Abstract
О мировоззренческом конфликте между эльфами, гномами и Голлумом; о жабоедах, занявшихся перевариванием костей; а также о простоте, ведущей к регрессу
Публика была самая разношерстная, но больше всего было, как это обычно случается в истории человечества, свинорылых спекулянтов и дорого одетых блядей.
(с) Виктор Пелевин «Чапаев и Пустота»
Именно к такому поколению принадлежало трио наших следующих героев: Дени Папен, Томас Севери и Томас Ньюкомен.
Первый из них был французом, доктором медицинских наук, помощником вышеупомянутого Гюйгенса в библиотеке и в постройке для Версаля насоса, работающего на порохе. В 1675-м, после публикации трактата «Новые опыты с пустотой» (Пелевину саечка за испуг) – аналог защиты докторской в те времена – он получает от научрука рекомендацию на постдок практику в Лондон, где работает с Бойлем над усовершенствованными вариантами вакуумных насосов, проблемами дыхания (издевался на мышкам, откачивая воздух из колбы) и механизмом работы кровеносных сосудов. По результатам публикует в 1680 году новый трактат с незамысловатым названием «Продолжение новых опытов», в котором среди прочего описывает занятный аппарат, называемый «Переваривателей костей» (последствие работы с мышами и свойственного инженерам чёрного юмора). Это была одна из первых в мире пароварок, в которой перегретая вода впрыскивалась в то, что сейчас назвали бы автоклавом, чтобы извлечь из костей питательные жиры.
Роберт Бойль выслушивает отчёт своего постдока Папена о затраченных средствах
При чём здесь паровая машина, кроме пара? А в том, что для своей пароварки Дени придумал очень важный компонент – предохранительный клапан, стравливающий избыточное давление и не позволяющий ему разорвать сосуд. Глядя на то, как крышка клапана периодически хлопает во время «переваривания» костей, он философски отмечает, что это движение можно использовать для совершения полезной работы. Его никто не слышит, и идея на некоторое время уходит в небытие... то есть на страницы его трактата.
Научная пароварка. Время от времени крышка подскакивала, подымая грузик. Это наводило на какие-то мысли... ещё бы понять на какие... (Иллюстрация из книги Папена 1679 года)
Тут в дело опять вмешивается история. Папен был не просто французом, а гугенотом, и после того, как королю-солнце попала Луиза де Лавальер под мантию, надоумив изгнать из страны всех протестантов, пути обратно на родину Дени не было. Более того, у него пропали и средства к прожитию, так что он отправился к единоверцам в Германию, оббивая пороги сильных мира сего со своими полубезумными проектами использования вакуума, огня и пара в полезных целях. Мы ещё встретимся с ним немного позже.
Второй наш герой, Томас Севери, был лендлордом по рождению, инженером по призванию и махинатором по необходимости. Имея в силу происхождения некий стартовый капитал, он использует его с умом и начинает зарабатывать на жизнь подрядами для традиционно богатого, безалаберного и насквозь коррумпированного Британского Адмиралтейства.
Капитан Томас Севери (ок. 1650–1715). Факт получения, точнее, покупки им капитанского звания является спорным – слово Captain применялось и к начальнику шахты
Кроме богоугодного казнокрадства на тендерах Севери пытался выудить деньги и более изощрёнными методами, свойственными Новому Времени – предлагая купить у него патенты на всяческие хитрые машины, умеющими странное(тм): например автоматически полировать стекло и мрамор, или передвигать гребное судно на механической тяге. Бизнес идёт так себе: часть изобретений отвергают, часть покупают, но не используют (а значит нет и роялти). И в поисках идей для новых гешефтов Севери решается на то, что позже будут делать многие жадные, но умные любители профита – почитать научные работы. И довольно скоро натыкается на проблему откачки воды.
Дело в том, что в Англии было мало дерева, зато много угля, олова и воды. Причём вода находилась в куда более чем в трёх агрегатных состояниях, а именно: в виде луж, грязи, мороси, позёмки, инея, ливней, ручейков, а также всякой мерзости, сочащейся прямо из камня – и многих других, перечень которых без сомнения известен любому британцу, но утомителен для моих читателей. И вот именно из-под этого третьего богатства следовало освободить первые два, сиречь откачать воду из шахт (в первую очередь оловянных). И Севери отправляется в родной Девон (нет, не к примитивным тетраподам, а в графство по соседству с Корнуоллом), где владельцы рудников со вздохом признаются, что, да, скрепя сердце, они бы отдали солидную сумму за способ убрать жидкость из забоев.
Где флот, там и насосы для откачки воды, и Севери, со вздохом вспоминая уроки латыни и французского, принимается читать работы Бойля и прочих чудаков-юннатов. О том, как именно происходил процесс творческой адаптации, мы никогда не узнаем, так как Севери был очень практичным человеком и не оставлял свидетельств, которые могли бы помешать ему делать деньги. Факт, однако, состоит в том, что в 1698 году он регистрирует патент с красивым названием «Новое изобретение для подъёма воды и прочих движений любого вида для мельниц, порождаемых силой огня, которые могут быть с большой пользой применены для осушения шахт, подачи воды в города и для работы любого вида мельниц, где нет доступной проточной воды или постоянных ветров».
Звучит занудно, да? Но вчитайтесь внимательно, чувак на 14 лет получил исключительные права на ВСЕ механизмы, производящие механическую работу при помощи ЛЮБОГО огня! Патентоведы офигевают и рукоплещут одновременно.
На самом деле машина была верхом примитивизма... или дном инженерии, в зависимости от того, как вам будет удобнее разместить центр координат. Состояла она из трёх ёмкостей. В сосуде намбер уан генерировался пар (то есть, говоря по-человечески, она представляла из себя котёл с водой), который поступал в сосуд намбер ту, из которого вели две трубы. Первая опускалась в шахту, где в холодной воде привольно плавали Голлумы. Пар, естественно, конденсировался, то есть уменьшался его объём, то есть создавался частичный вакуум, который и всасывал наверх воду из родины одичавшего Смеагола (мы ненавидим их, мы ненавидим хоббитсов!). Из сосуда намбер ту поднятая вода перетекала в ёмкость намбер три, откуда сливалась в ближайший Атлантический океан, после чего запускалась рутина Гоу-ту-начало. В общем, машина работала по принципу сифона (если вы не боитесь этого термина). Заменяет 2-4 лошади (мы тут между собой говорим, что у машины есть «лошадиная сила», не правда ли забавный термин?), стоимость – всего 150-200 фунтов стерлингов (для сравнения, годовой доход, дававший право голоса на выборах, составлял 2 фунта, и проходило его всего несколько процентов мужского населения). Налетай, пока не разобрали!
Центральная башня, как можно догадаться из наличия огонька – это котёл. Пар идёт направо и там при охлаждении создаёт разряжённую атмосферу. Два сосуда слева – приёмники, попеременно (по мере наполнения) подключаются к трубе М, ведущей вниз, в копи Мории
К машине прилагался негр с тряпкой безбашенный мужик, открывающий и закрывающий вентили между ёмкостями. Почему безбашенный? А потому, что под действием перегретого пара поверхность вентиля быстро коррозировала, и при n-ном его повороте туда-сюда под давлением у вентиля неизбежно срывало резьбу, а у крутильщика – башню... в прямом смысле слова.
Кроме повышенного травматизма у машинки было ещё несколько существенных недостатков. Во-первых, перегретый пар постоянно охлаждался, то есть КПД болталось на уровне плинтуса. Во-вторых, машина работала не в постоянном, а в полупериодическом режиме, то есть медленно и печально. В-третьих, согласно неизвестному Севери, но упорно действующему закону давления насыщенного пара над жидкостью, глубина, с которой откачивалась вода, по-прежнему жёстко ограничивалась всё теми же 18 локтями, с которых стебался ещё Галилей.
Однако, машину стали покупать. Особенно после того, как в 1699-м Севери презентовал её на заседании Королевского Общества и по результатам доклада был принят в его состав. В 1702-м словивший Фортуну за... руку изобретатель выпускает рекламный буклет «Друг Шахтёра», о котором мы уже слышали, из которого мы и знаем большинство деталей устройства и работы его машины.
Титулка оригинального рекламного проспекта Севери
И в том же году случается другое событие. Благодаря Streptococcus pneumoniae и «джентльмену в кротовом камзоле» отправляется в мир иной добрый король Вильгельм. Наступает блистательнаяэпоха королевы Анны, и на сцену выходят люди, любившие большие деньги и большие авантюры: европейские войны, заморские экспедиции, биржевые махинации и машины, работающие на философских принципах.
Где-то в то же время на площадке рядом с простой Дартмутской шахтой, уже давно затопленной грунтовыми водами, устанавливают чудище обло и озорно, только не лаяй, а шипит и плюётся – «огненный двигатель» Севери. И надо же было случиться такому, что после её запуска туда же пришёл, привлечённый шумом и вонью, местный баптистский проповедник.
Указав на машину дрожащим от гнева пальцем, он грозно вопросил: «Кто осмелился установить на христианской земле эту полыхающую и источающую смрад железа машину?! Кто создал это исчадье Ада?! Как вы могли?! ВЫ ЧТО, НЕ ВИДИТЕ, ЧТО 99.9% ПРОЦЕНТОВ ТЕПЛА ДИССИПИРУЕТ И УХОДИТ НА РАЗОГРЕВ ОКРУЖАЮЩЕГО ПРОСТРАНСТВА! Это же НЕЭФФЕКТИВНО!!!».
И засучив рукава проповедник с криками «Я вам щас покажу, как надо!» бросился на машину с гаечным ключом наперевес. Когда испуганные подмастерья с трудом оттянули обезумевшего от вдохновения пастора подальше от ценного предмета, тот с обидой поправил на себе парик и вызовом произнёс: «Ну, как хотите. Значит я создам собственный огненный двигатель – с райскими вратами и херувимами», – после чего гордо удалился.
Этого человека звали Томас Ньюкомен, и в наших книгах его почему-то называют кузнецом (smith).
У нас при слове «кузнец» в голове возникает пасторальная картинка с седым мастером, чьи волосы перетянуты на лбу кожаной полоской, и дюжим молодцом-молотобойцем, который что есть силы лупасит кувалдой по раскалённому бруску железа. А назвать Ньюкомена кузнецом – это всё равно, что назвать Билла Гейтса «радиоэлектронщиком» или Джорджа Сороса – биржевым маклером.
Ежели один человек построил, другой завсегда разобрать может
На самом деле Томас Ньюкомен был не просто верующим, а фанатичным баптистом, проповедником, учителем и пастором местной церкви, который посвятил всю свою жизнь Святому Писанию. Ну, почти всю, потому что был у пастора грешок – любил он возиться с железяками на своём дворе. Вот знаете, вроде тех менеджеров высшего звена в модном пиар-агентстве, которые каждый вечер идут не в бар, а в гараж, и там пересобирают раритетную версию Харли-Девидсона, купленную на барахолке за 100 грн. у пьяного хмыря.
Через несколько лет работ в гаражах Ньюкомен представил окружающим самое непосредственное свидетельство того, что религиозный фанатизм никак не противоречит инженерному таланту (чего не скажешь о научном мышлении... но это совсем другая тема). Машина Ньюкомена, установленная на ближайшей угольной шахте, совмещала недостатки черты изобретений Папена и Севери и творчески дополняла их своими. Механизм этот, как и в установке Бойля, совершал полезную работу не при выталкивании поршня, как подобает приличной паровой машине, а наоборот – при втягивании за счёт сжатия пара при охлаждении. Передача была гибкой – на цепи – и полезная работа производилась только на одном направлении хода. Нашлось место и для предохранительного клапана, честно сдёртого из трактата Папена. Естественно, принципиальные недостатки предшественников: гигантские потери тепла из-за того, что полезный ход совершался при охлаждении цилиндра, – оставались, но, по крайней мере, она снимала ограничение давлением насыщенного водяного пара, была более безопасной в эксплуатации (в ней не было крышесносных вентилей Севери), не требовала негра с тряпкой и вообще, повысила КПД в 4 раза! До 0.5%...
Машина Ньюкомена отличается от Северивской как Nokia 3310 от советского селектора. Вода теперь не «сифонилась», а именно откачивалась помпой, которая приводилась в движение посредством цепи на коромысле, другой конец которого был присоединён к поршню. Когда пар выталкивал его вверх, специально обученная обезьянка открывала клапан с впрыском холодной воды, и поршень резко шёл вниз (потом научились заменять человека приводом). Говорят, кстати, что водяной впрыск был открыт случайно, когда открылся свищ в водяной рубашке цилиндра
На этом месте в советских научно-популярных книгах должен был бы наступить хеппи энд и начало следующей главы – с кипящим чайником Уотта. Но мы стараемся идти ближе к исторической правде, поэтому говорим прямо: комедия здесь только начинается. Потому что 1) хитрец Севери, как мы помним, запатентовал ВСЕ механизмы, работающие от сгорания топлива; 2) на сцене внезапно появляется обедневший и злой от голода Дени Папен, о котором вы, небось, уже и забыли.
Да-да, бедный Дени, помыкавшись почти 20 лет в суровой Неметичине и не достигнув коммерческого успеха ни с колоколом для подводных работ с насосом для нагнетания в него воздуха, ни с проектом колёсного гребного судна на паровой тяге (в котором поршень по-прежнему приводился в движение «обратным ходом» при охлаждении), в 1705-м получает от знаменитого Лейбница сообщение о том, что в Лондоне некий морской капитан вовсю использует машину, очень подозрительно совпадающую по описаниям с той, которую сам Папен сочинил 15 лет назад. Дени прибывает к Готфриду в Кассель и там в гневе работает над новой книгой, призванной застолбить его приоритет в этом выгодном деле. Книгу охотно раскупают философствующие бездельники, но особых денег это не приносит.
И вот в 1709-м Дени вновь ступает на землю Альбиона, чтобы лично выбить из наглеца Севери признание в том, что тот украл его изобретение. В Лондоне он, естественно, отправляется к старым знакомым по Королевскому Обществу, а те приглашают его на заседание с тем, чтобы дать возможность защитить свои права (у Общества должок перед старым ассистентом Бойля, так как они рассматривали на своих сборищах некоторые его изобретения, даже не уведомив о том автора).
И вот Севери получает приглашение на очередное заседание Королевского Общества. Он может отказаться, но...
Президентом Королевского Общества на тот момент был мизантроп и сумасброд, алхимик и толкователь Апокалипсиса, будущий автор способа, при помощи которого государство сможет выдавать фальшивые деньги за настоящие и тем самым грабить добрых людей – сэр Исаак Ньютон. Ньютон в глазах Севери, конечно же, был психом, не понимающим жизни, но психом уважаемым, ссора с которым могла нанести урон продажам. А бизнес – прежде всего. И патентовладелец решил уважить авторитета.
Это он, сэр Исаак
Перца в историю добавляет то, что у Ньютона, упорно впадающего в маразм с паранойей заодно, с Лейбницем как раз начинается война «за приоритеты»: тот, мол, украл у английского светила интегрально-дифференциальное счисление, прилепив к нему какие-то грубые немецкие крючки и штрихи вместо изящных кембриджских точек и квадратиков, – «самая постыдная склока в истории математики», как было сказано позже. И появление Папена прямо из «стана врага» с обвинениями в том, что некий англичанин спёр у него «огненную машину», было воспринята и самым царственным Ньютоном, и его многочисленными подхалимами весьма однозначно.
Иллюстрация из книги Папена 1690 года. Согласитесь, трудно в ней узнать паровую машину
Поэтому Севери чувствует довольно уверенно и на обвинения Папена отвечает довольно прямолинейно:
– Мужик, ты реально хочешь, чтобы я тебе отвалил бабла за то, что твой котелок хлопал крышкой, а ты описал это в своей брошюрке общества «Знание»?
– Вор! – возмущённо вскакивает 62-летний Папен, тыча пальцем в соперника. – Ты украл результаты моих многолетних трудов, чтобы использовать их для низменного обогащения!
– А кто тебе мешал сделать это самому? – парирует Севери.
– Я учёный! Я самим Бойлем работал!
– Да хоть с Архимедом. У меня все ходы записаны – вот мои документы на машину. А твои где?
Академики, лично принявшие Севери в Общество 10 лет назад, смущённо кашляют и пробуют намекнуть, что лучше бы поделиться, а не устраивать скандал.
На это Севери с истинно инженерным снобизмом отвечает, что написать формулы на доске любой дурак может, а вы, если такие умные, то чего сами машину не построили и не запатентовали?
– Подлец! – возмущённо говорят ему академики.
– Безрукие ротозеи! – гордо ответствует Севери.
А дальше протокол почему-то не вёлся. Заканчивается всё предложением Папену обратиться в суд и какой-то похабщиной.
Но на самом деле Севери лукавил. Проблемы у него были, и очень большие: жизненный срок патента перевалил за половину и стремительно двигался к стадии бесплатного распространения среди всех желающих, а машина по-прежнему не приносила искомых барышей в сотни процентов, поскольку, как уже было сказано, эффективностью и безопасностью работы похвастаться не могла.
И Севери пошёл привычным путём крупного махинатора бизнесмена – в Парламент. Нет, в не в том смысле, что стал депутатом, а просто принял в число партнёров некоторых очень важных людей, имеющих влияние на некоторые процессы. Ну, вы меня понимаете...
Однако, это решало далеко не все проблемы. Во-первых, машина Севери по-прежнему работала херово. А во-вторых, Ньюкомен, который наконец-то осознал масштаб юридической жопы, в которую попал из-за умелых действий оппонента, ответил ему асимметрично – пустил волну среди своих коллег по секте, и те устроили в Лондоне настоящий крестовый поход против «мошенника и антихриста» Севери.
Напомню, это были жаркие годы. Оппозиционные тори не гнушались никакими методами, чтобы выбить вигов из Парламента и из двора королевы Анны ("Стакан воды", да). Уже начиналась "война памфлетов", которая вскоре затянет все лучшие умы Британии и рассорит между собой лучших друзей, ставших на разные стороны в этом сражении за чужие интересы. Как раз шли баталии насчёт фактического исключения диссентеров из политической жизни страны, и эпизод с англиканином Севери, пытающимся ограбить честного баптиста (которых и так все обижают), играл вовсе не на вигов. Друзья-лоббисты из Парламента стали намекать, что бизнес бизнесом, партнёрство партнёрством – но надо бы как-то решать дела мирно, а то деньги, знаете ли, любят тишину.
Итак, у "лицемерного мошенника" Севери возник выбор между "долбанным сектантом" Ньюкоменом и "криворуким французом" Папеном. После напряжённых раздумий национализм победил антипуританство, и двое добрых подданных английской королевы пошли на мировую. В 1712 году особым парламентским актом (оцените уровень!) патент Севери был продлён ещё на 21 год. Ньюкомен входит в продлённый патент (долевое участие неизвестно) и приступает к инсталляции своих машин по всему Корнуоллскому полуострову. Фактически он становится сервис-инженером в фирме Севери и теперь несёт по своему графству не только Слово Божье, но и первые зримые свидетельства научно-технического прогресса.
В том же 1712 году мы в последний раз слышим о Дени Папене. В январе он присылает в Королевское Общество письмо-прошение, в котором жалуется на стеснённость в средствах и просит старых друзей о помощи. С большой долей вероятности он умер в том же году и, как подобает учёным нищебродам, был похоронен в могиле для бездомных, не оставив записи в официальных документах.
Через три года умирает и Севери, что очень символично совпадает с очередной сменой эпохи. Отходит в мир иной королева Анна, и на троне восседает первый представитель ганноверской династии Вельфов (к которой, через королеву Викторию, принадлежит и нынешняя прабабушка-героиня Елизавета II). Короли окончательно перестают править, оставив это дело Парламенту.
Согласно завещанию, права на патент Севери переходят к специально созданной для таких целей компании с красноречивым названием "Собственники изобретения для поднятия Воды при помощи Огня", в которую, я полагаю, вошло несколько парламентариев, лоббировавших продление патента за несколько лет до того. При стоимости изделия в 200 фунтов, она продавала годовое право на эксплуатацию машины с обслуживанием за 420. Все были довольны.
Ньюкомен, видимо, тоже не было обижен, так как спокойно продолжал ездить по стране, устанавливая новые машины и обслуживая старые аж до смерти в 1729 году, не отметившись более ни одним скандалом или чрезвычайным происшествием.
До окончания действия патента в 1733-м было установлено 125 машин на островах и даже на континенте (где, правда "Собственникам" пришлось конкурировать с порождениями сумрачного тевтонского гения, продолжавшего разрабатывать идеи Папена времён его работы у Лейбница). В 1720-х в конструкцию было внесено, пожалуй, единственное улучшение: идя навстречу пожеланиям трудящихся собственников, доблестные английские металлурги научились отливать цилиндры не из дорогой бронзы, а из простого чугуна. Через некоторое время диаметр точно отлитого цилиндра достиг полутора метров, увеличив производительность в несколько раз.
Уже до 1770-х в Британии пыхтело и мерно качало воду 600 машин Ньюкомена, а до конца столетия – ещё больше тысячи. Даже в XIX веке их, после некоторой модернизации, продолжали производить и устанавливать не только на шахтах, но и на фабриках, несмотря на их неэффективность.
Почему? – спросите вы.
Во-первых, британцы понятия не имели о том, что эти механизмы неэффективны. Теории тепловых машин да и вообще науки термодинамики ещё не было и в помине, а угля было предостаточно. А во-вторых, у машины Ньюкомена было одно неоспоримое достоинство – она была проста, как топор. Все её детали и принцип работы были доступны даже сельскому кузнецу: труба, котёл, коромысло, цепь, клапан на пружине, уплотнитель на поршне и даже форсунка для впрыска холодной воды.
Машина Ньюкомена в 1780 годы
На долгие годы развитие паровой техники зашло в эволюционный тупик примитивизма: зачем искать новое, когда уже есть что-то работающее? Всякие завиральные идеи о самобеглых колясках и кораблях, движущихся без ветра, были решительно отброшены умевшими считать деньги инвесторами как совершенно непрактичные.
Да и вообще, эпоху буйства идей и страстей времён правления Анны в Британии сменила эпоха стабильности имени Уолпола. Высший свет страны успокоился и зацементировался. Заморская торговля, служба в армии или на флоте, женитьба на приданом, светские рауты – жизнь элиты стала стандартизированной и нетерпимой к новшествам. Ей стали не нужны и подозрительны новые люди, делающие новые деньги новыми способами.
И чтобы сломить тенденцию потребовались настоящие маньяки, причём как в политике, так и в изобретательстве.
Да, мы наконец-то добрались до самого известного имени в нашей истории – Джеймса Уотта.
продолжение следует ЗДЕСЬ
