Czytaj książkę: «Изобретено в России: История русской изобретательской мысли от Петра I до Николая II»
Редактор А. Петров
Руководитель проекта А. Тарасова
Корректор Е. Сметанникова
Компьютерная верстка М. Поташкин
Арт-директор Ю. Буга
Иллюстратор Виктор Платонов
www.bangbangstudio.ru
© Скоренко Т., 2017
© ООО «Альпина нон-фикшн», 2017
Издание подготовлено при участии Благотворительного Фонда «Система»
Благотворительный фонд «Система» реализует долгосрочные программы, нацеленные на развитие российского образования и науки. Одно из стратегических направлений деятельности Фонда – благотворительная образовательная программа «Лифт в будущее», направленная на опережающую подготовку лидеров инноваций в цифровой экономике. «Революция идей – революция людей» – просветительский проект Фонда, рассказывающий о поиске, труде, озарениях и открытиях, а также людях, которые творят историю развития отечественной конструкторской мысли.
Эта книга – первая в Книжной коллекции Благотворительного фонда «Система».
Благотворительный фонд «Система» – оператор стратегических инициатив АФК «Система».
Все права защищены. Произведение предназначено исключительно для частного использования. Никакая часть электронного экземпляра данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для публичного или коллективного использования без письменного разрешения владельца авторских прав. За нарушение авторских прав законодательством предусмотрена выплата компенсации правообладателя в размере до 5 млн. рублей (ст. 49 ЗОАП), а также уголовная ответственность в виде лишения свободы на срок до 6 лет (ст. 146 УК РФ).
* * *
Введение
Вы наверняка не раз натыкались в Сети на всевозможные списки, озаглавленные «Сделано в России», «Изобретено русскими» и тому подобным образом. Я обожаю их изучать, они вызывают у меня смесь гордости, скорби и умиления. Все такого рода тексты написаны какими-то удивительными людьми, ничего не знающими ни об изобретательстве, ни об истории, ни о России. Авторы этих списков обходят вниманием примерно три четверти замечательных открытий и технических новаций русской изобретательской школы, зато утверждают, что именно мы придумали самолет (конечно, это не так), велосипед (тоже неправда) и баллистическую ракету (тут мы опять ни при чем). Сталкиваясь с подобным «в-интернете-опять-кто-то-не-прав» каждый день, я в конце концов решил написать книгу о русских изобретателях.
У нее две основные задачи:
1. Рассказать о замечательных изобретениях, сделанных в разное время нашими соотечественниками, – максимально объективно, не преуменьшая и не преувеличивая их заслуг;
2. Развеять многочисленные мифы и фальсификации, связанные с историей изобретательства.
Проще говоря: нет, Россия – не родина слонов, зато у нас есть замечательные амурские тигры. Нужно уметь гордиться своим, тем более нам есть чем гордиться, и не приписывать себе чужих достижений – вот главное правило.
Особенности русской изобретательской мысли
Я не уверен в том, что существует тоголезская или, скажем, зимбабвийская изобретательская школа. Но в России такая школа есть, была и, я надеюсь, будет впредь, хотя сейчас, в первой половине XXI века, в своем развитии она находится в нижней точке амплитуды – этот процесс столетиями идет по синусоиде, и ничего тут не поделаешь.
Наряду с французской, британской, американской, итальянской изобретательскими школами российская традиция дала миру множество замечательных вещей – от ледоколов до кукольной мультипликации. Далеко не всегда (даже скажем: крайне редко) судьбы изобретателей складывались хорошо, к тому же Россия пережила больше внутренних потрясений, чем многие другие европейские государства. Это не помешало ей в определенные моменты истории находиться на пике технического прогресса, хотя, признаем честно, она никогда не была лидером. Скажем так: «в десятке» и даже порой «в пятерке». Трудно спорить с государствами, которые ввели патентное право на 200 и даже на 400 лет раньше, стимулируя таким образом инженеров и изобретателей. Об этом мы еще поговорим.
Развитие русской изобретательской школы имело свои особенности. Ничто так плохо не влияет на креативность (простите мне это слово) нации, как разные революции, общественные потрясения и смены политического строя. Я подчеркиваю: не межгосударственные конфликты, а именно внутренние проблемы. Внешняя война, напротив, чаще всего стимулирует мышление – никогда прогресс не двигался столь гигантскими шагами, как во время Первой и Второй мировых. А вот государственные перевороты, гражданские и в особенности религиозные конфликты все портят.
Последнее серьезное внутреннее потрясение Великобритания испытала в 1650-х годах, во время гражданской войны и правления Кромвеля. Франция – на рубеже XVIII и XIX веков из-за революционных событий и последующих смен строя и власти. США – в 1770-х (Гражданская война не в счет, так как и до, и после нее Соединенные Штаты оставались одной и той же властно-политической структурой). С тех пор изобретательские школы во всех этих странах развивались динамично и равномерно, двигаясь лишь вперед – иногда медленно, иногда чуть быстрее.
Россия же за один только XX век перенесла два чудовищных перелома: сперва две революции 1917-го, затем перестройку и переход к рыночной экономике 1990-х. Такие переломы всегда отбрасывают изобретательскую школу назад. Только-только ученые и конструкторы подстроились под одну систему, в рамках которой им удобно работать, как появляется новая и опять ставит науку и технику на грань выживания.
Впрочем, это очень примитивное приближение. На самом деле все значительно сложнее, и я еще буду касаться исторических событий, рассказывая о том или ином конкретном изобретении.
Запомните первое правило: изобретательская школа может качественно работать и развиваться только в обществе, не подвергающемся регулярным социально-политическим потрясениям.
Немного об авторском праве
Вторая особенность русской школы заключается в очень позднем появлении патентного права и вообще исключительно наплевательском отношении к авторству – это характерно в том числе и для советского периода.
Патенты на изобретения начали эпизодически выдавать в Европе в XV (!) веке. Первопроходцами здесь оказались итальянцы, которые на тот момент славились как величайшие зодчие и конструкторы, – многие архитектурные и строительные решения, использующиеся до сих пор, были изобретены в эпоху итальянского Возрождения и защищены флорентийскими и венецианскими патентами того времени.
Первое официальное патентное ведомство появилось в Венеции в 1450 году. Во Франции королевские патенты-привилегии начал выдавать Генрих II с 1555 года, причем уведомления об этом впоследствии печатались в газетах для публичного обозначения авторства. В Британии и ее колониях право на интеллектуальную собственность начали фиксировать с XVII века, а первый американский патент был получен Сэмьюэлем Уинслоу в 1641 году – в документе описывался новый способ изготовления соли. В XVIII веке уже во всех европейских государствах и на их заморских территориях существовали регулярные патентные ведомства, рассматривающие изобретения и регистрирующие право их первоочередного использования или продажи.
Что же тем временем происходило в России? О какой-никакой изобретательской школе можно говорить начиная лишь с Петра I, который сделал для технического прогресса страны больше, чем все цари, правившие до него и в течение примерно 100 лет после. С легкой руки Петра (впрочем, к тому времени он уже умер) началась выдача царских привилегий на изобретения – на 150 лет позже упомянутого Генриха II, – и эта нерегулярная система держалась вплоть до 1812 года, когда Александр I наконец подписал толковый Манифест о привилегиях на разные изобретения и открытия в ремеслах и художествах, то есть первый русский патентный закон. Англия к тому времени имела такой закон, причем более совершенный, – о нем я расскажу во вступлении к третьей части – в течение более чем сотни лет.
Это резко подхлестнуло техническую мысль. В разделе книги, посвященном русскому изобретательству XVIII века, будет много печальных историй о том, к чему приводило практически полное бесправие изобретателей (особенно это заметно на примере великого Кулибина, родившегося не в том месте и не в то время). После Манифеста количество патентов, изобретений, открытий и научных трудов начало постепенно расти. А к концу XIX века, с принятием более современного положения, четко определявшего порядок получения привилегий, русская изобретательская школа нагнала конкурентов и в некоторых областях – особенно в электротехнической и оружейной – даже обогнала.
В советское время сложившаяся система была сломана и перекроена крайне невыгодным для авторов способом. Но технические умы приспособились и к ней – как раз к тому моменту, когда СССР начал постепенно изживать себя, двигаясь к очередному перелому и возвращению патентного права. Но об этом мы поговорим в другой раз.
Итак, второе правило: изобретательская школа может качественно развиваться только в обществе, уважающем авторское право. В идеале изобретатель должен зарабатывать своей работой – ведь нет лучшего стимула, чем деньги. Изобретателей-бессребреников во всей мировой истории можно посчитать по пальцам одной руки. Ну хорошо, двух рук.
Правила исторических фальсификаций
Пора заканчивать это скучное вступление. Но я должен сказать еще несколько слов на тему «Россия – родина слонов».
Однажды знакомый офицер NASA, учившийся в 1970-е годы, рассказал мне о том, что в школе ему ничего не говорили о Юрии Гагарине. Первым космонавтом – точнее, астронавтом – для этого американца был Алан Шепард. Узнав в институте о первенстве СССР в космосе, он очень удивился.
Аналогичным образом США и Франция уже много лет спорят о том, кого считать первым авиатором – то ли Орвилла Райта, то ли Альберто Сантос-Дюмона, совершившего первый полет тремя годами позже, но зато на полноценном самолете с шасси и возможностью маневрирования в воздухе. За Сантос-Дюмона борется еще и Бразилия, поскольку он имел двойное гражданство и полжизни провел в Европе, полжизни – в Южной Америке.
Традиция перетягивать одеяло на себя есть в каждой стране мира. Чем более замкнуто и тоталитарно государство, чем меньше у него реальных поводов для гордости – тем больше там появляется исторических мистификаций. Все помнят, как Сапармурад Ниязов в своей знаменитой «Рухнаме» написал о том, что туркмены изобрели колесо и первыми стали обрабатывать металлы. Это, кстати, долгое время официально преподавали в туркменских школах.
Россия тоже отметилась несколькими известными «фейками». Я знаю три, не имеющих под собой вообще никакой логической и исторической основы: воздушный шар Крякутного, велосипед Артамонова и автомобиль Путилова и Хлобова. Плюс мифический трактор Блинова, история о котором хотя бы основана на реальной, но неосуществленной заявке на участие в Нижегородской выставке 1896 года. Также было несколько попыток «перетягивания одеяла» вроде самолета Можайского или радио Попова. Но «перетягивание» – всегда вопрос спорный, и чаще всего он касается так называемых совместных изобретений. Нельзя толком сказать, кто изобрел лампочку, радио или самолет, – это плоды кропотливой работы десятков инженеров со всего мира.
Вот почему отдельный раздел книги посвящен ошибкам, заблуждениям и мистификациям – чтобы отделить зерна от плевел.
Поехали!
И последнее. Прочитав эту книгу, вы, вероятно, скажете: «А как же Петров? Где Иванов? И почему здесь нет Сидорова? Что автор о себе возомнил, сам ничего не знает, а берется книги писать. Да он же забыл о том, что мы изобрели трансклюкатор и машину времени!»
Возможно, вы будете правы. Любая книга несет в себе частичку автора и его личного мнения. А у меня здесь вообще одно сплошное личное мнение. Ваше дело – соглашаться с ним или не соглашаться. Моя единственная цель – интересно рассказать о том, о чем вы не знали, но всегда хотели узнать. Если я что-то забыл – просто напишите мне, мои контакты можно легко найти в любой соцсети. Не исключено, что ваше дополнение войдет во второе издание.
Часть I
Стихийные изобретения
Работа неизвестных героев
В каждой культуре обязательно существуют стихийные изобретения. Это предметы быта, появившиеся так давно и распространенные настолько широко, что никто даже не задумывается о личности их создателя. Скажем, колесо. Или топор. Или штаны. Можно очень приблизительно определить регион первого появления какого-либо предмета, но не более того.
В этом разделе я расскажу о стихийных изобретениях, сделанных в разное время – в основном до XVII века – в России. Как я уже говорил, с авторским правом у нас было исключительно плохо вплоть до начала XIX века. Но если с правлением Петра I у талантливых механиков и ученых появился хоть какой-то шанс «засветить» свое имя, то до петровских реформ все русское изобретательство оставалось исключительно стихийным и, так сказать, «безличным». Целый ряд интересных идей появился на свет в наших краях до XVII века, но кто их авторы – история умалчивает.
Реформы Петра имели не только общественно-политическую, но и экономическую составляющую. Россия при нем постепенно перестала быть странным образованием на задворках Европы и продемонстрировала, что способна рождать сильных инженеров, механиков, ученых и вообще ни в чем не уступает государствам, более развитым в плане науки и техники (а мешает ей только специфический менталитет, с которым Петр, собственно, и боролся).
Первое русское имя, ставшее известным в области науки и техники, – это Андрей Константинович Нартов, изобретатель токарно-винторезного станка. О нем мы подробно поговорим во второй части книги, а пока просто вдумайтесь: он родился в 1683 году и серьезно работать начал уже в XVIII веке. Что же было до этого? Почему Европа и Америка в XVII веке уже обзавелись авторским правом, почему там работало множество инженеров и ученых, а наше общество оставалось архаичным и неспособным принимать новшества? Тому есть несколько причин.
Во-первых, герметичность. Здесь мы можем сравнить себя с японцами. Они жили в полной изоляции вплоть до середины XIX века, то есть начали отходить от средневековых традиций и шагать в ногу с остальным человечеством еще позже, чем мы. Любая изоляция – психологическая, как в России (где границы были открыты, но общество не нуждалось в контактах с внешним миром), или политическая, как в Японии, – ведет к тому, что все творческие направления – искусство, наука, литература – герметизируются и развиваются исключительно внутри неких рамок.
Например, Европа перешла от примитивной ко вполне себе пространственной живописи уже в XIV веке, первым представителем такого направления можно назвать великого Джотто ди Бондоне (умер в 1337 году). Джотто преодолел византийскую «плоскую» традицию и стал изображать пространство совершенно другим образом – в объеме, в тенях и пропорциях, и этот подход быстро переняли десятки художников эпохи Возрождения.
В России же (как и в Японии) плоская живопись сохранялась вплоть до окончания периода изоляции, то есть почти до Петра I. Предшественника Петра, царя Федора III Алексеевича изображали исключительно в плоской иконописной манере – и это в XVII веке! Придворным художником Федора был Богдан Салтанов, главный мастер Оружейной палаты, а до него – Иван Безмин. Об их стиле можно сказать, что он куда более отточен, чем у великих мастеров прошлого, – но техника у них ровно та же без малейшего отклонения. Учителя передавали ученикам каноны, которые нельзя было менять кардинально.
Впрочем, проблема с искусством разрешилась относительно просто. Как только Петр прорубил окно в Европу, в Россию хлынули новые стили и знания. Новая живопись, новая скульптура, новая архитектура – изначально ими занимались приглашенные мастера, но уже при Екатерине II сформировались сильные русские школы, способные не только копировать, но и придумывать.
Отдельную историю можно рассказать о литературе. От первого «Апостола» Ивана Фёдорова (1564 год) и вплоть до правления Петра в России вышли всего четыре (!) нерелигиозные книги из примерно 700 наименований. Церкви принадлежала абсолютная монополия на книгопечатание, светская литература если и существовала, то в рукописных копиях, а что-то, помимо псалтирей и требников, издавали только по царской воле. Печатный двор – первая и в течение многих лет единственная в стране типография – напрямую подчинялся Патриархату (позже – Священному синоду). Когда в 1703 году Петр повелел Печатному двору издавать общественную газету «Ведомости», это – о ужас! – стало совершеннейшим нарушением всех традиций.
В Европе же художественная литература начала развиваться в XIII веке и бурно расцвела с появлением печатного станка. Типографии с XV века множились как грибы после дождя, они издавали сотни самых разных книг: художественных, церковных, поучительных, исторических и даже кулинарных! Конечно, с XVIII века Россия в том, что касается книгоиздания и тематического разнообразия литературы, стала нагонять Европу семимильными шагами, но до того времени топталась на одном месте.
Итак, Петр пробил и эту стену. Теперь давайте вернемся к изобретательству.
Наука и техника – значительно более сложные в плане развития отрасли, нежели искусство. Они требуют серьезного обучения, и, что самое важное, предметы их интересов невозможно просто скопировать, не понимая, как они устроены. Ну, хорошо, не невозможно, но все равно крайне сложно. Талантливых самоучек в искусстве всегда было в десятки раз больше, чем в науке, поскольку механикам не хватало одного лишь внешнего изучения образцов, требовалось еще и образование.
С технологиями в допетровскую эпоху дело обстояло настолько плачевно, что для создания даже совсем несложных механизмов нужно было выписывать специалистов из-за рубежа. И крайне редко кому-то приходило в голову, что можно обучить наукам русского человека. Иноземный мастер приезжал, выполнял работу над, скажем, фейерверками при царском дворе – технологию он, разумеется, держал в тайне, – затем уезжал. Поэтому делать фейерверки у нас никто так и не научился. Конечно, я утрирую, но в целом ситуация выглядела примерно так.
В общем, вплоть до XVII века на Руси не было выдающихся деятелей науки и техники. По крайней мере таких, чьи имена дошли бы до нашего времени.
Впрочем, нельзя назвать наших предков людьми совсем уж темными. Самая старая сохранившаяся русская работа по математике датируется 1136 годом. Называется она «Учение о числах» и создана новгородским монахом Кириком. Но это не исследовательский труд, а просто обобщение уже существовавших знаний. Кирик, безусловно, был очень мудрым человеком, но придерживался традиции и потому написал нечто вроде учебника по математике, астрономии и использованию календаря. В Европе рукописных книг такого плана существовало много. Кстати, во времена Кирика главным научным центром считалась вовсе не Европа, а арабский мир: девять из десяти ученых были арабами.
Известны и выдающиеся русские мастера традиционных ремесел, например литейщики, работавшие над колоколами, пушками и другими металлическими изделиями. Например, мастер Андрей Чохов (умер в 1629 году) прославился никогда не стрелявшей Царь-пушкой. Но, помимо нее, Чохов отлил десятки прекрасно работавших орудий, стволы которых не только выполняли свое практическое назначение, но и представляли собой настоящие произведения искусства. Самая ранняя из работ Чохова, дошедших до наших дней, – это пищаль «Инрог» (1577), еще довольно простая, последняя – 152-миллиметровая осадная пушка «Царь Ахиллес», настоящее произведение артиллерийского искусства. Также известно имя литейщика Кашпира Ганусова, учителя Чохова, и еще ряд имен русских мастеров.
К слову, самая старая из сохранившихся русских пушек – это гауфница (гаубица) 1542 года, отлитая неким Игнатием, фамилии мастера история не сохранила. А вообще первая в России Пушечная изба, предшественница Пушечного двора, появилась в Москве при Иване III, в 1479 году. На заметку: больше половины сохранившихся русских пушек допетровских времен хранится в Артиллерийском музее Санкт-Петербурга, при случае сходите, не поленитесь.
Впрочем, и Чохов, и Ганусов, и другие русские литейщики делали в основном не пушки, а колокола. Их было нужно значительно больше, а искусства они требовали не меньшего. Не углубляясь в вопросы колокольного дела, я отмечу лишь его герметичность и традиционность – вот почему русские мастера достигли в нем высочайшего уровня.
Еще можно вспомнить зодчих. Русская архитектура, в отличие от европейской, чуть менее чем полностью была деревянной. Из камня возводились отдельные церкви государственного значения, отдельные оборонные сооружения в крупных городах, а чуть позже, с XIV века, – и отдельные гражданские здания, принадлежавшие очень богатым купцам и аристократии (палаты). Все они вместе составляли менее процента от всех построек. Именно выбором материала объясняется то, что в Европе сохранилось в десятки, если не в сотни раз больше исторических зданий периода Средневековья и Возрождения.
Имена же средневековых русских зодчих неизвестны. Они были просто мастерами-ремесленниками, работавшими четко по канону (как и в иконописи), так что история сохранила только имена заказчиков. Причем это касалось даже очень сложных сооружений, требовавших не механической работы, а творческого подхода. Например, старейшее русское каменное здание, дошедшее до наших дней, пусть и в перестроенном виде, – это Софийский собор XI века в Киеве. Никто не знает толком, кто его спроектировал: везде фигурирует только имя заказчика, Ярослава Мудрого. То же можно сказать обо всех (!) церквях до XV века. Для сравнения: мы знаем имена и сроки работы многих (конечно, не всех, а только ведущих) архитекторов, создававших Нотр-Дам де Пари и многие другие средневековые французские соборы.
Первое имя русского зодчего, зафиксированное источниками, – Федор Савельевич Конь. Он был мастером по строительству военных укреплений при Борисе Годунове. Конь построил, например, стены Белого города Москвы, а также укрепления Смоленского кремля. Правда, известно о нем крайне мало, а почти все биографические сведения, которые можно найти в Сети, – не более чем художественный вымысел. Основные источники информации о зодчем – это строки в расходных книгах и, собственно, его работы, характеризующиеся вполне четким архитектурным почерком.
В равной степени центром культуры и ее тормозом в России была всепроникающая Церковь. С одной стороны, это помогало сохранить накопленные знания, с другой – Церковь категорически отвергала любые новшества, прививая людям неприятие новизны. Традиционный уклад, основанный на религии, и был главной причиной русского изоляционизма. При этом границы, как уже говорилось, оставались вполне открытыми, просто никто не понимал, зачем за них заглядывать.
Но стихийные изобретения, конечно, были. Шатровая архитектура, подстаканники, ряженка, балалайка – все это стало естественным порождением русской культуры, плодами ее развития. Да, медленного и трудного. Но даже замкнутое внутри себя общество не может стоять на месте. Тем более что в эпоху Василия III и Ивана Грозного Русь осуществляла активную экспансию на восток, подчиняя себе тамошние народы с их своеобразными, не менее герметичными культурами и перенимая многое у них.
Ну, хватит общих слов, давайте перейдем к конкретике. Итак, что же дала миру допетровская Россия?
Глава 1
Россыпь народной мудрости
В этой главе мы поговорим о самых разных народных изобретениях, появившихся на Руси, – часть их вошла в мировую культуру, а другие так и остались диковинками, понятными только загадочной русской душе. Итак – лапти, подстаканники и самовары!
У каждого народа есть своя национальная одежда, своя национальная игра, свой национальный напиток и пр. Большинство таких элементов схожи между собой в разных культурах, зачастую они и возникали одновременно. Так, лапти – это русская берестяная обувь, но аналогичные предметы, появившиеся независимо от лаптей, были и у американских индейцев, и у японцев, и уж тем более у коренных жителей материковой Азии.
В этой главе мы рассмотрим некоторые народные изобретения, уникальные для русской культуры и пошедшие в мир именно от нас. Однако мне придется выйти за рамки допетровской эпохи, поскольку время появления той или иной «народной технологии» установить очень трудно: она может в равной мере относиться и к XIV, и к XIX столетию. Попытаемся охватить взглядом очень разные области, кроме, пожалуй, русской национальной одежды, поскольку ее сложно отнести к технологическим изобретениям.
Городки
Разрушение некой конструкции с помощью бросаемого снаряда заданной формы – принцип, лежащий в основе множества игр. Самая распространенная – это, как нетрудно догадаться, кегли во всех их многочисленных вариациях. Наиболее известное воплощение – боулинг, где снарядом служит круглое ядро с захватами для пальцев, а разрушаемым объектом – группа вертикально стоящих фигурок, напоминающих человеческий силуэт. Нечто похожее на кегли существовало в Древнем Египте за 3000 лет до нашей эры.
Схожий принцип имеют игры, в которых необходимо набрасывать кольца на штырь, стоящий на некоем четко заданном удалении от игрока (кое-где вместо колец использовались, например, подковы).
Городки отличаются от других игр такого типа тем, что в качестве сбиваемого объекта используется сложная сборная фигура, имитирующая реальный предмет («пушка», «звезда», «вилка»), а в качестве снаряда используется бита – ровная палка заданной длины. Первые достоверные иллюстрации, изображающие игру в городки, относятся к началу XIX века – эта забава увлекала и простых людей, и аристократов. Но, по некоторым источникам, городки любил Петр I, а упоминания о подобных играх (трудно сказать, именно о городках или о каком-то их аналоге) встречаются в документах, относящихся к времени, когда династия Романовых еще не пришла к власти. Позже игра в той или иной форме распространилась из России по соседним территориям. Например, в конце XIX века сформировались финские городки (кююккя), а еще позже – шведские (кубб), хотя подобные игры существовали в Швеции и раньше.
В России городки вышли из статуса «народной игры» и стали серьезным видом спорта при советской власти. В 1923 году прошли первые всесоюзные соревнования, в 1928-м игру включили в программу Спартакиады, в 1933-м были приняты единые правила. С 1936 года проводится чемпионат СССР (ныне – чемпионат России) по городкам.
Городки. Расположение фигур
С середины 2000-х проходит и чемпионат мира по городошному спорту. Из-за специфического ареала распространения игры в этом соревновании принимают участие в основном спортсмены из стран СНГ – России, Беларуси, Украины, хотя приезжают также эстонцы, немцы, финны и пр.
Подстаканник
Самовар нельзя назвать сугубо русским изобретением, подобные гибриды печки и чайника, возникшие независимо, встречаются у разных народов. А вот подстаканник – это наше все. Приспособления, позволяющие не обжигаясь держать питьевую емкость без ручки, есть у ряда культур, но лишь созданное в России сегодня узнаваемо во всем мире и близко каждому, кто родился в СССР.
Точного времени изобретения подстаканника и имени его создателя история не сохранила. Самые ранние образцы относятся к концу XVIII – началу XIX века, но это штучные предметы, выполненные на заказ. Некоторые историки полагают, что причиной появления подстаканника стал этикет. В Европе конца XVIII века женщинам полагалось пить чай из фарфора, а мужчинам – из стекла (замечу, что традиция явно не имела повсеместного распространения, в Англии все пили из фарфора, а тонкости обращения со стеклом упоминаются, например, у Дюма, притом что Франция никогда не была «чайной» страной). Этот элемент этикета проник в Россию, и возникла необходимость защищать руки от легко нагревающихся стеклянных стаканов. Так и появились первые подстаканники. Мне это объяснение не кажется убедительным, потому что в то время легко делали не только фарфоровые, но и стеклянные чашки с ручками.
В середине XIX века подстаканников было уже довольно много, хотя они по-прежнему оставались штучными изделиями. Даже самый простой латунный, лишенный всяких украшений подстаканник 1870-х годов сегодня может стоить до 2000 долларов США, что уж говорить про единичные экземпляры, изготовленные по специальным заказам, с мозаичными и литыми украшениями.
Подстаканник
По-настоящему широко распространились подстаканники в бытность Сергея Юльевича Витте сперва директором Департамента железнодорожных дел Министерства финансов, затем министром путей сообщения, то есть в короткий период с 1889 по 1892 год. Витте решил ввести подстаканники как обязательный предмет обстановки поезда, а затем отдал этот крупный государственный заказ Товариществу латунного и меднопрокатного заводов Александра Григорьевича Кольчугина (скорее всего, по личной дружбе).
Кольчугин стал первым промышленником, поставившим выпуск подстаканников на серийный поток, он же стал родоначальником стандартизации в этом вопросе: размеры классических, хорошо известных нам подстаканников и их форма заданы именно Кольчугиным. Производство, некогда принадлежавшее Александру Григорьевичу, существует до сих пор, называется ЗАО «Кольчугинский завод цветных металлов», принадлежит Уральской горно-металлургической компании и по сей день является крупнейшим производителем подстаканников в России и мире. Основная его продукция, естественно, цветной металлопрокат, но ведь и традиции нужно сохранять.
Самое приятное, что подстаканники – это не просто функциональные предметы быта, а произведения искусства. Над ними трудились и трудятся прекрасные художники, а коллекционирование подстаканников – хобби для многих энтузиастов.
Гуляй-город
Катапульты и требушеты, тараны и онагры, штурмовые башни и лестницы – история знала множество осадных приспособлений самого разного назначения и принципа действия. Существовало и орудие, присущее в первую очередь русской военной культуре, – гуляй-город, или, как говорили иногда, град-обоз. Второе название вызывает стойкие ассоциации с повозками, которые ставили кольцом американские переселенцы, чтобы отбиваться от индейцев. Это справедливо, поскольку принцип здесь тот же самый.
Гуляй-город – довольно позднее изобретение, первое упоминание о нем относится к 1530 году, когда Средние века уже сменились новой эпохой, а последние крепости постепенно теряли свое оборонительное значение. Хотя с огромной вероятностью гуляй-города использовались и раньше – скорее всего, история этой конструкции восходит к Высокому Средневековью.
По сути, это просто забор на колесах. Каждая секция гуляй-города представляет собой участок высотой порядка 2–2,5 метров и шириной от 3 до 5 метров. Сделан он из дубовых досок, а на уровне глаз вырезаны отверстия для стрельбы по противнику. Секции гуляй-города могут скрепляться друг с другом, образуя более длинные участки. Во время различных боевых действий гуляй-города сцепляли в непрерывные стены длиной до 10 километров, в частности при окружении населенного пункта или крепости. Под защитой гуляй-города могли перезаряжаться стрелки́, он укрывал от легкого оружия и в целом позволял быстро возвести нечто вроде деревянной крепости заданной формы и размеров. Существовали также пушечные секции с приподнимающейся центральной частью – они позволяли артиллеристам без помех подготовить орудие к выстрелу.
Европейским аналогом гуляй-города были мантелеты – отдельные щиты на колесах, с помощью которых пехотинцы подбирались к стенам вражеской крепости. Но мантелеты нужно было катить вперед, а секции гуляй-города – вбок, соединяя их в одну систему. Другой аналог – вагенбург, использовавшийся и в Европе, и в Древнем Китае, и, как говорилось выше, в Америке. По сути, это тот же гуляй-город, но секциями в нем служат укрепленные обозы или телеги.
Тут стоит повторить, что практически все изобретения той эпохи отталкивались от общих предков, обретая новые черты в зависимости от технологического развития, мышления и прочих особенностей использующей их культуры. Гуляй-город – это та форма, которую приняло в России быстровозводимое осадное укрепление.
Соха
Прежде чем говорить о сохе, я скажу два слова о плуге. Плуг – это пахотное орудие с опорами (например, колесами) и широким лемехом – острым скошенным наконечником, полностью переворачивающим верхний слой почвы. За тысячелетия использования у плуга появился резак – деталь, подрезающая землю, перед тем как в нее вгрызется лемех. Современные плуги делают из железа, а не из дерева, причем нередко они оснащены несколькими лемехами, тянут их сегодня трактора, а не волы или лошади, – и тем не менее общий принцип их работы тот же, что и в древности. Лемех по-прежнему срезает пласт земли и переворачивает его. К слову, у ранних плугов лемех был симметричным, а пласт земли переворачивала отдельная деталь – отвал; позже лемехи стали скошенными, выполняющими обе функции.
Соха
Предок плуга, сохи и вообще всех подобных орудий – рало, или орало. Оно никаких колес не имеет и, что более удивительно, лемеха у него тоже нет. Лезвие у этого приспособления заменяет ральник – простая деревянная конструкция в форме крюка, которая одновременно не позволяет ралу падать и рыхлит землю. Сегодня рало можно встретить в крестьянских хозяйствах Африки и Азии, особенно там, где почва достаточно мягкая и влажная, чтобы ее было просто перемешивать, не срезая слоями. У поздних типов рала (датируемых X веком или около того) появился и примитивный лемех – металлическая накладка на ральник. Но если в Европе рало дало начало плугу, то на Руси из него родилась соха.
Соха значительно ближе к ралу, чем плуг. В отличие от рала, рабочая часть у сохи широкая, как плужный лемех, но имеет другую форму и называется рассохой. Рассоха обычно деревянная, к ней крепятся два металлических сошника. Если лемех плуга полностью переворачивает почву, то отвал сохи, расположенный за рассохой, откидывает слой дерна в сторону, не срезая целиком, – и в этом есть определенное преимущество.
Дело в том, что плуг требует серьезного тяглового усилия, и лошадь, передвигающая такое орудие, быстро устает. При этом от человека требуется минимум усилий, потому что плуг опирается на колеса и сам врезается лемехом в землю. По сути, пахарь должен лишь направлять плуг и подталкивать его, если лошадь устала и не справляется.
Соха же устроена таким образом, чтобы облегчить жизнь скотине и усложнить человеку. Бесколесную соху то и дело скашивает на бок, нужно умело держать ее в борозде, зато сопротивление земли здесь значительно меньше, чем в случае с плугом. Кроме того, оглобли крепятся к верхней части инструмента, а не к нижней, как у плуга. Из-за этого центр тяжести находится довольно высоко, что дополнительно усложняет работу.
На территории России археологи нашли немало старинных плугов, так что эти два инструмента нередко соседствовали, но соха была распространена шире, – видимо, потому что позволяла беречь лошадей.
Мне неоднократно приходилось читать, что рало тоже впервые появилось у восточных славян, но здесь мы упираемся в вопрос терминологии. Ранние плуги, использовавшиеся в разных культурах за сотни лет до нашей эры, были, по сути, ралами. Скажем, землепашцы Древнего Египта, Ассирии и даже Китая, судя по сохранившимся изображениям, использовали именно рала, а на территории нынешней России в те времена подобных инструментов еще не было.
Соха возникла на базе рала, видимо, во времена Высокого Средневековья (она впервые упоминается в новгородской берестяной грамоте XIII века) и, практически не меняясь, просуществовала вплоть до первой половины XX века. Большая советская энциклопедия утверждает, что на 1928 год в СССР было около 4,6 миллиона сох. Сохи применяются и сегодня, вот только делают их полностью из железа и цепляют к трактору.
Есть еще один момент. Поскольку сопротивление почвы при использовании сохи меньше, чем в случае с плугом, в нее можно было впрягать одно тягловое животное (плуг обычно требовал пары). Кроме того, глубина обработки почвы сохой невелика – не более 12–15 сантиметров (а при первой вспашке целины и вовсе 2–5 сантиметров). Этого было бы недостаточно в глубоких плодородных землях юга, но хватало северным русским полям. Еще одно преимущество сохи по сравнению с плугом – отсутствие полоза (подошвы), на который налипает влажная почва, замедляя движение.
Основным недостатком сохи была трудность в использовании: 30 % здесь усилий прилагал пахарь, кроме того, ему все время приходилось выравнивать завал инструмента на бок и контролировать глубину его погружения.
На практике деление между плугами, сохами и другими подобными инструментами довольно условное. В разных культурах разными терминами могли называться одни и те же устройства. Или одними и теми же словами – разные орудия. Соха традиционно считается разновидностью плуга или рала, присущей восточным славянам и русским в частности. Ну и прекрасно!
Семиструнка
У каждого народа есть собственные музыкальные инструменты, не имеющие прямых аналогов в других культурах. Но таких инструментов довольно мало. Как правило, везде есть что-то трехструнное, что-то пятиструнное, что-то деревянное духовое, что-то ударное. Можно составить таблицу прямых соответствий. Например, балалайка. Что может быть ее аналогом? Киргизский комуз, чеченский пхондар, арабский танбур, японский сямисэн и еще, наверное, десятка два аналогичных конструкций. Все щипковые, все трехструнные. Манера звукоизвлечения может изменяться, но принцип один и тот же.
В русской культуре существовал целый ряд национальных инструментов – балалайка, домра, гудок, гусли, дрова, пыжатка, колюка, гусачок. О них можно рассказывать долго, но я замечу лишь, что русской музыке серьезный удар нанес царь Алексей Михайлович, который решил положить конец скоморошеству, этой неофициальной оппозиции, поющим вольнодумцам. Характерная черта середины XVII века – искоренение всех присущих скоморохам атрибутов. Начал это патриарх Иоасаф I, возглавлявший Церковь с 1634 по 1640 год и повелевший изымать у людей любые музыкальные инструменты и уничтожать их. Алексей Михайлович, взрослевший при Иоасафе, взошел на престол в 1645 году в шестнадцатилетнем возрасте и тремя годами позже царским указом объявил домры, гудки, гусли и все прочие инструменты вне закона. Их ломали и жгли сотнями, – и надолго, вплоть до петровской либерализации, никакой светской музыки на Руси не осталось вообще. Только тайком, только тихонько. Домры и балалайки в полной мере возродились лишь в XIX веке благодаря великому энтузиасту, историку и композитору Василию Андрееву.
Учебник М. Иванова «Русская семиструнная гитара», 1948
Я же здесь хочу сказать несколько слов о другом русском инструменте, куда более позднем, – о семиструнной гитаре. У меня лично с ней связаны смешные воспоминания. На ней играет один мой друг, и я, когда сижу у него в гостях, нет-нет да и порываюсь взять инструмент и что-нибудь спеть. Постоянно забываю, что это не обычная гитара, а привычные мне аккорды на семиструнке звучат более чем странно, если не сказать чудовищно. В общем, она выглядит как шестиструнка, но играть невозможно.
Традиционно считается, что семиструнку изобрел русский гитарист, музыкальный педагог и композитор Андрей Осипович Сихра в 1790-х годах. По крайней мере, самые ранние упоминания о семиструнной гитаре относятся именно ко времени, когда он, по сути, формировал русскую гитарную школу – а это он делал вне всяких сомнений. Первый документально подтвержденный концерт с использованием семиструнной гитары он провел в Вильне (Вильнюсе) в 1793 году. Правда, на тот момент Андрею Сихре было всего 20 лет и представляется сомнительным, что такой молодой человек мог создать новый музыкальный инструмент. С другой стороны, строй семиструнки использовался, например, в 10-струнной английской гитаре, популярной в Европе с 1750-х годов, да и раньше был известен. Семиструнка быстро стала популярным инструментом, и уже в 1798 году педагог Игнатий Францович Гельд издал первую «Школу игры» на ней, то есть, по сути, самоучитель.
Семиструнка была самым распространенным типом гитары в России вплоть до Великой Отечественной войны, хотя интерес к ней начал спадать еще в 1920-х годах. Из-за рубежа завозили шестиструнки, играть на которых технически было проще, советские производители музыкальных инструментов тоже постепенно переходили на шесть струн вместе семи, и к концу XX века семиструнка практически оказалась выдавлена из русского музыкального поля. Последним великим виртуозом-семиструнником я бы назвал Сергея Дмитриевича Орехова (1935–1998), широко известного своим мастерством и у нас, и за пределами России. Известна байка о том, как великий гитарист Пако де Лусия, будучи с гастролями в Москве, очень хотел встретиться и пообщаться именно с Ореховым и более ни с кем, но встреча так и не состоялась.
Русская семиструнная гитара по-прежнему существует. По-прежнему есть мастер-классы, преподаватели, произведения, школы. Но, увы, все это – лишь тень ее былой популярности.
Глава 2
Ползком по льду
Русский коч
Практически у каждого народа есть собственный, присущий только ему исторический тип судна. У алеутов и эскимосов – каяк, у валлийцев – коракл, у турок – кочерма, у шведов – турума и т. д. Появление этих кораблей обусловлено конкретными географическими и социально-экономическими факторами развития народа или государства. Так, на Русском Севере в XI–XIII веках из-за насущной необходимости преодолевать ледяные преграды появился коч.
В разное время в России создавались специфические типы парусных судов. Например, была скампавея – нечто вроде быстроходной галеры петровской эпохи, дубель-шлюпка – речная предшественница канонерских лодок, паузок – малое судно для перегрузки товаров с крупных речных кораблей. Но мы обратим внимание именно на коч, потому что он имел значительное влияние на северное судоходство и, что важно, впоследствии стал инженерной основой для ледокола (которому в этой книге тоже посвящена отдельная глава).
Северные льды
Льды всегда были проблемой русского судоходства. Бо́льшая часть наших морских границ всегда выходила на север: к Белому и Баренцеву морям, к Северному Ледовитому океану. Все эти воды в зимний период покрываются непроходимой коркой льда, что очень затрудняет судоходство. А от судоходства в былые времена напрямую зависело выживание и экономическое положение жителей Русского Севера, в особенности поморов.
Поморы – это не отдельный этнос, как, скажем, эвенки, а субэтнос русского народа. Термин «поморцы» в отношении русских, осевших на Поморском берегу Белого моря – между реками Кемь и Онега, начал применяться с XVI века, но люди в тех местах жили с Высокого Средневековья. Они пришли туда в первую очередь из новгородских земель, и потому поморский говор сильно напоминает новгородский, хотя и обзавелся за сотни лет своими особенностями. Основным промыслом поморов было рыболовство (а также добыча пушнины, моржового клыка и жира), потому продление судоходного сезона всегда оставалось важнейшей задачей. Понятно, что ледокол у них появиться не мог никоим образом: технологическое развитие человечества тогда еще не позволяло ничего подобного.
Поэтому появился коч.
Зачем нужен коч
Основная его задача – сопротивляться сжатию во льдах. На границах судоходных сезонов выход в море становится исключительно рисковым, так как судно, шедшее, казалось бы, по свободной воде, могло попасть в ловушку и быть затертым ледяными глыбами. Эта проблема существует и сегодня: со времени самого известного такого происшествия – трагедии ледокола «Челюскин» в 1934 году – зафиксировано более 1600 (!) случаев затирания судов льдами в северных морях. Более 200 судов не смогли выбраться самостоятельно, а около 40 из них и вовсе погибли. И это мы говорим о XX–XXI веках, то есть о времени стальных гигантов, нередко имеющих ледокольные возможности! Представьте себе, что ждет деревянный кораблик.
При сжатии главное не прочность судна, а время спасения. Дело в том, что для льдов корабельный корпус, что бумага, они сминают его независимо от конструкции. Но чем грамотнее корпус спроектирован и чем он прочнее, тем больше времени есть у команды на спасение. Процитирую интервью для «Эксперта» доктора технических наук, конструктора кораблей Александра Новосёлова: «Когда судно попадает в арктический ледовый плен, оно подвергается очень мощному давлению на корпус, которое по кинетической энергии можно сопоставить с ударом 20-тонного метеорита, летящего со скоростью 5000 км/ч. По практике нам известно, что подобные космические объекты оставляют на поверхности земли воронку диаметром в несколько километров и около 200 метров в глубину». Хорошее сравнение, очень наглядное.
Деревянный корпус противостоять подобной мощи не мог. Существовало лишь одно решение: придать судну такую форму, чтобы лед его не зажимал, а выдавливал на поверхность, откуда можно было бы уйти, волоча корабль за собой.
Как устроен коч
Название «коч» происходит от диалектного новгородского «коца» – шуба, что связано с двойной обшивкой судна, укрепляющей его борта и защищающей от давления льда да и просто от ударов.
В первую очередь коч был очень простым и легким: одномачтовым, однопалубным, длиной от 16 до 24 метров и шириной до 6,5 метра, полностью построенным из дерева без применения металлических элементов. После XVI века появились более сложные разновидности: с двумя мачтами, с металлическими деталями и крепежами – скобами, гвоздями.
Коч мог двигаться как под парусом, так и на веслах. Корпус его имел яйцеобразную форму, а нижняя часть носа была скошена под углом 20–30°, что давало быстро вытащить судно на лед. Форма дна не давала кочу опрокидываться набок, и его было относительно легко буксировать, примерно как сани. Из-за этого коч имел очень низкую осадку – всего 1–1,5 метра, практически он представлял собой большую лодку, способную плавать по мелководью. Чтобы киль не повреждался при волоке, его защищал так называемый фальшкиль – внешняя деталь, которую можно было легко заменить, не разбирая корабль. Команда коча состояла из 10–15 человек, судно могло взять на борт до 25 тонн груза или полсотни пассажиров. Поздние разновидности кочей имели еще большую грузоподъемность, порядка 40 тонн.
Изначально кочи строились только поморами, но по мере покорения сибирских земель и основания там портов и городов, кочи все шире распространялись в Зауралье. Их активно использовали в речном судоходстве, поскольку форма корабля позволяла не только быстро вытаскивать его на лед, но и причаливать почти к любому берегу без дополнительных приспособлений – коч просто «выезжал» на сушу. Снимать его с мели тоже было очень легко. Ну, как легко… В сравнении с кораблями других типов – безусловно. Якоря, симметрично расположенные по обе стороны корпуса, помимо основного назначения, использовались при перемещении коча волоком.
Одной из важных особенностей этого судна была его быстроходность. За сутки коч мог пройти – при попутном ветре и в отсутствие серьезных ледяных преград – до 200 километров, то есть его средняя скорость составляла порядка 4,5 узла (8,3 км/ч), что очень немало для компактного парусного судна.
Дальнейшая история
При Петре I кочи чуть не прекратили свое существование. В ходе реформы флота 28 декабря 1715 года царь повелел отказаться от прежних принципов кораблестроения и делать суда исключительно по привезенным из Европы чертежам. Причем сперва он распорядился полностью обновить флот всего за два года, но затем смилостивился и разрешил до поры оставить старые суда, но строить уже только по новым принципам. Коч спасло то, что контролировать большую часть Русского Севера царь просто не мог – там люди жили по своим законам и со столицей были связаны в основном экономически, а не юридически. Поэтому и поморы, и сибиряки проигнорировали петровский указ. Коч лучше европейских судов был приспособлен для плавания в холодных водах.
Поморский коч
1 – шегла (мачта); 2 – райна (рея); 3 – подъемный волчок; 4 – ноги (ванты); 5 – буглина; 6 – дрог (фал); 7 – вожжи (шкоты); 8 – сопец (руль); 9 – казенка; 10 – палубы; 11 – карбасы; 12 – багор; 13 – якорь; 14 – кочка (ворот); 15 – обшивка со скобами; 16 – деревянные гвозди (нагели); 17 – скобы
Источник: Н. Д. Травин сборник «Исторический памятник русского полярного мореплавания XVII в.» (1951)
По мере того как Россия продвигалась на восток, кочи стали появляться в Карском море, но, кроме того, распространились и на Запад – в Норвежское и Гренландское моря. Со временем их стали оснащать кожаными парусами, чтобы избежать обледенения, и это позволяло мореходам забираться еще дальше на север.
Строительство кочей было обычно семейным делом, причем многие детали создавались впрок. У корабелов, имевших много заказов, всегда был хороший запас готовых днищ и мачт, что позволяло при необходимости делать корабли с очень большой скоростью. Дело было выгодное, стоил коч дорого, до 300 рублей (для сравнения: чиновник среднего ранга в Москве получал тогда около 30 рублей в год). По примерным подсчетам, к концу XVII века в северных морях одновременно ходили более 7000 кочей.
Интереснейшая история связана с ныне не существующим западносибирским городом Мангазея, основанным в 1600 году царским указом на месте стихийно возникшего поморского порта. Из Мангазеи сибиряки организовали морской ход через так называемый Ямальский волок – этот путь позволял добираться с товарами непосредственно до Архангельска или даже дальше и торговать с иностранцами напрямую, минуя царскую бюрократию и налоги. Пройти этим путем могли только кочи, поскольку сухопутный участок маршрута для других судов был непроходим. Михаил Федорович Романов в 1619 году запретил использовать Мангазейский морской путь под страхом смертной казни и установил в районе Ямальского волока стражу, поскольку контролировать сибиряков и поморов у него не было никакой возможности. Это привело к тому, что жители Мангазеи стали покидать процветавший прежде город, и в итоге он был упразднен царским указом в 1672 году.
Наследники и продолжатели
Как уже говорилось, коч стал основой современного ледокола, который впервые придумал и построил в 1864 году кронштадтский судовладелец Михаил Бритнев.
Фритьоф Нансен, проектируя знаменитый «Фрам», парусно-моторную шхуну для полярных экспедиций, изучил все типы северных судов и в итоге использовал при разработке корпуса именно принцип коча. «Фрам» успешно совершил три экспедиции к Северному и Южному полюсам по руководством Нансена, Свердрупа и Амундсена. Сегодня этот корабль выставлен в специально созданном для него музее в Осло. Если немного утрировать, то можно сказать, что «Фрам» – это и не шхуна вовсе, а осовремененный поморский коч.
В 1987 году в Петрозаводске группа энтузиастов с точностью до мелочей воссоздала классический коч, назвав его, соответственно, «Помор». За следующие несколько лет на «Поморе» немного походили по Белому и Карскому морям, а потом совершили известное плавание вплоть до Канады через Чукотское море. Сегодня «Помор» находится в музее клуба «Полярный Одиссей» и, увы, постепенно разрушается. Также копии исторических кочей хранятся в Красноярском краеведческом музее и в музее-заповеднике «Дружба» в Якутии.
Глава 3
Каменный шатер
Купол – очень древнее изобретение. Этот архитектурный элемент можно встретить в доисторических погребальных склепах, сокровищницах, мавзолеях. Европейское Возрождение широко использовало купола – все знают блестящие работы Брунеллески, например собор Санта-Мария-дель-Фьоре, или Микеланджело – собор Святого Петра в Ватикане. А вот шатер как разновидность купола имеет несколько иную историю, тесно связанную с русским зодчеством.
Купол – это тип перекрытия, по форме представляющего полусферу или другую поверхность, образованную вращением кривой. Например, купол может быть эллиптическим или параболическим. Основное его технические преимущество – возможность накрыть большую площадь без использования дополнительных опор, поскольку купол, как и арка, держит сам себя: сила тяжести, стремящаяся обрушить его, передается в виде горизонтальных усилий стенам. В принципе это и есть не что иное, как трехмерная арка.
Сегодня купола используются для перекрытия больших пространств, например концертных залов или стадионов. Но в былые времена крупнейшими сооружениями практически всегда были храмы, поэтому 99 % старинных куполов возводились над церквями, мечетями, синагогами и т. д. Такая конструкция открывала широкие возможности для украшения, так что изнутри купола богато расписывались, а снаружи не менее богато декорировались.
Но русская средневековая архитектура, будучи главным образом деревянной, развивалась несколько иным путем. Эллиптические купола, конечно, использовались и здесь, но это были в основном небольшие луковицы, а наиболее распространенным типом перекрытия стал шатер.
Зачем нужен шатер
Шатровое перекрытие технически гораздо проще купольного, поскольку состоит из прямолинейных элементов, и менее трудозатратно в плане возведения. Если говорить об историко-этнографических параллелях, то можно вспомнить, что принцип купола использовался, например, в эскимосских иглу, а принцип шатра – в индейских вигвамах. Безусловно, шатровые конструкции применялись во всем мире, просто в меньшем количестве, чем купола. Например, в западной архитектуре деревянными шатрами накрывали башни замков и крепостных стен – это было относительно быстро, недорого и надежно. А поскольку шатер своей формой создает естественную вытяжку, то такие же перекрытия использовались для технических помещений, требующих оттока воздуха, например пивоварен.
Правда, нигде, кроме как на Руси, шатры не использовались в качестве храмовых элементов и уж тем более никогда их не строили из камня. Каменное шатровое перекрытие – это исключительно наше изобретение. Если вы увидите крышу такого типа в Западной Европе, здание под нею будет более позднего периода – скорее всего, архитектор позаимствовал этот элемент в России.
От дерева к камню
Исторически полигональные шатры венчали многие деревянные церкви на Руси. Объясняется это сугубо утилитарным подходом к строительству. Государство быстро расширялось на восток, и когда возникала нужда в очередной церкви, зодчий действовал по четкому плану с минимальными отклонениями, зависящими от рельефа местности и размеров предстоящего сооружения. Он очерчивал квадрат (четверик), отмерял соответствующую высоту стен для получения ровного куба, а затем настилал крышу. Церкви в новых местах возводились очень быстро, ремесленным методом – их «ставили» (как сейчас мы говорим: «Поставить палатку»). Если в селе случался пожар и церковь сгорала, ее отстраивали в том же виде буквально в считаные недели, если не дни.
Выполнить в дереве форму купола-луковицы было достаточно трудно, хотя иногда мастера делали и такое. Шатровая же крыша представлялась наиболее функциональной для квадратного или восьмиугольного в плане здания, деревянного и должного быть достаточно высоким. Как и стены, шатер возводился безо всяких изысков из прямых ровных досок или бревен за очень короткое время. Наиболее распространенной формой основания крыши – причем как у церквей, так и у зданий мирского назначения – был восьмиугольник (восьмерик). Шатры иногда венчались маленькими куполами-главками.
Время шло, и деревянные храмы постепенно сменялись каменными. Сперва они появились в крупных городах: Киеве, Чернигове, Великом Новгороде, Пскове, Владимире и т. д., затем строительство церквей из камня стало повсеместным, а в XIV–XV веках появились первые такие здания гражданского, а не военного или богослужебного назначения.
Каменные церкви строились на века. Здесь уже не было расчета на быстрое восстановление в случае пожара, а к функциональности добавлялся элемент, без которого не обходился ни один католический храм (мы, конечно, говорим о периоде после Великого раскола 1054 года), – декор. Классическая форма четверика сохранилась (она используется в православной архитектуре и по сей день, церковь отличается консерватизмом), но стены начали украшать орнаментами, фресками, резными рельефами.
Восточный фасад церкви Вознесения в Коломенском
Источник: Н. Е. Роговин «Памятники русской архитектуры». Издательство Академии Архитектуры СССР, 1942
Основным строительным материалом был «белый камень», к которому относились различные известняки, песчаник, доломит, алебастр. Спешки в строительстве белокаменных храмов, в принципе, не было, но возводили их все равно исключительно быстро, в десятки раз быстрее западных соборов. Так, на Успенский собор Московского Кремля ушло всего четыре года. Это было связано во многом именно с простотой конструкции, а также с относительно скромными размерами строений (в какой-нибудь Нотр-Дам может вместиться десяток крупных русских соборов).
Традиции строительства были перенесены с деревянных сооружений на каменные. Существовали различные типы крыш, но, так или иначе, классические крестово-купольные храмы – самые распространенные на Руси – подразумевали наличие барабана с куполом (главы), а чаще – нескольких глав.
Шатровая же крыша была единой, как будто литой. В каменном строительстве она теряла свою функциональность и оказывалась столь же непростой в возведении, как и купол. Тем не менее архитектурные решения по-прежнему подчинялись канонам – так в России появились каменные шатры.
От храма к колокольне
Первым богослужебным зданием с каменным шатром долгое время считалась церковь Вознесения Господня в Коломенском. Ее построили за четыре года, с 1528-го по 1532-й, по проекту специально выписанного из Рима архитектора Пьетро Франческо Аннибале, известного на Руси как Петр Фрязин. Правда, документально участие Аннибале не подтверждено, но на тот момент в России работало всего несколько зодчих-итальянцев, а архитектурные решения коломенского храма более всего напоминают почерк этого мастера.
Так или иначе, в церкви Вознесения Господня одновременно можно наблюдать и русские архитектурные традиции (четверик в основании, затем восьмерик, затем шатровое перекрытие), и новые для того времени идеи. И главная из них – это каменная имитация деревянного шатра, абсолютно необычное и использованное впервые в истории решение. Шатры, в отличие от куполов, придавали церквям более изящный, «динамичный» силуэт, а кроме того, были закрытыми, то есть не выходили своим пространством непосредственно во внутреннюю часть храма. В шатре могло находиться, например, то, что сейчас называют техническим помещением, то есть он служил вторым этажом. Так строили и деревянные церкви – отделяли шатер от основного храма, чтобы была дополнительная защита от дождя или снега. В случае с каменными храмами этот фактор уже не играл роли, так что со временем шатры начали делать открытыми и расписывать изнутри.
Каменные шатры стали одним из сугубо русских архитектурных решений, впоследствии перенятых иностранными зодчими. Вы можете сказать: «Так итальянцы же и построили львиную долю русских шатровых церквей!» Так-то оно так, но нельзя забывать, что приглашенные архитекторы в основном были техническими исполнителями воли ктитора (заказчика, мецената), а тот обычно требовал храм в традиционном стиле.
В 1990-е годы известный историк и архитектор-реставратор Вольфганг Вольфгангович Кавельмахер провел тщательное исследование Покровской церкви в городе Александров и доказал, что она была возведена в 1510-е годы, а не в 1560-е, как полагали ранее. Таким образом, именно она стала считаться первой на Руси церковью с каменным шатровым перекрытием. Построил ее тоже итальянец, Алоизио Ламберти да Монтиньяна, известный как Алевиз Фрязин или Алевиз Новый (к слову, фрязы, фрязины или фряги – это старорусское название итальянцев, так что жители Фрязино, по сути, живут в маленькой Италии). Алевиз Новый построил в России 18 церквей, а также несколько дворцов.
Традиция шатровой архитектуры чуть не пресеклась в 1653 году. Знаменитый своими реформаторскими наклонностями патриарх Никон велел более не крыть церкви шатрами, поскольку считал, что они не соответствуют канону. И если прежде почти все культовые сооружения на Руси имели такую конструкцию, после запрета было возведено всего несколько шатровых храмов, в основном это делали дворяне на собственных территориях. Два построил в 1680-х годах боярин Иван Милославский, который дружил с Федором Алексеевичем и ничего не боялся, один – князья Прозоровские в 1690-х, еще две церкви появились в XVIII веке.
Но каменные шатры, как ни странно, не пропали. Все-таки они были привычны глазу и имели хорошую акустику, поэтому после реформы Никона ими перестали крыть церкви, но начали крыть… колокольни.
Тут стоит заметить, что до XVI века на Руси колоколен не строили: в церквях-четвериках для них просто не было подходящего места. Существовал отдельный тип церквей, «иже под колоколом», где колокольное помещение располагалось прямо над храмом – внутри барабана, под самым куполом, – но широкого распространения они не имели, так что в большинстве храмов колоколов не было вовсе. В XVI веке появились первые деревянные перши – нечто вроде козел для подвески колоколов, – затем их сменили отдельно стоящие звонницы, а еще позже к церквям начали пристраивать колокольни. Шатры доминировали при строительстве колоколен вплоть до середины XVIII века, когда их окончательно вытеснила ярусная конструкция.
Впрочем, в XIX–XX веках никоновские каноны уже не играли никакой роли, государство было вполне светским, и шатровые постройки снова вошли в обиход, став одним из возможных архитектурных решений в эклектике и модерне.
Глава 4
Краткая история русских горок
Меня всегда удивляло то, что аттракцион, который известен нам как американские горки, в США называется русскими горками. Разобравшись в этом вопросе, я понял, что американцы правы, их вариант наименования в большей степени отражает историческую справедливость.
Ламаркуса Эдну Томпсона нередко называют «отцом катания под действием силы тяжести» (в англоязычном варианте это выглядит изящнее: Father of the Gravity Ride). В 1884 году на Кони-Айленде в Нью-Йорке он построил первые в США русские горки, Switchback Railway, а потом спроектировал и возвел по обе стороны океана еще около тридцати подобных комплексов.
Спустя десять лет все на том же Кони-Айленде открылся другой похожий аттракцион – Flip Flap Railway. Его основным отличием была петля, по которой вагончики в течение какого-то времени ехали вверх тормашками. Эту систему разработал и запатентовал американский инженер Лайна Бичер в 1888 году. Она настолько впечатлила шоумена Пола Бойтона, что он тут же реализовал концепт. С этого момента начался лавинообразный рост популярности русских горок в мире, только назывались они все-таки американскими.
Следует отметить, что рельсы в системе Бичера, как и во всех последующих, были деревянными. Очередной прорыв произошел в 1959 году, когда недавно открывшийся «Диснейленд» в Калифорнии обзавелся собственными горками Matterhorn Bobsleds, впервые в истории получившими металлические полозья. Это позволило достичь значительно больших скоростей и разнообразить форму маршрута – именно в таком виде горки дошли до наших дней.
Но изначально изобрели это развлечение вовсе не американцы. Они со своим стремлением к улучшению всего на свете и вообще сумасшедшей научно-технической мыслью довели аттракцион до совершенства, но до появления в США он уже был известен в Европе. А еще раньше – в России.
Русские горки
Естественно, все началось со снега и льда. С горок русские катались испокон веков – климат обязывал – и, конечно, научились делать их искусственным образом, например поливая снег водой, чтобы намерз слой льда. Мы и сейчас иногда так делаем за городом или на даче.
Сани
В XVII веке появились первые упоминания о массовых катаниях со специально организованных снежно-ледяных гор в России. Как минимум одно такое сооружение было построено по приказу царя Петра I, что подтверждается документами. Это были до поры до времени довольно простые конструкции, маршрут катания частично пролегал по естественному склону, частично по скату, который поддерживали деревянные опоры. Высота горки от площадки наверху до нижней части спуска могла достигать 25 метров.
Развлечение было популярно в первую очередь среди знати. Простые ледяные горки возводились в загородных резиденциях дворянства. Этим среди прочих увлекалась и Екатерина II. Катания проводились со все большим размахом: царские горки состояли уже из нескольких скатов и подъемов, порой не имеющих прямого соединения – закончив один заезд, нужно было подняться по лестнице до начала нового. В ширину они вмещали несколько человек, а суммарный подъем достигал 60 метров.
Известны две крупные стационарные горки тех времен. Первую в 1753–1756 годах построили в Царском Селе. Павильон спроектировал Бартоломео Франческо Растрелли, а инженерную составляющую – знаменитый механик и один из первых русских инженеров-изобретателей Андрей Константинович Нартов (ему чуть позже будет посвящена отдельная глава).
Вторая – более известная. Ее спроектировал другой итальянский мастер, Антонио Ринальди. Возвели ее в Ораниенбауме в 1762–1774 годах. До наших дней сохранился павильон Катальной горки – трехъярусное здание высотой 33 метра. К третьему ярусу примыкала стартовая площадка. Сама горка состояла из трех скатов, центральный имел сложную форму, напоминающую современные американские горки, а боковые предназначались для подъема саней обратно на площадку. Вся конструкция, выполненная из дерева, покоилось на колоннаде общей длиной 532 метра. Перепад высот, правда, был небольшим – 22 метра. Сани использовались полноразмерные, женщины в них обычно сидели, а мужчины стояли на запятках.
Аттракцион пользовался популярностью. Здесь постоянно катались и представители русской знати, и иностранные послы. А вот после смерти Екатерины конструкция начала ветшать: Павел вообще не уделял внимание дурацким забавам, да и Александру было как-то не до того. В итоге горку разобрали, сохранился только павильон. Посетите его обязательно, когда будете в Ораниенбауме. Красоты он неописуемой, а встав на бывшую стартовую площадку и глядя на поле, можно представить себе, как некогда тут с ветерком проносилась Екатерина Великая.
Французские горки
Использовались ли екатерининские горки в летнее время, точно неизвестно. Одни историки утверждают, что да, другие – что нет. Но прямых доказательств ни того ни другого не существует, по крайней мере, никаких тележек с колесами не сохранилось. Об их существовании, правда, пишет в книге «Удивительная машина крика» (The Incredible Scream Machine: A History of the Roller Coaster) американский художник и историк, профессор Университета штата Нью-Йорк в Олбани Роберт Картмелл. Но откуда он взял эту информацию, неизвестно, – русских первоисточников мне найти не удалось.
Так или иначе, французы, многократно гостившие в Ораниенбауме, – а Франция была невероятно популярна в России в конце XVIII века, некоторые наши дворяне по-французски говорили лучше, чем по-русски, – привезли идею к себе на родину.
В 1812 году в Париже открылись первые в мире публичные русские горки. Французы не скрывали их происхождения: аттракцион назывался Les Montagnes Russes à Belleville, то есть «Русские горки в Бельвилле». В 1817-м у них появился конкурент – аналогичный аттракцион Promenades Aériennes («Воздушные прогулки») в парке Божон. Обе системы были не ледяными, а летними, с вагонетками, и в обеих было реализовано то, что отсутствовало в исходной русской конструкции, – цикличность. Катающаяся публика описывала круг и останавливалась в точке, откуда можно было быстро подняться к старту. Из Франции система перекочевала в Англию, а в 1840-х появились первые «железные дороги-центрифуги», то есть горки с замкнутой петлей. Той самой, которую полвека спустя запатентует американец Лайна Бичер.
Promenades aériennes («Воздушные прогулки»), построенные в 1817 году в Париже, в парке Божон. С гравюры Амбруаза Луи Гарнерэ
В США первые горки пришли из Европы в тех же 1840-х, а чуть позже талантливый инженер Ламаркус Эдна Томпсон превратил их в величайший аттракцион XIX века. Горки вернулись обратно в Европу уже в дизайне Томпсона, правда, сохранив название «русских» в большинстве языков – французском, испанском, итальянском.
Я не буду рассказывать дальнейшую историю горок. Сегодня в мире несколько тысяч подобных аттракционов. Перепады высот на них достигают 140 метров, а скорости – 200 км/ч. Обратно в Россию горки приехали из Америки и потому получили название «американских». В СССР они строились начиная с 1930-х годов. В частности, массивные и оригинальные по конструкции американские горки были в Ленинграде, в саду Госнардома (ныне это Александровский парк). К сожалению, они погибли во время войны.
Но в целом – да, горки действительно не американские, а русские. Придумал их народ, реализовали Растрелли и Ринальди, а французы и американцы вынесли идею в мир.
Поедемте кататься, господа!
Часть II
От Петра Великого до первого патентного закона
В принципе, все, что я хотел рассказать о Петре, попало во введение и вступительный текст первой части книги. Да, этот человек действительно сделал для России больше, чем все цари до него и те, кто правил в течение следующих лет ста после его смерти. Да, он вытянул страну из тьмы и застоя, задал новое направление развития ее общественно-экономическому укладу и, что важно, положил начало невиданному ранее техническому прогрессу. И да, при Петре изобретатели впервые обрели имена: конкретные люди делали конкретные вещи.
Важнейшим фактором, предопределившим научно-технический прогресс, стало развитие типографского дела. Как я уже писал, прежде книги были исключительно религиозного характера, до Петра на Руси было издано всего-навсего четыре светские книги из примерно 700 наименований. Петр же первым делом заключил контракт на печать русскоязычных книг с голландским издателем Яном Тессингом – этот шаг позволил независимой типографии конкурировать с церковным печатным двором. Контролировал этот процесс и отвечал за переводы Илья Федорович Копиевский – обосновавшийся в Голландии эмигрант, специалист по издательскому делу. С его подачи Петр заказал у Тессинга, помимо исторических книг, «Краткое и полезное руковедение в аритметику», сам же Копиевский, основав свою типографию, позже издал грамматики латинскую и русскую («славяно-российскую»), русско-немецко-латинский словарь («лексикон») и еще ряд научно-популярных книг – сейчас мы бы назвали это так. Позже, уже для использования в российских типографиях, был разработан гражданский шрифт, предназначенный специально для светских изданий.
Все это дало мощный старт наукам. 14 января 1701 года в Москве открылась знаменитая Школа математических и навигацких наук – первое в России высшее (или средне-специальное, смотря как интерпретировать) техническое учебное заведение, предтеча Бауманки и МАИ. В школе обучали инженерному, артиллерийскому и морскому делу, располагалась она в Сухаревой башне, а возглавлял ее на первых порах граф Яков Вилимович Брюс – «русский шотландец», известный механик и ученый, удостоившийся за свою работу народной славы колдуна.
Там, на базе школы, бурную деятельность развил Леонтий Федорович Магницкий, первый в России преподаватель математики. Его биография поразительна: сын крестьянина, пахарь, он готовился в монахи и на монастырские деньги учился в Славяно-греко-латинской академии1 языкам и грамоте, но никак не математике. Последнюю он освоил самостоятельно – по собственным выкладкам и тем жалким крохам информации, которые имел возможность добыть (латинские книги по этому предмету в академической библиотеке все-таки были). Тут стоит заметить, что в списках студентов академии не встречается ни фамилии Магницкий, ни настоящей его фамилии Теляшин (новую, красивую фамилию ему впоследствии пожаловал Петр I, сказав: «Магнит притягивает железо, а Теляшин – знания»). Так что в целом ранние годы Магницкого – сплошная загадка для историков.
Математику в школе преподавал выписанный из Абердинского университета шотландец Генри (или, на русский лад, Андрей Данилович) Фарварсон, а Магницкий на первых порах поступил к нему в помощники. Так вот, Леонтий Магницкий стал автором первого русского учебника по математике «Арифметика, сиречь наука числительная» (название там длиннее, ибо так было принято, но я не хочу его тут полностью приводить), а позже – книги по логарифмам. Причем «Арифметика» на деле представляла собой свод разных наук – с включением астрономии, геодезии, навигацкого дела – и служила главнейшим учебником математики более полувека, все первые российские ученые и академики выросли на Магницком. В 1715 году Магницкий возглавил Школу и проработал ее руководителем до конца жизни.
Вообще поразительно, какой огромный скачок русское общество совершило за тридцать с небольшим лет правления Петра I. Нет такой технической отрасли, которая не развилась бы, не преодолела бы застой, не прорвалась бы сквозь тьму за эти годы. По велению Петра открывались высшие учебные заведения, начинали работать мастерские и, что важно, во главе угла становился человек – создатель, творец, ученый. В документах того времени, помимо имени заказчика, начали появляться имена мастеров, архитекторов, механиков, выполнивших работу.
Авторское право
2 марта 1748 года произошел еще один важный прорыв. Купцам Антону Тавлеву, Терентию Волоскову и Ивану Дедову была выдана первая в России привилегия «на устроение фабрик для делания красок по предложенному ими способу». Это произошло еще вне рамок официального законодательства: как я уже писал, первый полноценный закон об интеллектуальной собственности был принят лишь в 1812 году. В период между этими двумя датами привилегии выдавались нерегулярно, по специальному прошению и милостью правящего императора или императрицы. Поэтому количество их было исключительно мало: всего 76 патентов между 1748-м и 1812-м. Для сравнения: первый патент Соединенных Штатов Америки был выдан в 1790 году (на самом деле патенты существовали на американских территориях и раньше, в бытность их британскими колониями), и за первые 22 года этой практики молодое государство выдало 1855 патентов.
Дело тут не только в особенностях менталитета. В Европе тогда уже существовала строгая система выдача патентов на изобретения, и США взяли ее как есть у Великобритании. В России же Петр попросту не успел перенять что-либо в этой области, и русские привилегии выросли из документов, выдаваемых правительством на организацию какого-либо бизнеса или производства. То есть бумаги, разрешающие, скажем, беспошлинную торговлю, существовали еще при Алексее Михайловиче в середине XVII века, а в середине XVIII века из этой практики выделились первые привилегии на изобретения и новшества. Если присмотреться внимательнее, в таком смешении понятий бизнеса и изобретательства можно заметить еще одну неприятную деталь: даже обычное предпринимательство в течение длительного времени не было правовой нормой. По сути, самодержец лично выдавал разрешение на открытие частного дела и в любой момент мог это право отобрать.
Позже количество российских привилегий значительно выросло, но вплоть до начала XX века система была исключительно бестолковой и бюрократизированной. В XIX веке в России выдавали в среднем 80–120 патентов в год, в то время как в США их количество доходило до 20 000. Стоил патент бешеных денег, сравнимых с годовым окладом чиновника среднего ранга, рассматривали заявление от двух до десяти лет, причем потом могли и отказать без каких-либо разумных причин. И, что самое неприятное, сроки действия были очень небольшими; на реализацию идеи давали до смешного малый срок, а в случае если автору не удавалось ее внедрить, интеллектуальные права отзывали. Об этом я подробнее напишу во введении в третью часть книги.
В целом в XVIII веке возможность получать патенты имели только очень богатые люди – дворяне, купцы или промышленники, причем главным образом вхожие к императору или императрице. Ломоносов, скажем, был держателем нескольких привилегий. Но по сравнению с тем, что происходило за сто лет до Петра, это было просто невероятным шагом вперед.
Тем не менее самые главные русские изобретения этого периода не были закреплены привилегиями. Ни винтовой лифт Кулибина, ни самоходка Шамшуренкова, ни сухое молоко Кричевского не фигурировали в документах о защите авторских прав, в первую очередь потому, что изобретательский талант далеко не всегда подразумевал финансовые возможности и умение договариваться с инстанциями. А история артиллерийских инноваций графа Шувалова – это вообще памятник национальному бесправию: граф регулярно поручал подчиненным разработать новое орудие, затем подписывал результат своим именем и шел на поклон к императрице.
Стоит отметить еще один момент. Несмотря на всю петровскую деятельность, российская научно-техническая мысль оставалась в некоторой изоляции от европейской. В результате многие изобретения появлялись, так сказать, повторно. Упомянутый выше Леонтий Шамшуренков построил свой экипаж на мускульной тяге, прообраз веломобиля, в мае – ноябре 1752 года, и это было «герметическое» изобретение, использовавшееся для развлечения знати и не получившее никакого распространения. В то же время аналогичную коляску-самокатку с педальным приводом, который крутили два пажа, еще в 1649 году построил немецкий математик и механик Ганс Хаутш (в наших источниках часто пишут латинскую форму его имени – Иоганн). Немец ездил на ней сам и сделал несколько аналогичных повозок для представителей аристократии, в том числе для датского монарха Фредерика III и для кронпринца Швеции, будущего короля Карла X Густава. Есть и другие упоминания об экипажах с мускульным приводом, построенных задолго до Шамшуренкова. Это ни в коей мере не умаляет инженерного таланта русского самоучки. Я просто констатирую факт вторичности изобретения.
Ну ладно, теперь давайте перейдем к конкретике.
Глава 5
Андрей нартов и его станки
У первого русского изобретателя есть имя, отчество и фамилия. Еще не было в России никакой защиты авторских прав, никаких лабораторий, никакой Академии наук, когда трудился Андрей Константинович Нартов – талантливый инженер, изобретатель десятков различных станков, реформатор российской научно-технической мысли и личный друг Петра I.
Первый промышленный токарно-винторезный станок с механическим суппортом2 был запатентован британским инженером Генри Модсли в 1800 году. Именно Модсли и считается революционером в токарном деле, именно его помнят в мире. Он работал в мастерских известного предпринимателя, одного из изобретателей гидравлического пресса, Джозефа Брамы, создал там свои первые станки, а затем, бросив труд по найму в 1797-м, основал собственную компанию, перевернувшую машиностроительный мир. Но Модсли начал разработку своей машины в 1780-х, в то время как Андрей Нартов мало того что построил первый подобный станок на 60 лет раньше, так еще и подробно описал его в своей книге, оконченной в 1755 году. Знал ли Модсли о станках русского самоучки? Неизвестно, но такое вполне вероятно. Книгу он видеть не мог, поскольку напечатана она была спустя много лет после смерти и русского, и англичанина, но вот реальный станок Нартова, хранящийся в Париже, не мог не привлечь внимание Модсли.
Впрочем, незаслуженно забытым Андрея Константиновича назвать нельзя. Многие его изобретения получили признание и «пошли в народ», а сам он был членом Петербургской академии наук и начальником академических мастерских. Возвышение Нартова кажется удивительным, если знать, что он происходил из посадских людей, то есть из простых мещан.
Он родился в 1693 году, в темное время совместного правления двух государей – малолетнего Петра и болезненного Ивана. Скорее всего, родители Андрея Нартова были мещанами среднего достатка – это объясняет тот факт, что в 16-летнем возрасте он поступил на работу и в обучение в мастерские Московской школы математико-навигацких наук. Располагалась она в знаменитой Сухаревой башне, бывшем владении шотландского «колдуна» Якова Брюса. Андрей занимался токарным делом, и именно там, в мастерских, к нему пришла удача. На Нартова обратил внимание частенько посещавший школу Петр I и уже в 1712 году вызвал юношу в Петербург – скорее всего, потому, что непосредственным руководителем Нартова был немец Иоганн Блеер, главный мастер по изготовлению станков для петровской токарни. Кроме того, Петр привлек в свою мастерскую еще как минимум двух специалистов, работавших в Москве: немца Франца Зингера и англичанина Георга Занепенса, прозванного Юрием Курносым для простоты – тогда всем иностранцам давали русифицированные имена-клички.
Высокая должность
Нартов очень быстро доказал правильность выбора и стал «царевым токарем», личным мастером Петра I. Это была очень высокая должность, что-то вроде современного министра промышленности: Андрей переделывал и совершенствовал станки в придворных мастерских, изготавливал по царскому заказу разные предметы и постоянно учился. В 1718-м Петр отправил Нартова в Европу – перенимать чужое мастерство. Помимо этого, Нартов должен был собирать сведения о новых европейских технологиях, а также искать талантливых иностранных мастеров для работы в Петербурге.
Интересно, что к тому времени Нартов уже спроектировал и построил свой легендарный токарно-винторезный станок с суппортом («педестальцем», как писал сам изобретатель). Станок в сопровождении его создателя был отправлен в Берлин для демонстрации мастерства русских ремесленников, и прусский король Фридрих Вильгельм I лично осмотрел изобретение Нартова. Удивительно то, что молодой человек везде имел успех – и как посланник из России с сильным козырем (личный друг царя), и просто как талантливый инженер. Два года он путешествовал по Европе, учился в Берлине, Лондоне и Париже, знакомился с тонкостями литейной и оружейной промышленности, осваивал мануфактурное производство, токарное и слесарное дело. При этом все общение с родиной Нартов и его спутники вели через Бориса Ивановича Куракина, первого российского посла в Великобритании, Нидерландах и Германии. Тот, человек чрезвычайно занятый, регулярно забывал пересылать Нартову средства и на закупку книг и оборудования, и просто на существование, так что путешествие не всегда было безоблачным. Помогало лишь то, что Нартов время от времени обещал Куракину нажаловаться лично Петру. Вообще переписка Нартова и Куракина – это прямо детектив, помноженный на мыльную оперу; советую найти и почитать.
Париж стал для русского механика городом триумфа. Говорят, что Жан-Поль Биньон, президент Парижской академии наук, предлагал Нартову остаться во Франции, но тот отказался, и Биньон написал для Нартова хвалебное рекомендательное письмо, служившее, по сути, пропуском в научные круги любой европейской страны. Это тем более удивительно, что Биньон был гуманитарием до мозга костей – религиозным философом и личным библиотекарем короля, но все равно проникся талантом и обаянием русского.
Поколесив по Европе, Нартов вернулся на родину.
Годы сытые и голодные
Период наибольшей активности Нартова пришелся на 1720–1725 годы. Петр предоставил ему огромные мастерские и почти полную свободу действий. За это время инженер разработал несколько конструкций токарных станков, ранее не виданных нигде и никем, параллельно занимаясь внедрением различных систем в корабельное и артиллерийское дело, а на досуге создавая скульптуры. В документах можно встретить «махину железную, в которой нарезывают на колесах часовых зубцы», «махину простую токарную ж, работает колесом», «махину черенковую розовую, которая воображает в параллель-линию фигуры» и т. п. При этом он получал 300 рублей в год (немец Зингер, для сравнения, – 1500) и лишь с трудом смог добиться удвоения оклада. Дружба дружбой, а бухгалтерия бухгалтерией.
В 1724 году он предложил Петру I основать «Академию разных художеств» по образцу французской Академии искусств и ремесел. Царь положительно принял инициативу, был создан проект, деливший все ремесла на 19 подгрупп, но случилась беда: в 1725 году Петр I скончался. В течение года Нартов был отстранен от двора, его «махины» остались пылиться в мастерских, а едва расцветший век русского изобретательства (под началом Нартова трудилось немало талантливых токарей и мастеров, которых Андрей Константинович отбирал сам) неожиданно закончился тьмой и самодурством смутного периода, когда монархи менялись каждые несколько лет, а правили за их спинами хитроумные фавориты и министры.
Впрочем, Нартов имел слишком хорошую репутацию, чтобы его можно было просто так предать забвению. Тем более, кроме него, сильных инженеров в стране практически не было. Нартова отправили в Москву поднимать монетный двор, работавший по старинке, без оборудования, и напоминавший в большей мере хлев, нежели завод по производству денег. За семь лет Нартов разработал прессы для чеканки, станки для нарезки гурта, точные весы и другое оборудование, приведя монетный двор в современное по тогдашним меркам состояние. При этом изобретатель продолжал придумывать станки и другие машины, например спроектировал систему для так и не состоявшегося подъема Царь-колокола. В 1735 году Нартова снова потребовали в Петербург. Ну не то чтобы потребовали: в течение двух лет он, уже завершивший все свои московские дела, писал многочисленные прошения в столицу, желая вернуться и продолжить работу в токарных мастерских, но пока его письма дошли до императрицы, утекло очень много воды.
И снова Академия
С одной стороны, никто, кроме Нартова, не мог возглавить механические мастерские при Петербургской академии наук: механики, сравнимые с ним по таланту и активности, в стране просто отсутствовали. С другой стороны, все академики были иностранцами, а возглавлял академию немецкий барон Иоганн Альбрехт фон Корф, занимавшийся в основном упрочением собственного положения и превративший научное учреждение в подобие кафкианской канцелярии. Более того, академики с фон Корфом во главе были против внедрения какой-то механики в их сугубо умозрительную область деятельности. Из-за этого даже после приглашения в академию Нартов в течение почти года не получал никакого жалования, а Корф на все его прошения отвечал в духе: «знай свое место, букашка». Тоже, кстати, занимательная переписка, она целиком сохранилась. Лишь к 1738 году работа и выплаты более или менее наладились.
Основная работа Нартова, ради которой он был вызван в Петербург, заключалась в модернизации артиллерийского дела. В 1730–1740-х он придумал множество машин для упрощения отливки и транспортировки пушек, устройства для сверления дул и поверки стволов, методы обтачивания бомб и т. д. Он усовершенствовал и сами орудия, разработав новые запалы и системы крепления стволов на лафетах. По сути, на тот момент он был министром артиллерии Российской империи.
Токарно-копировальный станок А. К. Нартова
Источник: «Макетбург», мастерская Григория Цыпина
Совсем по-другому шли дела у Нартова на бумажном фронте. Он постоянно воевал с бюрократическими кругами. В 1741–1745 годах у академии номинально не было президента и возглавлял ее директор Библиотеки академии немец Иван Данилович Шумахер. Написав немало жалоб, Нартов сумел на полтора года отстранить Шумахера от руководства и сам негласно возглавил академию, но своей простотой и манерами вызвал недовольство академиков. Они его не признавали и не любили. Им не нравилось, например, что он не знает ни одного иностранного языка, – а ведь он постоянно работал с немцами, не говорящими по-русски, и много времени провел в Европе. В 1742 году в учреждении появился второй русский – Ломоносов, который, будучи блестящим ученым, прекрасно владел и дипломатическими навыками. В итоге реформу академии провел – правда, гораздо позже – именно он. Вскоре самодур и максималист Нартов ушел в отставку, и академию снова возглавил Шумахер.
Несколько слов в заключение
В последние годы жизни Нартов дорабатывал свой главный труд – книгу «Театрум махинарум, то есть Ясное зрелище махин». В ней во всех подробностях описывались 36 различных станков, придуманных и построенных талантливым самоучкой. Нартов хотел издать ее большим тиражом и распространить по всем механическим мастерским России. Но он умер в 1756 году, едва окончив работу, а после смерти о нем быстро забыли: Екатерине было не до наук и ремесел. По иронии судьбы, первым печатным сообщением о Нартове, опубликованным после смерти (при жизни его работы несколько раз упоминались в «Ведомостях»), оказалось объявление о распродаже его имущества за долги. Рукопись же «Театрума» двести лет пылилась в придворной библиотеке, ее извлекли на свет лишь в середине XX века. Могила Нартова затерялась и была обнаружена случайно в 1950 году, после чего Андрея Константиновича с почестями перезахоронили в Александро-Невской лавре.
Нартов не то чтобы опередил свое время, он просто родился не в том месте. Его книга была передовой и наверняка стала бы сенсацией в Америке и Европе, где уже существовало авторское право и работали патентные бюро. В России же ее восприняли как блажь и бессмыслицу.
До наших дней дошли многие изобретения Нартова, например его круговая скорострельная батарея. Также сохранилось несколько токарных станков, – большинство из них экспонируются в Эрмитаже. А самый первый станок с суппортом был привезен Нартовым во Францию и стал частью экспозиции Музея искусств и ремесел. Генри Модсли посещал этот музей во второй половине XVIII века и наверняка изучил станок Нартова. Безусловно, система Модсли много совершеннее, и никто не отказывает британцу в таланте, но с высокой долей вероятности можно утверждать, что он опирался на нартовскую систему, когда в 1790-х годах проектировал свой станок.
Все могло бы быть иначе, но история не знает сослагательного наклонения.
Глава 6
Единороги графа Шувалова
Когда я рассказывал о коче, то говорил, что у каждого народа были свои собственные типы кораблей. Примерно то же можно сказать об артиллерии. Все развитые в техническом отношении государства, имевшие артиллерийские войска, разрабатывали оригинальные, подходящие исключительно под их нужды пушки. В русской армии XVIII века таких было не меньше десятка.
Пожалуй, одним из самых заметных русских новаторов в области артиллерии можно назвать графа Петра Ивановича Шувалова, генерала-фельдмаршала, сенатора, конференц-министра, влиятельнейшего придворного середины XVIII века.
Самое интересное, что Шувалов, в принципе, всего добился сам – нехарактерное явление для людей такого происхождения. Отец его, Иван Максимович Шувалов-старший, был небогатым дворянином и служил комендантом в Выборге – не бог весть какая должность, – но к концу жизни дослужился до губернаторства в Архангельске. Петр Иванович начал с пажа при дворе Петра I, затем его повысили до камер-юнкера, но вряд ли он быстро продвинулся бы дальше, если б не дворцовый переворот 1741 года, когда был свергнут малолетний император Иоанн Антонович, а на престол взошла Елизавета Петровна. 30-летний Шувалов выбрал правильную сторону, принял в перевороте участие и, что называется, попал в струю. Кроме того, сразу же появилась оказия для удачного брака с Маврой Шепелевой, близкой подругой внезапной императрицы. В общем, к 1749 году Шувалов был уже генерал-адъютантом, провел в верха всех своих родственников и стал, по сути, безраздельным «серым кардиналом» Российской империи.
Артиллерийские реформы и мортир-каноны
Шувалова нельзя назвать ленивым царедворцем, каких обычно изображают на карикатурах, – в юности он пожил среди простых людей и посмотрел на обычную жизнь. Он был крайне деятельным, полагал себя умнее всех и считал, что все вокруг обязательно нужно реформировать и подправлять. Он сделал ряд грамотных шагов, например упразднил внутренние таможни вместе с их грабительскими пошлинами (да, были в России и такие), а также разделил страну на призывные округа, чтобы из них поступало на службу равное количество новобранцев, а не как раньше, когда рекрутеры приходили в одну деревню и уводили оттуда всех молодых, а до другой и вовсе не добирались. Но больше всего усилий Шувалов вложил в свое любимое хобби – артиллерию. Тем более что в 1756 году он был назначен начальником всего этого рода войск – генерал-фельдцейхмейстером.
Хотя Петр I тоже немало дал русской артиллерии и почти дотянул ее до уровня европейской, оставалось много нерешенных вопросов. Самой большой проблемой было полное отсутствие стандартизации: даже пушки, номинально имевшие один калибр, порядком отличались каналами стволов, иногда на несколько сантиметров.
К тому времени, когда Шувалов пришел к власти, попытку стандартизации артиллерийских орудий провел обычный армейский капитан Иван Бишев, изобретший новую разновидность пушки – мортир-канон. Типовые по конструкции мортир-каноны (они отличались лишь размерами) обладали одной необычной чертой: они были бикалиберными. Канал их ствола в разных точках имел разную ширину – одну под ядра (канон), другую, бо́льшую, под бомбы (мортира). Идея была отличная, но испытания прошли совершенно неудовлетворительно – все-таки разные калибры требовали разных систем. Из трех построенных мортир-канонов Бишева до наших дней дошли два: 12-пудовый и 24-пудовый.
Получив должность, Шувалов первым делом приказал отлить еще два мортир-канона по немного усовершенствованному проекту (Бишев в нем уже не упоминался), а потом и еще дюжину – он не сдавался и хотел все-таки войти в историю как изобретатель. Впрочем, к 1758 году от идеи бикалиберности пришлось отказаться.
Секретные пушки и близнята
Другую артиллерийскую инновацию тех лет Шувалов к его чести придумал самостоятельно. Речь идет о так называемых секретных гаубицах. Идея ему пришла еще в 1753 году, а инженерную часть он поручил своим подчиненным – Мусину-Пушкину и Степанову. Ствольный канал секретной гаубицы расширялся, как в морских мушкетонах, и благодаря этому разлет картечи из такого орудия был исключительно широким.
Секретные гаубицы многократно совершенствовались. Самую серьезную доработку сделал штык-юнкер Василий Михайлов в 1758 году, заменив цилиндрическую зарядную камору конической. Суммарно различных типов секретных гаубиц было выпущено 169 штук. Никто посторонний не должен был знать, как устроен ствол такой пушки, – отсюда и название. После выстрелов дула накрывали, а за разглашение секрета полагалась смертная казнь.
Еще одним типом пушки, изобретенным лично Шуваловым, были близнята – двуствольное 8-фунтовое (от 104 до 106 миллиметров) орудие, достаточно простое по конструкции: по сути, Шувалов спарил две гаубицы на одном лафете. Позже появились и четырехствольные близнята калибром в 3 фунта (от 71 до 76 миллиметров в зависимости от литейщика, времени изготовления и других факторов). Проблемой таких орудий всегда была очень малая эффективность. По сути, оба ствола целились и стреляли в одну точку, что приводило к двукратному расходу ядер или бомб при нулевом повышении убойной силы. Так что близнят было построено крайне мало – только опытные образцы.
А самой знаменитой русской пушкой того времени стал единорог.
Поговорим о единороге
На 11 лет позже Шувалова, в 1722 году, родился еще один бедный дворянин – Михаил Васильевич Данилов. Его карьера складывалась не так удачно: 15 лет от роду он поступил в артиллерийскую школу и, окончив ее в звании фурьера (младшего унтер-офицера), попал в армию специалистом по разнообразной пиротехнике.
В 1756 году Шувалов получил группе офицеров-артиллеристов во главе с Даниловым создать идеальную пушку. Она должна была стрелять и бомбами, и ядрами, весить меньше, чем обычная, но иметь больший калибр, а по баллистическим характеристикам превосходить гаубицу. Это техническое задание звучало как фантастика.
Как ни странно, в очень сжатые сроки Данилов со товарищи спроектировали и изготовили первую пушку нового типа, получившую название единорог – этот мифический зверь был изображен на семейном гербе графа Шувалова. Справедливости ради замечу, что Шувалов не просто отдал распоряжение и самоустранился, а принимал деятельное участие в работе конструкторской группы, корпел над чертежами, проводил испытания – интереса и энергии ему было не занимать.
Единороги могли стрелять бомбами (пушки не могли), имели великолепную баллистику (в то время как гаубицы – весьма посредственную), на них впервые появилась вышеупомянутая коническая камора, позволяющая ускорить заряжание, а весил единорог меньше, чем любое другое орудие аналогического калибра. Кроме того, коническая камора позволила увеличить длину ствола, а следовательно, точность и дальность выстрела. Единорог был действительно гениальной пушкой, по характеристикам опередившей все самые технически совершенные европейские орудия того времени. К 1760 году единорог пришел к своему «серийному» виду, в частности, его несколько утяжелили, так как легкий ствол приводил к чрезмерному откату.
Черное и белое
Единороги Шувалова не раз видоизменялись, но в целом сохраняли заданные конструкторами принципы и дожили аж до появления нарезного оружия. В течение 100 лет они были основной силой русской артиллерии практически во всех типах сражений – сухопутных и морских, осадных и оборонительных. Последние единороги списали со службы в 1906 году.
Михаил Данилов дослужился до майора. Выйдя в отставку, он создал интереснейший для историков труд – «Записки артиллерии майора М. В. Д., написанные им в 1771 г.», в котором обрисовал множество бюрократов, самодуров и других печально комичных типажей той эпохи.
Петр Шувалов издал несколько красивых альбомов с изображениями и описаниями самых разных пушек, причем все они, по его утверждениям, были изобретены им лично. Он построил ряд заводов, в частности Воткинский и Ижевский железоделательные, провел множество реформ в разных областях государственной жизни и вошел в историю как талантливый дилетант. Умер он в 1762 году, пережив Елизавету всего на 10 дней.
Интересно, что, с одной стороны, он потратил огромные государственные деньги на создание потешного Обсервационного корпуса русской армии, который позже расформировали за ненадобностью, а с другой – подал Елизавете идею и настоял на том, чтобы основать в Москве университет – да-да, нынешний МГУ, – а в Петербурге – Академию художеств.
Если этот человек попал в загробный мир (в существование которого я не верю, если что, это просто поэзия), то дьявол, наверное, до сих пор держит в руке весы, на чашах которых лежит равное количество черных и белых камней. А граф ждет решения, опираясь на единорог.
Глава 7
Кулибин
Имя нарицательное
«Что изобрел Кулибин?». Вопрос действительно животрепещущий. Все знают эту фамилию, из имени собственного она стала именем нарицательным – но спроси у людей на улицах, а что он такого изобрел, никто толком и не ответит.
В постпетровский период интерес к науке и технике хоть и не скатился обратно в темное русское Средневековье, но порядком просел. Петр успел сделать главное: заложил основы. В частности, при нем был основан важнейший институт – Петербургская академия наук, которая на долгие годы стала центром научно-технического развития государства.
Но, в принципе, период с 1725 года до Наполеоновских войн можно смело назвать застоем. В первую очередь из-за того, что петровские реформы хоть и подтолкнули научно-техническое мышление, но до защиты авторского права не добрались. Единственным шагом в этом направлении стала документальная фиксация имен архитекторов и создателей тех или иных устройств.
Так что о Кулибине мы знаем изрядно, если сравнивать с инженерами допетровской эпохи. И придумал он очень много. Но ни одно из его изобретений, могущих поспособствовать мировому прогрессу и облегчить жизнь людям, не имело успеха. Казна с радостью раскошеливалась на несерьезные проекты – фейерверки и шутихи, лифт и самобеглую коляску для престарелой императрицы, заводные часы и механические игрушки. А вот спроектированный Кулибиным нормальный мост через Неву так и остался проектом. И прожекторы для уличного освещения – тоже. В США он получил бы, наверное, под сотню патентов, стал бы обеспеченным человеком, но он родился в России и потому, как и прочие изобретатели, половину жизни потратил на обивание порогов.
Тем не менее его технический гений продрался через тернии русской бюрократии и оставил потомкам очень приличное наследие. В этой главе я буду честно использовать заимствования из собственной статьи для журнала «Популярная механика». Единожды написав что-то, имеет ли смысл мучить себя, пересказывая ту же информацию другими словами? Итак…
Кулибин: начало
Родился он в 1735 году под Нижним Новгородом, в слободе Подновье. Сейчас это один из городских районов – на месте, где находился дом Кулибиных, стоит памятный знак. Нынче там многоэтажки, все застроено, но неподалеку сохранились еще красивые каменные палаты, помнящие мальчика Ваню, бегавшего по окрестным холмам. Я к чему эту фразу ввинтил: в советское время появилось множество псевдобиографических книг о Кулибине, имеющих отношение скорее к худлиту, чем к каким-то исследовательским областям. Например, умилительный труд Жозефины Яновской, начинающийся словами: «– Что ты ходишь кругом церкви, пострел? Уж который раз я тебя замечаю! Что тебе здесь надо? – Церковный сторож строго посмотрел на стоявшего перед ним мальчугана». И так вся книга.
Появление этих изданий было обусловлено в первую очередь тем, что ранние годы биографии Кулибина не очень хорошо изучены и, помимо прочего, довольно скучны. Будущий гений происходил из семьи купца среднего пошиба, никакого образования не получил, много читал, увлекался механикой, учился у часовщиков и зарабатывал на жизнь починкой часов. Все это он описал в воспоминаниях, которые в целом служат единственным, довольно скудным первоисточником.
Но, в отличие от многих других талантливых самоучек, у Кулибина было много упорства. Поэтому когда в 1764 году объявили, что Нижний Новгород посетит сама императрица, молодой часовщик специально к ее приезду сконструировал диковинные часы-яйцо. К тому времени он, судя по всему, был уже довольно известным мастером, выполнившим много работ для городских купцов. Поиску клиентов, скорее всего, помогало то, что со многими он был знаком еще ребенком, через отца.
Средства на изготовление часов ему выделил купец Михаил Андреевич Костромин. Последний хотел сам преподнести Екатерине подарок и тем выслужиться перед ней. Тут меркантильные интересы сошлись с техническими возможностями, и за три года, к 1767-му, Кулибин часы закончил.
Они имели форму гусиного яйца и состояли из 427 деталей. Внутри находился «театр-автомат»: раз в час открывались крошечные дверки, а внутри разыгрывалась библейская сценка – открывался «гроб Господень», появлялся ангел, воины-стражи падали ниц и т. д. По сути, Кулибин построил первый русский автоматон высокого уровня. Проблема была в том, что к приезду императрицы, запланированному на май 1767 года, конструктор никак не успевал. Поэтому в Нижнем Кулибин подарил Екатерине несколько оптических приборов собственной работы – он их скопировал с английских образцов, нашедшихся у одного из купцов, хлеботорговца Извольского. По другим версиям, императрица просто осмотрела его изобретения и подивилась им. Но это, в принципе, не важно.
Эта история только кажется простой, а на деле, чтобы Кулибина, обычного часовщика, сына торговца мукой, допустили на аудиенцию к императрице, куча народу била челами в пол. Костромин ходил к Якову Степановичу Аршеневскому, тогдашнему губернатору, и, судя по всему, убедил его в ценности прожекта. Аршеневскому тоже было на руку, чтобы в его городе Екатерине подарили что-то уникальное. Губернатор после приезда императрицы ходил на поклон к придворному фавориту светлейшему князю Григорию Григорьевичу Орлову и как-то договорился об аудиенции.
В общем, приборы Екатерину заинтересовали, речи Кулибина понравились, и она приказала ему, как закончит часы, приезжать к ней в Петербург. Так и вышло. В 1769-м Костромин с Кулибиным приехали в столицу и преподнесли часы Екатерине. Купцу дали тысячу рублей и именную кружку, а Кулибин, помимо денежного вознаграждения, получил… должность начальника механических мастерских при Академии наук. Это примерно как если бы я сейчас подарил эту книгу президенту России, а он в благодарность назначил бы меня замминистра образования и науки.
Водоходное судно
В конце XVIII века самым распространенным способом подъема грузов на судах против течения был бурлацкий труд – тяжелый, но относительно недорогой. Существовали и альтернативы, например машинные суда, приводимые в движение волами. Устройство машинного судна было следующим: оно имело два якоря, канаты которых крепились на специальном валу. Один из якорей на шлюпке или по берегу доставлялся вперед на 800−1000 метров и закреплялся. Волы, работающие на судне, вращали вал и накручивали якорный канат, подтягивая судно к якорю против течения. В это же время другая шлюпка везла вперед второй якорь – так обеспечивалась непрерывность движения.
Рисунок судна И. П. Кулибина
Кулибину пришла в голову мысль, как обойтись без животных. Его идея состояла в использовании двух колес с лопастями. Течение, вращая колеса, передавало энергию на вал – якорный канат накручивался, и судно подтягивало себя к якорю, используя энергию воды. В процессе работы Кулибина постоянно отвлекали заказами на игрушки для царских отпрысков, но он сумел выбить финансирование на изготовление и установку своей системы на небольшое судно. В 1782 году оно, нагруженное почти 65 тоннами (!) песка, показало себя надежным и значительно более быстрым, нежели корабль на воловьей или бурлацкой тяге.
В 1804 году в Нижнем Новгороде Кулибин построил второй водоход, который был вдвое быстрее бурлацких расшив. Тем не менее департамент водных коммуникаций при Александре I отверг идею и запретил финансирование – водоходы так и не получили распространения. Гораздо позже в Европе и США появились кабестаны – суда, которые подтягивали себя к якорю, используя энергию парового двигателя.
Винтовой лифт
Наиболее распространенная лифтовая система на сегодняшний день представляет собой кабину на лебедках. Лебедочные лифты были созданы задолго до патентов Отиса середины XIX века: подобные конструкции действовали еще в Древнем Египте, они приводились в движение тягловыми животными или рабской силой.
А в середине 1790-х годов стареющая и располневшая Екатерина II поручила Кулибину разработать удобный лифт для передвижения между этажами Зимнего дворца. Она непременно хотела лифт-кресло, и перед Кулибиным встала интересная техническая задача. К подобному лифту, открытому сверху, нельзя было прицепить лебедку, а если «подхватывать» кресло лебедкой снизу, она бы доставила неудобство пассажиру. Кулибин решил вопрос остроумно: основание кресла крепилось к длинной оси-винту и двигалось по нему подобно гайке. Екатерина садилась на свой передвижной трон, слуга крутил рукоять, вращение передавалось на ось, и та поднимала кресло на галерею второго этажа. Винтовой лифт Кулибина был закончен в 1793 году, второй же в истории подобный механизм Элиша Отис построил в Нью-Йорке лишь в 1859-м. После смерти Екатерины лифт использовался придворными для развлечения, а затем шахту заложили кирпичом. На сегодняшний день сохранились чертежи и остатки подъемного механизма.
Теория и практика мостостроения
С 1770-х вплоть до начала 1800-х Кулибин работал над созданием однопролетного постоянного моста через Неву. Он изготовил действующий макет, на котором рассчитал усилия и напряжения в различных частях моста, при том что теории мостостроения тогда еще не существовало! Опытным путем Кулибин предсказал и сформулировал ряд законов сопромата, получивших подтверждение значительно позже. Сперва изобретатель разрабатывал мост на собственные средства, но на финальный макет ему выделил денег граф Потёмкин. Модель в масштабе 1:10 достигала длины в 30 метров.
Проект одноарочного деревянного моста через реку Неву, разработанный Кулибиным
Источник: гравюра, 1799
Все расчеты моста были представлены Академии наук и проверены знаменитым математиком Леонардом Эйлером. Выяснилось, что цифры верны, а испытания модели показали, что мост имеет огромный запас прочности; его высота позволяла парусным судам проходить без каких-либо специальных операций. Несмотря на одобрение Академии, правительство так и не выделило средств на строительство моста. Кулибин был награжден медалью и получил премию, к 1804 году третья модель окончательно сгнила, а первый постоянный мост через Неву (Благовещенский) построили лишь в 1850-м.
В 1936 году был проведен экспериментальный расчет кулибинского моста современными методами, и выяснилось, что русский самоучка не сделал ни одной ошибки, хотя в его время большинство законов сопромата были неизвестны. Метод изготовления модели и испытаний ее с целью силового расчета конструкции моста впоследствии получил широкое распространение, к нему в разное время независимо приходили разные инженеры. Также Кулибин первым предложил использовать в конструкции моста решетчатые фермы – за 30 лет до запатентовавшего эту систему американского архитектора Итиэля Тауна.
Механические ноги и другие истории
Нередко Кулибину, помимо действительно изобретенных им конструкций, приписывают множество других, которые он усовершенствовал, но не создал первым. Например, знаменитую самобеглую коляску – во вступлении к первой части я упоминал, что таких конструкций в Европе существовал целый ряд.
На рубеже XVIII–XIX веков Кулибин представил петербургской Медико-хирургической академии несколько проектов механических ног – весьма совершенных по тем временам протезов нижних конечностей, способных сымитировать потерянную выше колена (!) ногу. Испытателем первого варианта протеза, сделанного в 1791 году, стал Сергей Васильевич Непейцын – на тот момент поручик, лишившийся конечности при штурме Очакова. Впоследствии Непейцын дослужился до генерал-майора и получил у солдат прозвище Железная Нога; он вел полноценную жизнь, и не все догадывались, почему генерал чуть-чуть прихрамывает. Протез системы Кулибина, несмотря на благоприятные отзывы петербургских медиков во главе с профессором Иваном Федоровичем Бушем, был отвергнут военным ведомством, а серийное производство механических протезов, имитирующих форму ноги, позже началось во Франции. Так или иначе, металлические руки и ноги были известны еще со времен Высокого Средневековья, не говоря уже о древнеегипетских деревянных протезах. Некоторые сохранившиеся экземпляры имеют ту или иную степень механизации. Известными обладателями металлических протезов были швабский рыцарь Гёц фон Берлихинген (1480–1563) и французский военачальник Франсуа де Лану (1531–1591) по прозвищу Железная Рука. Протез первого сохранился до наших дней.
Самокатка
Источник: Ю. Долматовский «Рождение автомобиля», 1950
В 1779 году увлекавшийся оптическими приборами Кулибин представил петербургской публике свое изобретение – прожектор. Системы отражающих зеркал существовали и до него (в частности, использовались на маяках), но конструкция Кулибина была значительно ближе к современному прожектору: пламя одной-единственной свечи, отражаясь от размещенных в вогнутой полусфере зеркал, давало сильный направленный поток света. «Чудесный фонарь» был положительно принят Академией наук, расхвален в прессе, одобрен императрицей, но остался лишь развлечением и не был применен для освещения улиц, на что Кулибин рассчитывал изначально. Сам мастер впоследствии изготовил несколько прожекторов по индивидуальным заказам кораблевладельцев, а также сделал на базе этой системы компактный фонарь для кареты и даже немного заработал. Его подвело отсутствие защиты авторского права: каретные «кулибинские фонари» начали массово собирать другие мастера, что сильно обесценило изобретение.
Что еще сделал Кулибин
Он наладил со времен Нартова почти сошедшую на нет работу мастерских при Петербургской академии наук, где занимался изготовлением микроскопов, барометров, термометров, подзорных труб, весов, телескопов и множества других лабораторных приборов. Он отремонтировал планетарий академии, придумал оригинальную систему спуска кораблей на воду, создал первый в России оптический телеграф, отправленный в Кунсткамеру в качестве диковинки, разработал проект железного моста через Волгу, сконструировал рядовую сеялку, обеспечивающую равномерный разброс зерна. Еще он устраивал фейерверки, создавал механические игрушки и автоматоны для развлечения знати, а также ремонтировал и самостоятельно собирал часы множества различных компоновок.
Скончался Кулибин в 1818 году в родном Нижнем Новгороде, так и не реализовав бо́льшую часть своих задумок. Его собственная изобретательская деятельность в основном привела к ряду пустых выхлопов, имевших целью развлечение местной аристократии, – но во многом этот человек создал основы русского инженерного творчества, обучил множество механиков и заложил фундамент для дальнейшего развития русской изобретательской мысли. Это было очень кстати, потому что при Александре I в России наконец появилось понятие авторского права.
Глава 8
Как высушить молоко
Сухое молоко, вопреки распространенному заблуждению, это не «химия», а натуральный продукт. Его получают путем высушивания обычного пастеризованного коровьего молока. Оно значительно дольше хранится, удобно в транспортировке и сохраняет большую часть полезных свойств. А придумали эту технологию в России.
В первую очередь надо понимать, что молоко – не раствор, а дисперсная жидкость. Раствор – это однородная смесь, где частицы одной составляющей равномерно распределены между частицами другой на молекулярном или атомарном уровне. Химические свойства раствора отличаются от свойств его компонентов, которые могут вступать друг с другом в различные реакции.
А вот в дисперсной жидкости вещества между собой не реагируют и на молекулярном уровне не смешиваются. По сути, это просто чередование частей разных составляющих. Поскольку эти части очень маленькие, жидкость такого типа кажется нам однородной. Компоненты дисперсного вещества можно разделить без химии, физическим воздействием, например раскрутить на центрифуге, и более тяжелый отделится от более легкого.
Так вот, молоко представляет собой дисперсную смесь воды (88 %) и различных полезных веществ (углеводов, белков, жиров, витаминов, минералов). А сухое молоко – это молоко, из которого физическим способом удалена вода, то есть, по сути, оставшиеся 12 % – концентрированная польза.
Как это делают сегодня
Современная технология получения сухого молока не очень сложна, но многоступенчата. Сперва молоко нормализуют. При нормализации смешивают молоко, сливки, обезжиренное молоко и в итоге получают продукт определенной жирности, содержащий заданное количество полезных веществ. Затем проводят пастеризацию, то есть нагрев и не очень длительное выдерживание при высокой температуре для обеззараживания и увеличения срока хранения. После этого молоко сгущают, выпаривая часть воды. Получить сухое молоко путем дальнейшего сгущения невозможно: от всей воды таким образом не избавиться. Затем то, что получилось, гомогенизируют – механически перемешивают, чтобы увеличить однородность сгущенки. И, наконец, высушивают на специальных установках при очень высоких, до 180°С, температурах. Раньше использовались исключительно вальцовые сушилки: сгущенка поступала на горячие барабаны, испарявшие остаточную жидкость и снижавшие ее количество с 60 до примерно 3–5 %. У вальцовых сушилок, разработанных еще во второй половине XIX века, есть ряд недостатков: в частности, их производительность весьма невысока, а из-за контакта сухого молока с поверхностями барабанов происходит карамелизация и порошок получает специфический, хотя и приятно сладковатый привкус. Сегодня существует много других типов сушилок, а вальцовые постепенно уходят в прошлое. Наиболее распространены распылительные сушилки, в которых испарение воды осуществляется с помощью потока горячего воздуха.
Сухое молоко применяется очень широко. Львиная доля молока, использующегося в пищевой промышленности, является восстановленным, то есть сухим, разбавленным заданным количеством воды. Его применяют в хлебобулочной промышленности, без него не обходится ни один кондитер, из него делают всевозможные молочные продукты от йогуртов до мороженого и т. д.
А теперь давайте заглянем в прошлое.
Немного о прошлом
Знаменитый путешественник Марко Поло в рассказах о Монголии времен хана Хубилая (конец XIII века) описывает способ, с помощью которого местные жители обрабатывали молоко, увеличивая срок его хранения и уменьшая объем. Монголы помещали плоские емкости с молоком на яркое солнце, выпаривая часть воды и, таким образом, получая что-то вроде сгущенки. Но, рассказанная в «Книге чудес света»3, эта информация воспринималась современниками и последователями Поло скорее как этнографический курьез, чем как руководство к действию. Так что до изобретения сгущенки и тем более сухого молока в Европе оставалось еще очень много времени.
Не позднее XVIII века в северных районах Сибири появился другой способ долговременного сохранения молока, обусловленный в первую очередь природными условиями. Сибиряки, как нетрудно догадаться, замораживали молоко. Правда, продукт получался тяжелым и не слишком компактным. Упоминается эта технология в периодическом журнале «Продолжение трудов Императорского вольного экономического общества» за 1792 год в заметке профессора Казанского университета Ивана Ивановича Эриха.
Изобретение Кричевского
В 1802 году Осип Гаврилович Кричевский работал на должности штаб-лекаря Нерчинских заводов. Нерчинск располагается очень далеко от Петербурга, в Забайкалье, и изначально был основан как острог. На заводах и шахтах Нерчинского горного округа работали в основном ссыльные и каторжане. С 1763 года в Нерчинск – и только туда – ссылали проституток, больных сифилисом. При этом город был достаточно известен и относительно богат, поскольку Аргунские (Нерчинские) заводы были сереброплавильными: окружавшие город рудные залежи содержали немало серебра и свинца.
Скорее всего, корни изобретения Кричевского лежат в уже упомянутых «Трудах Императорского вольного экономического общества». Он их выписывал и, кроме того, там публиковались его собственные заметки. Возможно, Кричевский наткнулся на описание сибирского метода заморозки молока и, будучи врачом, начал думать над проблемой сохранения его питательных свойств и увеличения срока годности каким-либо более действенным методом.
Тут стоит сказать, что на весь огромный Нерчинский округ изначально приходился один-единственный лекарь. Первым – с 1740 по 1744 год – эту должность занимал Петр Трумлер, а к концу XVIII века штат расширился до трех человек. Тем не менее условия работы были чудовищными. Лекарств поставляли очень мало, поскольку они предназначались исключительно для вольных жителей округа, а тысячи заключенных, работавших в шахтах в антисанитарных условиях, чаще всего не имели никакого шанса на выздоровление от болезни.
Осип Кричевский родился в 1767 году, обучался в Санкт-Петербургском генеральном сухопутном госпитале, выдержал экзамен на лекаря и в феврале 1792-го получил назначение в Нерчинск. Изучив ситуацию – прямо скажем, крайне плачевную, – он применил новую практику. Кричевский не пренебрегал опытом местных жителей и обширно применял траволечение, использовал кору и коренья, прибегал и к другим народным методам. В условиях «или так, или никак» это было хорошим решением. Параллельно он занимался подготовкой медиков, – его школа в Нерчинске и аналогичная практика Ивана Реслейна в Верхнеудинске были единственной возможностью получить медицинское образование в Забайкалье.
Жители региона сильно страдали от эпидемий (оспы, сибирской язвы), распространявшихся в том числе и через подпорченную пищу. Молоко было, наверное, самым полезным и при этом самым скоропортящимся из доступных Кричевскому продуктов, и где-то в начале XIX века он принялся за опыты по увеличению срока его годности. В 1802 году Осип Гаврилович опубликовал заметку, описывающую технологию изготовления сухого молока с помощью выпаривания воды. Параллельно он боролся за улучшение условий содержания каторжан и в итоге оказался уволен из-за конфликта с администрацией завода, привлекавшей к работе больных.
Но дело было сделано: технологию Кричевского стали использовать для хранения молока его последователи. Правда, она не выходила за пределы Нерчинского округа. Кричевский не думал о том, что он совершил открытие, для него это изобретение было всего лишь одним из десятков усовершенствований, которые он внес в лекарское дело Забайкалья.
Молоко выходит в мир
Кричевский скончался в 1832 году в Нерчинске, так и не осознав до конца ценности своего открытия. По некоторым данным, в том же году в Санкт-Петербурге открылась первая в мире фирма, производящая сухое молоко как коммерческий продукт. Ее основатель, химик Дирхофф (или Дирчов), работал по технологии, описанной Кричевским, и, скорее всего, от нее и отталкивался.
Интересно, что русскоязычных источников информации о Дирхоффе нет, оттого и возникает проблема с транскрипцией фамилии – в оригинале она пишется как Dirchoff. О его бизнесе рассказывает в своей книге «Сгущенное и сухое молоко» (Condensed Milk and Milk Powder, 1920) знаменитый американский промышленник и пионер молочного производства Отто Ханцикер. Вряд ли Ханцикер придумал Дирхоффа из головы, но откуда он брал информацию, мы, к сожалению, не знаем.
Спустя много лет появился первый европейский патент на технологию производства сухого молока – его получил в 1855 году англичанин Томас Шипп Гримуэйд. Еще в 1847 году он наладил производство сухого молока под брендом Grimwade's Patent Desiccated Milk. Он продавал порошок в бутылках, и бутылки с его фамилией до сих пор можно встретить в частных коллекциях. Именно с подачи Гримуэйда сухое молоко вышло в мир, стало популярным в армейских кругах (Гримуэйд заключил контракт с военным ведомством), у путешественников и т. д.
И пускай изобретение Осипа Кричевского так и не вышло за пределы Забайкалья, тем не менее оно помогало спасать жизни и сохранять здоровье людей, и да, оно действительно увидело свет задолго до ноу-хау Гримуэйда.
Часть III
C 1812 года до начала XX века
Несмотря на появление манифеста «О привилегиях на разные изобретения и открытия в ремеслах и художествах», ситуация после 1812 года изменилась не так чтобы сильно. Государство по-прежнему не предоставляло изобретателям ни защиты, ни возможностей, которые позволяли бы развернуться «с нуля», не будучи богатым и успешным человеком. Более того, Россия так и не присоединилась ни к одному мировому патентному сообществу.
Патентные законы за рубежом в первую очередь закрепляли за изобретателем право собственности на результат его деятельности. Да, на определенный срок, но обычно достаточно длительный, в среднем около 15 лет, за которые человек успевал или найти инвестора и организовать производство, или продать патент более сильному предпринимателю, или, в конце концов, сдаться и получить патент на что-то новое, более эффективное. В России, как уже говорилось, привилегия закрепляла первенство, но скорее в виде царской милости, чем в форме четкого права собственности. Иначе говоря, государство случайным образом решало, стоит ли то или иное изобретение привилегии, выдавало ее, а затем легко меняло свое решение и отбирало предоставленное новатору право.
Например, известна трагическая история штабс-капитана Дмитрия Загряжского, который в 1837 году получил первую в мире привилегию на прототип гусеничного движителя. Пошлина при этом была чудовищной, денег на реализацию у Загряжского не оказалось, военное ведомство его идею отвергло, а правительство спустя всего два года отозвало привилегию по той причине, что изобретатель не сумел построить действующего образца и, так сказать, «внедрить» изобретение. Историй таких – тьма. Вы представьте себе вообще эту логику: заплати нам денег, вот тебе два года на внедрение, не успел – плати снова, а иначе отзовем. Дешевле и удобнее было поехать, скажем, в Англию, за приемлемую сумму получить там патент на 20 лет и продать его какому-нибудь промышленнику. Многие так и делали.
Подтверждают это печальные цифры. За сто лишним лет, с 1813 по 1917 год, в России было получено 36 079 привилегий. В США за один только 1889-й выдали 23 322 патента (у нас за тот же год – ровно 40 штук), а к 1917-му их количество выросло до 40 927 в год. Представили, какое было отставание? Тогда вот вам еще один нюанс: из этих 36 079 русских привилегий всего лишь 3649 – то есть 10 % – получили наши соотечественники. Остальные 90 % пришлись на иностранцев, патентовавших свои изобретения в разных странах. Российская привилегия значительно упрощала продажу той или иной технологии в загадочной стране медведей и балалаек.
Нормальный патентный закон, близкий к современному, появился в России на полторы сотни лет позже, чем в США и Европе. Принят он был 20 мая 1896 года и назывался «Положение о привилегиях на изобретения и усовершенствования». Теперь привилегии выдавались не царской милостью, а после рассмотрения специальной комиссией – первой в России организацией по защите авторских прав изобретателей. В Англии точно такой же закон – считайте, слово в слово – был принят при королеве Анне, правившей с 1702 по 1714 год. «Положение» вводило понятие критериев новизны, устанавливало четкие рамки изобретения, ограничивало сроки рассмотрения и определяло собственно время действия патента общепринятыми 15 годами независимо от факта внедрения. Правда, итоговый документ продолжал называться привилегией, но по форме это был уже – аллилуйя! – патент.
Доминирующие отрасли
Изобретательство в XIX веке, несомненно, шагнуло вперед. Доминирующими были направления, интересные с военной точки зрения. В первую очередь – металлургия (и производство оружия), а также судостроение. В этих областях мы, в особенности во второй половине XIX века, держались на уровне мировых лидеров и кое в чем их опережали. Но в целом, как и во все времена, изобретательская деятельность в России держалась на героических одиночках, генерировавших интересные идеи и с различным успехом пытавшиеся их внедрить. Например, успех телеграфа Павла Шиллинга и благоволение императора Николая I привели к тому, что в России мощнейший толчок получила электротехника.
Были и менее заметные на мировом уровне, но все-таки значимые успехи. Например, весной 1858 года парижский фотограф Гаспар-Феликс Турнашон, более известный под псевдонимом Надар, поднялся над столицей Франции на воздушном шаре и сделал первую в истории аэрофотографию. В России аналогичное событие произошло лишь 18 мая 1886 года: член VII (воздухоплавательного) отдела ИРТО поручик русской армии Александр Матвеевич Кованько взлетел над Санкт-Петербургом и снял город с высот 800, 1200 и 1350 метров. Зато сразу после этого на сцене появился талантливый инженер-любитель Вячеслав Измайлович Срезневский, предложивший Кованько сделать для его второго полета специальную камеру, приспособленную именно для съемки с аэростата.
И уже 6 июля 1886 года, тремя неделями позже, в России состоялась первая в мире аэрофотосъемка узкоспециализированным фотоаппаратом системы Срезневского. Камера, сфокусированная на бесконечность, не имела подвижных элементов для перефокусировки. При съемке с высоты, из шаткой гондолы, это было единственным надежным способом получить четкие негативы. Камера крепилась объективом вниз на специальном кронштейне на борту, а фотопластинки размером 24 × 24 сантиметра вставлялись в нее по одной через боковую прорезь. Причем они были запаяны в светонепроницаемые чехлы и выходили оттуда только внутри камеры. В какой-то мере вся конструкция напоминало дробовик: для перезарядки требовалось сдвинуть ее вдоль кронштейнов вперед, а затем назад. Кованько и его коллега Зверинцев получили четыре снимка: над Санкт-Петербургом, над морским каналом, над Балтийским заливом и над островом Котлин, причем тот попал на фотографию целиком – это была первая съемка Кронштадта с воздуха. В течение трех недель нагнать упущенное за 30 лет – очень по-нашему.
При этом Россия, как и прежде, не стеснялась разбазаривать лучших инженеров: уехали Доливо-Добровольский, Яблочков (который позже на свою беду вернулся), Лодыгин и др. Сдались, так и не внедрив свои разработки, Пироцкий, Игнатьев, Корсаков, Болдырев. Каждый случай русского успеха был исключением из общего правила, подразумевающего многолетнее хождение по инстанциям и полное невнимание властей или потенциальных инвесторов.
В целом то, что я описал, объясняется просто. Невозможно жить в изоляции. Невозможно отрицать мировой прогресс и, что самое главное, способности собственного народа. По сути, все эти патентные законы были «революцией снизу». Когда масса оказывается критической, правительству приходится под нее подстраиваться. Когда стало понятно, что даже закупать иностранные технологии без собственного патентного закона практически невозможно, его приняли. Когда царь был уже не в силах лично принимать решение по каждой заявке, приняли новый закон. Хотя, конечно, русское правительство всегда сопротивлялось прогрессу до последнего. Это пресловутая синусоида русского технологического развития.
Глава 9
Электрический телеграф
Электрический телеграф создавался и развивался в 1830-х годах в разных странах. Несколько инженеров практически одновременно подошли к идее передавать информацию по проводам. В России тоже был свой пионер – барон Павел Львович Шиллинг, и так случилось, что он успел раньше всех.
Впрочем, все началось с Френсиса Рональдса. В 1816 году он, молодой ученый, построил первый в мире электрический телеграф, способный передавать сигналы на расстояние почти в 13 километров. Всю линию он проложил в стеклянном изоляционном кожухе прямо в саду своего дома, Келмскотт-хауса в Хаммерсмите (ныне это территория Лондона). Конечно, его сад был длиной не 13 километров – Рональдс укладывал линию плотно, зигзагом. Убедившись, что передавать сигналы таким образом действительно можно, он предложил свой проект военному ведомству для решения задач связи, но военные не заинтересовались. Изобретение, так и не запатентованное, повисло в воздухе. Проблемой было то, что Рональдс зафиксировал факт передачи информации, но не разработал никакой системы шифрования для перевода импульсов на человеческий язык.
А далее вплоть до 1830-х годов в этом направлении не предпринималось ничего нового. Изобретение Рональдса благополучно забыли, поскольку он опередил свое время. А затем у телеграфа появился новый изобретатель.
Балтийский барон
Говорят, что строки Пушкина «О сколько нам открытий чудных готовит просвещенья дух…» посвящены именно Шиллингу. Они дружили, хотя барон был на 13 лет старше. Разница в возрасте тут роли не играла: оба вращались в довольно узкой прослойке русских интеллектуалов, а Пушкин, будучи полным профаном в точных науках, всегда ими живо интересовался и поражался механическим и электрическим изобретениям. В общем, почва для того, чтобы сойтись, была.
Но я не об этом. Я все-таки о бароне Пауле Людвиге Шиллинге фон Канштадте, балтийском немце по происхождению, родившемся в Ревеле 5 (16) апреля 1786 в семье военного. Отца вскоре перевели в Казань, где он командовал 23-м Низовским пехотным полком, а в 1797 году Павел, как сын военного, поступил в кадетский корпус в Петербурге. Правда, вышел он оттуда не солдатом, а дипломатом, работал в Генштабе, затем перевелся в Коллегию иностранных дел (нынешний МИД) и, поскольку прекрасно владел немецким языком, некоторое время работал в российском посольстве в Мюнхене. Стремительная карьера была обусловлена тем, что мать Павла после смерти супруга повторно вышла замуж за барона Карла Яковлевича Бюлера, влиятельного дипломата, специализировавшегося на русско-немецких отношениях.
В Мюнхене Шиллинг познакомился с известным физиологом и по совместительству лечащим врачом русской миссии Самуэлем Томасом Зёммерингом, который, помимо всего прочего, занимался электрическими опытами. И эта область науки затянула барона раз и навсегда. Стоит отметить, что техника никогда не была его основным полем деятельности. В первую очередь он оставался дипломатом и исследователем: основал литографию для печати географических карт, путешествовал по Востоку, собирая коллекцию тибетского, монгольского и сибирского фольклора, и даже членом-корреспондентом Петербургской академии наук стал вовсе не по электрической, а по литературной части за исследовательские труды в области культуры восточных стран и племен.
А первую серьезную работу по электричеству барон представил в 1812 году, и она была связана с военным делом.
Электрический лев
Любые инициативы, способные принести какую-нибудь пользу армии, в России обычно финансировались и поддерживались. Если бы Шиллинг занялся бытовым электричеством, он вряд ли снискал бы успех и славу. Но уже в 1810 году в европейских дипломатических кругах начали вслух говорить о предстоящей войне Франции с Россией, а годом позже намерение Франции напасть было таким же явным, как если бы Наполеон объявил войну официально.
Поэтому свою научную мысль Шиллинг направил на применение электричества в военных целях – и разработал способ электрического подрыва морских мин. Технологию он придумал еще в Мюнхене, а когда в начале войны посольство спешно эвакуировалось в Петербург, предложил ее армейскому ведомству. Устройство было простейшим: мина плавала на воде, солдат из саперного батальона замыкал контакт на берегу, искра по изолированному проводу бежала к мине и подрывала ее. Такой принцип не подходил для открытых вод, но хорошо мог показать себя на реках и озерах, где требовался не очень длинный кабель. При этом именно кабель был основным предметом изобретения: Шиллинг придумал изоляцию из шелка, пропитанного раствором каучука в льняном масле, позволявшую безопасно прокладывать провода под водой.
Технологию Шиллинг показал прямо на Неве, и она была тепло принята, профинансирована и со временем внедрена. Сам Шиллинг в это же время добровольно вступил в действующую армию и боевым офицером дошел до Парижа. Звучит странно, но, находясь на территории государства-агрессора, он плотно общался с действующей Французской академией наук и сдружился с Андре-Мари Ампером и молодым Франсуа Араго. Франция и при Наполеоне в равной мере умудрялась сохранять модный статус среди российской элиты и интеллигенции, так что, придя в Париж солдатом, Шиллинг быстро вернулся к жизни ученого.
В принципе, если читать биографию Шиллинга, становится видно, что большую часть времени он посвящал этнографии и востоковедению. В 1820–1830-х годах он путешествовал с правительственными экспедициями по Бурятии, Восточной Сибири, Монголии и совершил просто-таки этнографический подвиг: собрал крупнейшую в мире коллекцию литературных памятников тибетско-монгольской культуры. В основном он искал оригинальные рукописи, но для пополнения коллекции текстами, существовавшими в единственном экземпляре или передававшимися изустно, он нанял в Кяхте целую артель переписчиков.
Помимо того, в 1813 году, будучи офицером действующей армии, Шиллинг доложил царю о необходимости устройства в России литографической мастерской. Литография, новая на тот момент технология, позволяла копировать оригинальные рисунки и карты. Александр I оценил доклад и поручил Шиллингу организацию литографии по образцу немецкой, в Маннгейме. В заключительную фазу войны Россия вступила уже с современными картами, отпечатанными литографическим методом.
Еще Шиллинг, будучи сотрудником цифирной экспедиции Министерства иностранных дел, плотно занимался практической криптографией. Для армии и дипломатических миссий он разработал несколько биграммных шифров – так называется метод, при котором шифруются пары из двух букв (в ранних версиях – идущие подряд, в поздних – произвольные, заданные алгоритмом). В ряде источников указывается, что именно Шиллинг и изобрел такие шифры, но это, конечно, неправда, биграммы описывал еще основоположник криптографии как научного направления немецкий монах и лексикограф Иоганн Тритемий в начале XVI века. Другое дело, что Шиллинг разработал метод быстрого шифрования, специальную наборную решетку, механическим образом меняющую пары знаков, а заодно показал, что зашифрованный биграммой текст можно без потери смысла дополнить случайным набором букв в хаотическом порядке. Это не помешает расшифровке при наличии ключа, но серьезно усложнит взлом.
В общем, личностью он был исключительно разносторонней. А теперь я обращусь к самому известному изобретению Павла Шиллинга – электрическому телеграфу.
Знаки по проводам
Вернемся к доктору Самуэлю Томасу Зёммерингу. Его опыты с электричеством были хорошо известны в Германии, и 1809 году баварский король Максимилиан I то ли предложил, то ли приказал ученому создать телеграф, который сможет, в отличие от используемого в те времена сигнально-оптического, работать в любую погоду. Наиболее известной в Европе в то время была система братьев Шапп, представлявшая собой сеть башен, на крышах которых устанавливались сигнальные семафоры. Каждый состоял из опоры и трех подвижных друг относительно друга деталей, образовывающих в общей сложности 196 различных визуальных комбинаций, хорошо заметных на расстоянии от 12 до 25 километров в зависимости от рельефа.
Зёммеринг был хорошо знаком с уже проводившимися опытами в области электрической телеграфии, и, в частности, он общался с каталонским физиком Франсиско Сальва-и-Кампильо. За 15 лет до того Кампильо демонстрировал в Барселоне систему из 35 проводов, проложенных в изоляционном кожухе и соответствующих знакам алфавита. Концы проводов были погружены в прозрачные склянки с раствором кислоты. При замыкании провода в соответствующей емкости начинался процесс разложения и выделялись пузырьки кислорода. Принимающий сообщение смотрел, где именно «пузырит», и записывал букву. Зёммеринг усовершенствовал систему и сократил количество проводов до 24, но прокладка и изоляция даже такого количества проводов на большие расстояния оказалась дорогостоящим и ненадежным делом – изобретателю удалось достигнуть максимального удаления лишь в 3 километра.
1 – источник тока (вольтов столб); 2 – клавиатура; 3 – магнитные стрелки; 4 – провод обратной связи; 5 – вызывное устройство
Среди друзей Шиллинга был еще один великий ученый – Андре-Мари Ампер. В 1824 году он писал о теоретической возможности создать телеграф с использованием гальванометров. То, что электрический ток имел свойство воздействовать на магнитную стрелку, до того момента использовалось лишь для изучения его свойств, но не в практических целях. Шиллинг же, соединив идеи Зёммеринга и Ампера, построил телеграф. Как оказалось, полностью рабочий.
Впервые он представил свою конструкцию 9 (21) октября 1832 года в собственной квартире в доме Офросимовой на Царицыном лугу (ныне – Марсово поле, дом 7). Его прибор работал следующим образом. Станция передачи была оснащена клавиатурой, подобной пианинной; различные сочетания клавиш замыкали разные цепи. Восемь проводов вели от клавиатуры к приемной станции. Один замыкал цепь звонка, знаменующего начало передачи. Еще один служил для обратного тока. Остальные шесть применялись для передачи сообщения.
Телеграфный аппарат (вид сбоку)
Приемная станция состояла из шести мультипликаторов, которые, по сути, были несколько усложненными гальванометрами: при замыкании одного из проводов соответствующий гальванометр реагировал на электрическое поле и вращался на нити. А над каждым из гальванометров был прикреплен круглый флажок с лицевой черной и оборотной белой сторонами. Соответственно, Шиллинг мог удаленно, пуская ток в том или другом направлении, развернуть любой из флажков, получив одно из сочетаний шестизначного кода (при отсутствии тока кружки стояли ребром). Например: белый-черный-черный-белый-белый-белый. Почему их было шесть? Дело в том, что Шиллинг разработал шестизначный код для отображения всех букв алфавита, а заодно и цифр – по сути, прообраз азбуки Морзе, только последний привел всю систему к более компактному двузначному коду.
Демонстрация первого телеграфа была примечательна тем, что на ней присутствовал император Николай I и текст, переданный из одной комнаты в другую, он составил лично. В общем, Шиллинг практически сразу получил царское благословение.
А в 1833 году финский физик Иоганн Яков Нервандер, работавший в Петербурге, предложил градуированный гальванометр, то есть прибор, позволяющий фиксировать точное отклонение стрелки, а не просто факт такового. Шиллинг тут же взял это на вооружение и к 1835 году разработал вторую (на самом деле не известно какую по счету: он совершенствовал систему много раз) версию телеграфного аппарата, в котором станции соединялись уже всего двумя проводами. Звонок начала трансляции здесь звенел от первого замыкания передаточного провода, дальше начиналась сама передача. В зависимости от комбинации клавиш подавался определенный ток, а стрелка единственного гальванометра приемного аппарата отклонялась на заданную величину. Она имела 36 возможных положений, соответствующих 36 буквам русского алфавита. Впрочем, ничто не мешало изменить шкалу под любые другие знаки.
Шиллинг не скрывал своего прибора. Он демонстрировал его публично, в том числе в Берлине на съезде немецких естествоиспытателей в 1835 году. Его системой заинтересовались, и в 1836-м британское правительство сделало барону официальное предложение работать над телеграфом в Англии. Но к тому времени Шиллинг уже получил заказ от Адмиралтейства на соединение телеграфной линией двух корпусов огромного комплекса и от предложения англичан отказался. Адмиралтейский телеграф стал первой в истории электрической системой, передающей информацию на расстояние не в качестве эксперимента, а с самой что ни на есть практической целью.
Внезапный конец
Следующий заказ изобретатель получил сразу после технической проверки Адмиралтейской линии: правительству понадобился телеграф между Петергофом и военно-морской базой в Кронштадте. Проект прокладки проводов в каучуковой изоляции по дну Финского залива был составлен и в мае 1837 года одобрен высочайшим указом. Тогда же Шиллинг предложил крепить провода на столбах, закрепляя их на керамических изоляторах.
Но в это самое время Павла Львовича начала мучить злокачественная опухоль. Операцию по ее удалению провел сам Николай Федорович Арендт, лейб-медик Николая I, но неудачно. 6 августа 1837 года Арендт потерял еще одного великого пациента (всего за полгода до этого у него на руках скончался Александр Сергеевич Пушкин).
Инженера, который мог бы продолжить работы Шиллинга, в России, к сожалению, не нашлось. Проект был свернут. Первым коммерческим электрическим телеграфом стала система, разработанная британцами Уильямом Фотергиллом Куком и Чарльзом Уитстоуном на базе системы Шиллинга. Это не скрывалось: Кук указывал, что исходником его схемы было изобретение Шиллинга, о котором он узнал из лекций немецкого физика Георга Вильгельма Мунке в Гейдельбергском университете. Первая демонстрация системы Кука-Уитстоуна прошла 25 июля 1837 года на железнодорожной линии между Лондоном и Бирмингемом – Шиллинг тогда уже лежал на смертном одре. В том же году запатентовал свою схему Сэмюэл Морзе.
Впоследствии телеграф множество раз совершенствовался, новые системы появлялись как независимо, так и с опорой на более ранние разработки, в том числе и на изобретение Павла Шиллинга. В России дело великого ученого продолжил спустя несколько лет после его смерти Борис Якоби (главу про него вы найдете в части V этой книги).
Телеграф в нашей стране запустила компания Siemens & Halske в 1852 году с легкой руки главноуправляющего путей сообщения и публичных зданий графа Петра Андреевича Клейнмихеля, доверявшего исключительно иностранным подрядчикам.
Глава 10
Пчелы в рамке
История улья
Рамочный улей – это великое изобретение. Вы скажете: «Да неужели? А автомобиль? А компьютер? А телефон, в конце концов?» Разумеется. Но вы покупаете в магазине свежий мед, добавляете его в чай, намазываете на булку или просто едите прямо из банки благодаря конкретному человеку – Петру Ивановичу Прокоповичу.
Впрочем, нельзя сказать, что это только лишь его заслуга. Улей, как радио и самолет, – плод одновременного и совместного труда целого ряда выдающихся инженеров и пчеловодов. Собственные конструкции разборных рамочных ульев в разное время создали также поляк Ян Дзержон и американец Лоренц Лорен Лангстрот. Но это было позже.
Жестокое обращение с животными
Пчеловодство появилось еще в каменном веке. Изначально оно было диким, то есть первобытные люди просто собирали мед в естественных местах обитания пчел. Затем стало бортевым, когда для роя в стволе дерева выдалбливалось специальное дупло – борть. В дупла устанавливались так называемые снозы – кресты, позволяющие разместить и укрепить соты. Мед стекал в нижнюю часть дупла, где проделывалось дополнительное отверстие – должея – для удобного сбора продукта. Этот способ был распространен вплоть до Средневековья, когда появились первые пасеки. У борти есть явные недостатки: в каждом дереве дупло не выдолбишь, в целом лесу найдется дай бог 10–15 подходящих стволов, да к тому же они могли значительно отстоять друг от друга.
Первые пасеки делались колодными. Пчел содержали в глиняных или деревянных колодах – неразборных ульях. Первые такие ульи выросли из бортей: участки стволов с дуплами просто выпиливали и собирали в одном месте. Независимо от материала и конструкции, неразборные ульи имели один главный недостаток: изнутри они полностью застраивались сотами, и для изъятия меда нужно было уничтожить улей, разрубив его. При этом пчелиная семья погибала, и в новую колоду приходилось заманивать другой рой.
В XIX веке, когда экономика стала играть более значительную роль, нежели в Средние века, перед пчеловодами встала сложная задача: разработать многоразовые ульи, то есть такие, которые не нужно разрушать для извлечения меда, а потом заново строить и заселять каждый сезон. Эту задачу независимо друг от друга решили русский, поляк и американец. Но русский был первым.
Улей Прокоповича
Идея Прокоповича состояла в том, что деревянный улей-ящик делился на два отсека. Отсек для расплода оставался свободным, и пчелы строили там свои соты как обычно. А вот отсек медосбора представлял собой систему рамок. Любую из них можно было, как выдвижной ящик из стола, извлечь, чтобы собрать с нее мед, воск и другие полезные продукты, а затем вставить обратно. Остальная часть улья не страдала, и пчелы заново отстраивали на зачищенной рамке медовые соты.
Эту систему Прокопович разработал в 1814 году. Много лет спустя, в 1838-м, поляк Ян Дзержон придумал улей, позволяющий разместить рамки в обоих отсеках, что давало возможность контролировать пчелиный расплод. Тот же Дзержон сконструировал более совершенный рамочный улей с оптимальным расстоянием между полками-рамками (38 миллиметров) и запатентовал его в 1848-м. Еще позже, в 1852 году, американец Лоренц Лорен Лангстрот, опираясь на разработку Дзержона, создал модель улья, которая используется повсеместно и сегодня, – это 8 или 10 типовых рамок высотой по 38 миллиметров.
Сложно сказать, был ли Дзержон знаком с ульями системы Прокоповича. Скорее всего, был. В середине XIX века значительная часть российских пчеловодов уже использовали рамочные ульи, в то время как их коллеги в остальном мире по-прежнему пользовались колодами. Дзержон жил в Силезии, которая на тот момент была частью Пруссии, но имела тесные связи с польскими землями, входившими в состав Российской империи. С очень высокой вероятностью можно предположить, что он понял, каким образом можно усовершенствовать улей Прокоповича, во время одной из поездок по «русской Польше». (Если кто-то забыл, я напомню, что с 1795 по 1918 год Польши на карте не существовало, ее земли разобрали окружающие государства.)
Части улья Прокоповича
Поскольку Дзержон был всемирно известным ученым – не только пчеловодом-практиком, но и биологом, – его работы публиковались на многих языках и читались ведущими пчеловодами мира. Видел их и Лангстрот. К слову, именно Дзержон открыл партеногенез (рождение трутней из неоплодотворенных яиц) у пчел и существование маточного молочка.
Но вернемся к Прокоповичу.
Человек и пчела
Петр Иванович Прокопович родился 10 июля 1775 года в достаточно обеспеченной семье священника в селе Митченки Конотопского уезда (ныне это Украина). Учился в Киевской духовной академии, служил в егерском полку, но ввиду слабого здоровья был вынужден покинуть армию. В 1798 году он вернулся в родное село и какое-то время работал на пасеке, которую содержал его брат. Петр влюбился в пчел и понял, что должен посвятить им свою жизнь.
Надо сказать, он был очень неплохим бизнесменом. На армейские сбережения он купил десятину земли в селе Пальчики неподалеку от Митченок, построил дом, начал разводить пчел. В 1801 году пожар уничтожил его хозяйство, но Прокопович не сдался, отстроил все заново и концу 1800-х уже имел огромную пасеку с 300 семьями.
Изобретение рамочного улья (точнее, как говорил сам изобретатель, втулочного) подстегнула медовое производство: в 1814 году Прокопович имел 6000 пчелиных семей, а к 1830-му – более 10 000, то есть владел самой большой пасекой в мире! В первую очередь это объяснялось тем, что он минимизировал расходы на ульи и не убивал семьи при извлечении меда, то есть дело у него шло значительно быстрее и продуктивнее, чем у коллег.
С 1820-х годов много времени Прокопович отдавал и научной работе. В 1827 году появились его публикации о пчеловодстве, а в 1828-м он основал первую в России и мире пчеловодную школу, превратив разведение пчел из семейного дела в доступную для всех профессию. Школа работала дольше полувека и подготовила в общей сложности более 600 специалистов. Обучение там длилось два года, и поначалу основную массу учеников составляли крепостные крестьяне, за которых платили помещики. Неграмотным в пчеловодной школе заодно преподавали чтение и письмо.
То ли грустно, то ли нет
Сам Петр Прокопович умер в достатке и довольствии в 1850 году, будучи обладателем крупнейшего в мире пчелозавода и школы пчеловодства. Он написал и опубликовал более 60 исследовательских работ по биологии пчел и способам их разведения, внес множество усовершенствований как в систему своего улья, так и в другие технические элементы пчеловодства. В частности, он раньше бразильца Ганемана начал применять так называемую разделительную решетку, позволяющую изолировать матку и ограничить ее яйцеклад. Другое дело, что Прокопович не получал привилегий (патентов) на свои разработки и потому зафиксировать этот факт довольно трудно.
Степан Петрович, его сын, возглавлял школу и хозяйство до своей смерти в 1879 году. К сожалению, он не имел законных детей-наследников, и его имущество частично ушло с молотка, частично было растащено крестьянами окрестных хозяйств, а школу попросту закрыли.
Наследие Прокоповича до сих пор остается предметом исторического спора. Невозможно доказать, что Дзержон пользовался разработками Прокоповича, – и невозможно доказать обратное. Сегодня мировая общественность придерживается следующей позиции: она признает Прокоповича первоизобретателем рамочного улья, но утверждает, что Дзержон создал свою систему независимо от русского пчеловода и что именно от Дзержона она распространилась по всему миру. Но в душе, конечно, хочется подыграть Прокоповичу и связать его изобретение с дальнейшими разработками поляка. Давайте так и сделаем.
Darmowy fragment się skończył.
