и объявил о своем намерении отцу и матери. Он был очень удивлен, когда его отец поднялся и, вскинув ружье на плечо, сказал:
— Пожалуй, и я пойду.
Это указывало на большой интерес, потому что Сесиль за три года и пол-дюжины раз не был в шалаше, и смотрел на сделанные Хюгом модели, как на детские игрушки, но то. что предполагаемый опыт был основан на «Прадедушкиной книге» придавало ему в глазах горца серьезный характер. И модели в хижине показались ему на этот раз более значительными. Успех опыта с янтарем как бы возвеличил все прежние попытки Хюга в его глазах. Где-то в глубине неподвижного разума горца родилась мысль, что может быть из его мальчика выйдет что-нибудь получше, чем из других мальчиков-горцев.
Надежды Хюга были так велики, что отец его ожидал чего-то необыкновенного из «делания молнии». Ему суждено было разочарование. Правда, стеклянный стержень наэлектризовывался, когда его терли шелком. Он притягивал соломинку, пушинку, кусочки бумаги, пепел. маленькие пробковые шарики и другие мелкие предметы еще лучше, чем янтарь. Но как сильно Хюг ни тер, искры не получалось.
Разочарование мальчика было еще больше. Он не только сам хотел добиться цели, но хотел показать отцу блестящие результаты своей работы. Он знал, что, если не будет удачи, ему не вызвать снова интереса отца.
Между легкими предметами, которыми Хюг испытывал притягательную силу натертого шелком стеклянного стержня, был маленький пробковый шарик. Он был почти правильной формы. Пока мальчик, в отчаянии, натирал стекло, горец курил, и лениво тер свой янтарный мундштук о рукав, а затем поднес его к пробке. Маленький шарик, как заколдованный, покатился за янтарем. А между тем, стеклянный стержень только что его оттолкнул. Это было странно.
Горец медленно размышлял над странным поведением пробкового шарика.
Наконец, он сказал:
— Я думаю, Хюг, что тут есть что-то странное.
— Что-же, отец?
— Вот, когда ты поднес этот кусочек пробки к стеклу, он раньше притянулся, а потом оттолкнулся.
— Да.
— И ты даже сказал, что видно стеклянный прут причиняет боль своим прикосновением, так что во второй раз предметы не идут к нему, а убегают от него.
— Так мне показалось, отец.
— Ну. так вот, когда я поднес мою трубку к этому кусочку пробки, она не оттолкнула его, а притянула.
— В самом деле?
— Попробуй сам.
Удивленный и озадаченный, мальчик снова и снова повторил опыт. Не было сомнения. Шарик, наэлектризованный янтарем, отталкивается, если его поднести во второй раз; а к натертому шелком стеклу он быстро притягивается. Если его электризовали стеклом, он точно так же отталкивался от него во второй раз, а янтарем притягивался.
— Выходит, что есть два сорта электричества, Хюг?
— Выходит так.
— Стол у нас не совсем гладкий, так что шарик не может хорошо катиться. Попробуй подвесить его как-нибудь, тогда будет яснее.
Хюг был удивлен, что отец так заинтересован, но не показал виду. Горец же был очень горд, что раньше сына заметил, что есть разное электричество. Это было первое открытие в его жизни. В щель в стене Хюг всунул палку и стал искать в кармане веревку. Но у него ничего не было кроме кусочка бечевки, которая не годилась для маленького шарика. Заметив, что кусочек шелка немножко раздерган, Хюг выдернул из него шелковинку, завязал на кончике узелок, проделал в шарике иголкой дырочку, продел шелковинку и повесил шарик. Этот качающийся кусочек пробки, быстро реагирующий на всякое влияние, ясно показал отцу и сыну, что есть два рода электричества. Хюг тут же назвал их «стеклянным» и «янтарным». Так, два экспериментатора самостоятельно повторяли в бревенчатом шалаше, ничего о них не подозревая, опыты дю-Фэя, французского физика, который в 1733 г. первый опубликовал теорию «двух электрических флюидов». Он назвал их стеклянным и смолистым (янтарь — окаменелая смола).
В тот день Хюг усвоил, что предметы, заряженные стеклянистым (теперь называемым положительным) электричеством отталкивают предметы, заряженные одноименным с ними электричеством. Те же, которые заряжены смолистым электричеством (отрицательным; также отталкивают подобные себе, тогда как предметы, заряженные разноименным электричеством взаимно притягиваются.
Почти каждый знает это первое правило науки об электричестве: одноименные отталкиваются, разноименные притягиваются. Хюг в своих далеких горах должен был сам дойти до этого. Он бы, конечно, никогда этого не мог сделать, если бы «Прадедушкина книга» не натолкнула его на правильный путь.
— Это все очень интересно, — признал горец, когда они шли домой есть свой обед — жареную свинину с ржаным хлебом, — но все-таки молнии ты не сделал.
— Сделаю, отец! — твердо ответил мальчик. Он хотел ночью обдумать то, чего достиг в течение дня, но глаза его закрылись против его воли. Первая мысль его, когда он проснулся была о его новом открытии.
Он ясно видел, что сможет вызывать или производить электричество с помощью янтаря и фланели, или же стекла и шелка. Это было легко. В книге было сказано, что можно получить искру с помощью вращающегося серного шарика, или вращающегося же стеклянного круга. Серы у него не было, так что об этом нечего было и думать.
Конечно, трение вращающегося стеклянного круга должно было дать больше энергии, чем стеклянный стержень, натертый шелком, но, в сущности, это было одно и то же. Может быть, думал Хюг, количества полученного электричества было достаточно, чтобы притягивать легкие предметы, но мало, чтобы дать искру? Если так, то его принцип был правилен, но ему не удалось еще получить достаточного количества энергии.
Хюг не был особенно способным, но его образ жизни давал ему возможность сосредоточиться всецело на своей задаче. Все силы его ума были сконцентрированы на ней.
Так, он додумался, что разница между натиранием стеклянного стержня и вращением стеклянного колеса была только механической. Между тем, его водяное колесо могло ему дать механическую (двигательную) энергию. Трудность была в том, чтобы приспособить водяное колесо к новой работе. Первым делом надо было достать стеклянный круг. Он взял оконное стекло размером около квадратного фута и с большим трудом надел его на деревянный стержень, который прикрепил к оси жернова. Ему очень мешали углы стекла, но он не мог придумать, как избавиться от них, не разбив стекла. Алмаза, которым можно было бы срезать их, у него, конечно, не было. Пришлось углы оставить.
Боясь, что, если водяное колесо будет вертеться слишком быстро, стекло разлетится вдребезги, — он раз видел на лесопилке, как вследствие сильной скорости разлетелась в куски круглая пила, сделанная из очень хорошей стали, — он решил уменьшить скорость водяного колеса. Для этого он обвязал тряпками большинство кружек на ободе колеса, так что действовало только несколько штук; благодаря этому колесо стало вращаться медленнее. Когда Хюг соединил стекло с колесом. и оно стало хорошо вращаться, он увидел, что получить электричество можно было легко путем прижимания шелкового лоскутка к вращающемуся стеклу. Сила притягивания была, конечно, больше, чем та, которая получалась от стеклянного стержня. Но искры все-таки не было.
Мальчик испытывал трение дюжины различных предметов. Вспомнив опыт Герикке с серным шариком, он попробовал слегка прижимать к вращающемуся стеклу свои руки, предварительно хорошо их нагрев. Это давало хорошие результаты, но не лучшие, чем шелк. Искры все не было. В чем же было дело? Еще неделя прошла, а он все еще не додумался. Наконец, он обратил внимание на то, что все предметы, которые были годны для натирания стекла, были животного происхождения: овечья шерсть, шелк, мех, — кошачья шкурка, — наконец кожа его собственных рук. Он решил попробовать сапожную кожу; это дало еще лучшие результаты. Сапожная кожа была сделана из воловьей шкуры— это он знал. Что если попробовать беличью шкурку? Их было много кругом, и они ни на что другое не годились, так как были слишком тонки и в продажу не шли. Выбрав четыре хорошие шкурки, он прибил большие куски их к четырем деревяшкам и укрепил их на раме так, чтобы вращающееся стекло проходило между этими двумя парами — верхней и нижней, касаясь их.
Это давало довольно большее трение. Когда стекло вращалось с достаточной быстротой. Хюг поднес палец к стеклу, и ясно почувствовал щекотание; он сделал это снова и снова и каждый раз чувствовал толчок. Несомненно, он приближался к цели. Но искры все не было. Почему? Мальчик попытался снова заинтересовать отца в решении этой задачи, надеясь на его помощь, но безуспешно. Приходилось работать одному. Через некоторое время он пришел к заключению, что часть электричества пропадает попусту, так как оно распространено по всей поверхности стекла. Тогда он часть круга покрыл шелком, как фартуком. Этого оказалось недостаточно. Мальчику казалось, что может быть углы мешают. И в самом деле, «Прадедушкина книга» говорила о шаре или о круге — ни у того, ни у другого нет углов. Смутная мысль появилась у Хюга, что он должен каким-нибудь путем собрать или сосредоточить электричество в одном месте. Вопрос был — как это сделать?
Важно было выяснить еще одно: Хюг начал задаваться вопросом, где же, собственно говоря, было электричество? Внутри стекла или на поверхности
Вспомнив, что многие предметы могли быть возбудителями электричества (шелк, фланель, кожа, мех, даже кожа рук); вспомнив также, что во многих веществах можно было вызвать электричество с помощью трения (стекло, янтарь, сера), мальчик пришел к заключению, что электричество было на поверхности. А может быть, раз легкие предметы, как пробковый шарик, наэлектризовывались даже ранее непосредственного прикосновения, может быть, электричество было и в воздухе, над стеклом и под ним. Это была удачная догадка (потому что магнитное поле окружает проводник, несущий ток, и сама электродвижущая сила возникает под влиянием особого физического состояния окружающей проводник среды), но это могло повести мальчика к ошибкам. Он попробовал собрать наэлектризованный воздух, раздувая его мехами. Это, конечно, было бесполезно. Тогда он снова обратился к книге. Там он опять прочел перевод «De magnete», где «Отец электричества» описывает устройство «Versorium» (самый ранний электроскоп, сделанный для определения присутствия электризации). Он состоял главным образом из иголки, качающейся на штифте. Джильберт употреблял его, чтобы показать, что и другие вещества, кроме янтаря, могут наэлектризовываться трением.
Вдруг у мальчика в мозгу появился вопрос: почему Джильберт выбрал иголку, чтобы показать действие электричества? Ответить было нетрудно, потому что старый ученый нашел, что металлическая иголка легко воспринимает электричество и долго его сохраняет (мягкое железо легко намагничивается электрическим током, но размагничивается, как только ток прекращается; сталь труднее поддается намагничиванию, но дольше удерживает магнетизм. Это очень важно для всех электромагнитных машин (как, например, динамо).
Не в этой ли стальной иголке желанный ключ к решению задачи? Хюг поспешил в шалаш и пустил в ход вращающееся стекло. Затем с иголкой в руках он стал подходить ближе и ближе к стеклу. Он только хотел прикоснуться иголкой к стеклу, как ему послышался легкий треск и он ясно почувствовал щекотание в пальцах, хотя рука его еще отстояла от стекла на всю длину иголки.
Значит, электричество пробежало по иголке! Да, это был путь к успеху.
Что бы такое он мог найти металлическое больше иголки, но с кончиками, где бы могло собраться электричество? Единственное, что он мог достать, это грабли, которыми он так часто работал на огороде. Пробежать сотню ярдов к огороду было минутным делом. Вернувшись с граблями, которые на его счастье были совершенно сухи, он вычистил их и так установил на деревянной ручке, что зубья почти, но не совсем, касались стекла. Он соединил, и колесо начало вертеться.
Хюг подождал минутку и поднес свой палец к железному концу граблей.
Его рука была еще на расстоянии четверти дюйма от металла, когда с резким треском выскочила искра. Страшно возбужденный, мальчик бросился из шалаша и, увидев отца на его излюбленном бочонке, закричал с торжеством:
— Идем, отец! Идем скорее! Я сделал! Я сделал молнию!
Электрическая машина Хюга.