Николай Шпанов - Повести об удачах великих неудачников
В самый разгар работ Дени над воздушным насосом, когда он искал наилучшие формы прибора, Лейбниц подал ему мысль использовать систему, ставшую потом известной всему миру под именем «поршня и цилиндра». Папен сразу оценил эту блестящую идею. Он немедленно бросил все остальное и принялся за осуществление такого прибора.
Он взял вертикальный пустотелый цилиндр B, закрытый снизу, и второй цилиндр A, внешний диаметр которого был равен внутреннему диаметру цилиндра B. При попытке вдвинуть второй цилиндр в первый Папен увидел, что это очень трудно, что нужно приложить большое усилие, чтобы продвинуть его хоть немножко. Находящийся в первом цилиндре воздух сопротивлялся движению поршня. Этот поршень как бы плавал на поверхности воздуха, заключенного в цилиндре. Но как только Папен открыл кран, поршень стал опускаться. Доведя его до дна цилиндра и закрыв кран, Папен убедился, что теперь поршень очень трудно вытащить обратно. Наружный воздух давил на него с огромной силой. И только когда Папен снова открыл кран, давление над поршнем и под ним уравновесилось, и поршень удалось свободно вынуть.
Проделав этот опыт, Папен стал обдумывать, как же использовать построенный им прибор. Он хотел заставить атмосферное давление работать. Вскоре он придумал приспособление, состоявшее из блоков, шнура и нескольких гирь. Перекинув шнур через блоки и прикрепив его конец к поршню A, Папен стал выкачивать из цилиндра воздух. И как же обрадовался он, когда увидел, что с удалением воздуха поршень опускается и тянет за собою шнур! На шнуре стали подниматься гири. Нужная Папену схема была найдена.
Следующей его задачей было отыскать способ быстро удалить воздух из-под поршня. Он понимал, что его аппарат может иметь практический смысл как машина для поднимания грузов только при условии, что движения поршня вверх и вниз будут чередоваться быстро.
Очень много времени ушло на попытки усовершенствовать воздушный насос, но Папену так и не удалось добиться сколько-нибудь удовлетворительных результатов. Выкачивание воздуха из-под поршня производилось очень медленно. Потеряв надежду повысить таким способом скорость поднятия груза, изобретатель пустился на хитрость. Он решил, что в случае надобности можно будет пустить в ход несколько таких машин и зацеплять ими груз по очереди. А чтобы каждая машина в отдельности быстро поднимала груз, он устроил наверху цилиндра особое приспособление. В своем верхнем положении поршень задерживался задвижкой. Воздух выкачивался из цилиндра, под поршнем образовывалось разрежение, а он все-таки оставался наверху. Когда воздух был, по мнению Папена, выкачан весь, изобретатель вынимал задвижку. Под давлением атмосферы поршень, не испытывающий сопротивления воздуха изнутри цилиндра, стремительно падал, и груз быстро поднимался. Цель Папена была достигнута, и он с гордостью продемонстрировал свое изобретение Гюйгенсу, от которого до того скрывал свои опыты.
Академик пришел в восторг от выдумки помощника. Он сбросил камзол и стал возиться с прибором. Раз за разом выдергивалась задвижка, поршень падал, и гири устремлялись кверху. Ученые радовались, как дети. Было решено немедленно приступить к постройке подобного аппарата больших размеров. Папен думал, что может торжествовать победу над Гюйгенсом, — ведь голландец мог теперь убедиться в том, что научное открытие, сделанное в его же лаборатории с чисто научными целями, можно использовать и на практике! Папену уже рисовались самые заманчивые картины. Он представлял себе, как на строительных работах рабочие, вместо того чтобы таскать камни и доски на спинах, будут поднимать их подобными машинами; он уже подумывал об устройстве «атмосферического» копра для забивки свай.
Гюйгенсу ничего не оставалось, как согласиться с необходимостью приступить к постройке большой машины, чтобы показать ее ученым и придворным.
Работа закипела.
НЕОЖИДАННОЕ РАЗОЧАРОВАНИЕ И НОВЫЕ ИДЕИПостройка аппарата подвигалась гораздо медленнее, чем рассчитывал Папен. Изготовлять отдельные части было очень трудно. Ведь для того, чтобы заставить наружный воздух вгонять давлением поршень в цилиндр, нужно очень плотно пригнать поршень к стенкам цилиндра. Воздух не должен просачиваться между поршнем и цилиндром. А это оказалось очень нелегким делом. В те времена еще не умели делать таких точных отливок, чтобы форма поршня была вполне правильной. Не было станков, на которых можно было точно обработать поверхность поршня и цилиндра. Их приходилось подгонять от руки.
Все время, пока производились эти работы, Папен ходил озабоченный и злой. Трудно было узнать его в похудевшем, длинном человеке, всегда выпачканном в копоти, со следами формовочной земли на платье, с руками, покрытыми ожогами и ссадинами.
Несмотря на участие Папена во всех работах, несмотря на все старания мастеров, дело не ладилось. Когда же наконец поршень был вполне точно пригнан к цилиндру и между их стенками не оставалось никакого зазора, обнаружился другой недостаток устройства: поршень так сильно терся о стенки цилиндра, что давление атмосферы не могло его опустить. Стоило поршню немного перекоситься, как он совсем застревал, и нужно было потратить много усилий, чтобы вытащить его обратно.
Папену ничего не оставалось, как сознательно увеличить зазор между стенками цилиндра и поршнем. И тут случилось то, чего с самого начала боялся Папен: воздух стал просачиваться и очень слабо давил на поверхность поршня. Двигатель утратил мощность и никуда не годился.
Папен понял, что до тех пор, пока мастера будут так беспомощны, нельзя и думать о постройке сложных аппаратов и машин. Только маленькие лабораторные приборы могли действовать. Папену казалось, что создавшееся положение служит лишь доказательством того, о чем в свое время он говорил Гюйгенсу: наука должна прийти на помощь практике во всех областях!
Разве наука не лишает себя возможности осуществлять свои замыслы тем, что не уделяет внимания вопросам обработки металла и дерева? Было ясно, что до тех пор, пока ученые не помогут мастеровым добиться большой точности в изготовлении частей машин, они не смогут осуществить на практике многих открытий и изобретений.
Гюйгенс, довольно спокойно отнесшийся к неудаче с машиной, считал положение вполне естественным. Он вовсе не собирался изменять свой взгляд на науку, считая, что удел ученых — лаборатория и кабинет; ученому нет никакой надобности идти в закопченные мастерские. Пусть мастеровой люд сам решает свои задачи, а когда решит — придет и скажет, что готов выполнять заказы ученых.
Однажды, обсуждая этот вопрос с Гюйгенсом, Папен сказал:
— Мы находимся в заколдованном круге. Чтобы построить машины, могущие использовать скрытые силы природы, нужно иметь станки, а чтобы приводить в движение станки, нужно иметь сильные машины. Взгляните на гениальную идею Лейбница: поршень, движущийся в цилиндре. Этим можно покорить атмосферу. Но что делать, когда мы не умеем построить поршень и цилиндр? Чтобы овладеть атмосферой, нужно их построить, а чтобы их построить, нужно овладеть атмосферой. Разве это не заколдованный круг?
Гюйгенс беспечно ответил:
— Дело обстоит совсем не так плохо. Нет надобности ломать себе голову над такими сложными проблемами. Предоставьте это философам, имеющим право всю жизнь думать и ничего не придумывать. Пусть они попробуют на этот раз сочетать науку с жизнью.
— Вы неправы. В сочетании изобретения с нуждами современников и состоит задача изобретателя. Что пользы в моем изобретении, если оно не нужно современникам? Если осуществление идеи невозможно — значит, идея неверна. Вероятно, я должен искать иное решение вопроса о двигателе, работающем воздухом. По-видимому, мое решение недостаточно просто или, наоборот, оно еще недостаточно совершенно. Хотя совершенство и простота — не одно ли это и то же?
— Я думаю, ваша идея верна. Воздух, выкачанный из-под поршня, позволит атмосфере двигать этот поршень с огромной силой. Дело в деталях, а они рано или поздно будут придуманы.
— Но я теперь сомневаюсь в самой идее. Выкачивать воздух! Разве это не чепуха? Наружный воздух над поршнем, видите ли, должен подождать, пока господин Папен кончит возиться со своим насосом. Конечно, это чепуха! Удалите воздух мгновенно, и поршень устремится вниз. Тут ему не помешают никакие щели. Разве это не задача, достойная ученых: удалить воздух из цилиндра в одно мгновение? Вот вам вопрос, поставленный перед наукой самой жизнью.
Гюйгенс пришел в раздражение:
— Жизнь не может ставить науке задачи! Наука выше жизни!
Папен понимал, что его собеседник неправ, но не находил убедительных возражений.
Раздражение Гюйгенса росло под влиянием упрямства ученика. Папену не хотелось ссориться со своим учителем, и, уверенный в своей правоте, он замолчал и пошел спать. Но, едва уснув, Папен почувствовал, что кто-то трясет его за плечо:
