Buch lesen: «Джеймс Уатт. Его жизнь и научно-практическая деятельность», Seite 12

ГЛАВА X. УАТТ-УЧЕНЫЙ

Что особенно поражает в Уатте – это его независимость во всем, что он знал и сделал. Он был в полном смысле слова самоучкой. Нельзя сказать, чтобы тогда не было школ, университетов, где бы можно было учиться естественной философии (так в Англии называют опытные науки, как будто есть еще другая философия – не естественная).

Но Уатт их не посещал.

Будучи прикован нуждой к станку и мастерской, он никогда не имел на это ни досуга, ни средств.

Даже теорию скрытого тепла, которая имела такое важное значение для его изобретений, он узнал от самого доктора Блэка, а не из его лекций. Прежде он никогда не проходил ни в одной школе сколько-нибудь цельного систематического курса.

Еще живя в отцовском доме в Гриноке, начал он интересоваться астрономией и сам наблюдал звездное небо в роще, за домом. Позднее стал читать книги и по другим отраслям естествознания – физике, химии, анатомии, медицине, механике и проверял все прочитанное опытами, но без всякого стороннего руководства. При этом химии отдавалось предпочтение перед всеми другими науками.

Таким образом продолжал он свое самообразование всю жизнь: читал и наблюдал все, что ни попадалось под руку, и изо всего выбирал только то, что было для него важно и нужно. Эта способность быстрого и меткого выбора, как бы чутьем, составляла один из замечательных его талантов.

Другой бы десять раз запутался в гигантской груде знаний и фактов, приобретенных без всякой системы и где попало, а у Уатта от этого лишь вырабатывались новые способности сортировать знания и отбрасывать ненужное. Из его заметок о каком-нибудь бездарном, но объемистом труде читатель всегда мог узнать гораздо больше, чем от самого автора.

А масса разнообразных сведений, собранных им, была действительно громадна, и далеко не по одним естественным наукам – химии или механике, в которых он, разумеется, был специалистом, – но буквально по всем отраслям знаний, не исключая даже такие, как древности, метафизика, литература, поэзия и тому подобное.

Он знал европейские языки и был хорошо знаком с иностранными литературами.

Немецкому языку он научился специально для того, чтобы прочитать известную тогда книгу по механике (“Theatrum Machinarum”),⁶ когда еще жил в глазговском университете. Таким же образом овладел он и итальянским языком.

При всем том его знания были замечательно точны и ясны; стоило только кому-нибудь дать ему тему, указать предмет, о котором желательно побеседовать, и от Уатта можно было услышать массу замечательно интересных, обдуманных сведений и фактов, которые он излагал так легко и свободно, как будто всю свою жизнь только этим предметом и занимался. “Он, – как выражался Вальтер Скотт, его современник, – обнимал всякий вопрос своим талантом”, и всякому слушателю казалось, что он имеет дело с человеком, в руках которого все так ясно, просто и понятно.

Как мы не раз уже говорили, ученым по профессии Уатт был так же мало, как и по образованию, – но создавал научные работы, удивлявшие ученых. Его целью было не обогащать науку, как бы он ее ни любил, а “побеждать природу”, и для этого “нужно было только находить ее слабые места”. Наука служила ему лишь средством добиваться этого.

Нужно, впрочем, заметить, что тогдашняя наука во многом еще отличалась от того, что называется этим именем теперь. Строгих границ не существовало: тепло и свет считались такими же элементарными веществами, как вода, водород, железо, сера и тому подобное. Не далее как еще в 1781 году ученые старались решить вопрос, имеет ли тепло вес, и отвечали на него: “Да, но очень малый”. Сама химия только еще начинала выходить из младенческого состояния, освобождаться от предрассудочных понятий алхимиков. Только в восьмидесятых годах XVIII столетия Лавуазье, а потом и другие химики начинают пользоваться при своих опытах весами и тем ставят свои работы на почву точных научных исследований. Только в 1773 году тот же Лавуазье противопоставляет свою разумную теорию окисления и восстановления (только еще подозревая о существовании кислорода, который был открыт как особый газ Пристлеем в 1774 году) отжившей свой век, но владевшей еще умами ученых флогистонной теории Сталя. Вода и воздух считались простыми веществами, которых нельзя разложить. Химия была собранием отрывочных наблюдений над разными простыми и сложными веществами, доставшихся ей большею частью в наследство от алхимиков и не связанных никакими общими объединяющими принципами. В конце XVIII века эти общие принципы только что начинали устанавливаться.

В этом отношении уяснение перехода тел из одного состояния в другое, то есть из твердого в жидкое, из жидкого в газообразное и обратно, имело громадное значение. Открытие скрытого тепла Блэком послужило первым важным шагом, благодаря которому истина стала выясняться. На теплоту начали смотреть как на скрытую составную часть всех простых тел, которые ее отделяют или поглощаются, смотря по обстоятельствам.

Очень естественно, что Уатт, которому большую часть своей жизни пришлось проработать над сбережением и расходованием тепла, над образованием из воды пара и превращением этого пара в полезную работу, должен был беспрестанно натыкаться на вопрос о переходе тел из одного состояния в другое, а при своем умении браться за дело и “из всего делать науку” не мог не додуматься до новых научных истин.

Так оно и было. Зная, что вода для превращения в пар должна, как тогда выражались, “соединиться” со скрытым теплом, а с другой стороны, что чем больше видимое тепло пара, тем меньше его скрытое тепло, – Уатт уже в 1782 году в письме к Болтону высказывает следующее предположение: при сильном нагревании водяного пара он, по всей вероятности, совершенно изменит свою природу и превратится в какой-нибудь газ или воздух, как тогда называли газы.

Примерно тогда же многие ученые, производя опыты с возгоранием водорода, всегда замечали при этом появление влажности. Пристлей первый заметил, что и при взрывании гремучей смеси водорода с кислородом в закрытом стеклянном сосуде электрической искрой на стенках его после охлаждения появляется роса, очень похожая на воду. Эти опыты повторялись многими тогдашними английскими и французскими учеными, но появление росы всегда объяснялось осаждением влажности из воздуха и взятых газов, а не соединением самих газов в воду. Наконец пришли к заключению, что вода есть не что иное, как соединение одной объемной части кислорода и двух частей водорода; что она получается из их соединения со взрывом и выделением тепла и разлагается на них при очень сильном нагревании водяного пара или при пропускании электрического тока через воду. Спрашивается, кто же первый додумался до этих выводов?

Во всех учебниках химии пишется, что честь открытия состава воды принадлежит английскому ученому Кавендишу. Это подтверждается и ссылкой на его работу “Опыты над воздухом”, помеченную январем 1783 года. Но это не совсем так: этот год неверен и был в свое время публично изменен на 1784 год, когда сочинение было представлено в Королевское общество и опубликовано им. С другой стороны, в начале 1783 года в то же Королевское общество была представлена работа Джеймса Уатта под заглавием: “Мысли о составных частях воды и о кислороде”, в которой совершенно ясно устанавливались положения, что… “вода, свет и тепло суть единственные продукты бурного соединения водорода с кислородом в закрытом сосуде при опытах Пристлея и что, следовательно,, вода состоит из кислорода и водорода, лишенных части их скрытого или элементарного тепла и – дальше – что чистый или лишенный флогистона воздух состоит из воды, лишенной своего водорода и соединенной с элементарным, или скрытым, теплом и светом”.

Но, к сожалению, это сочинение целый год пролежало в Королевском обществе и было прочитано только в апреле 1784 года.

Между сторонниками того и другого поднялся ожесточенный спор за первенство открытия, причем Кавендиш и его партия утверждали, что работы, на которых он основывал свое заключение о составе воды, были сделаны еще в 1781 году, когда Пристлей в первый раз заметил влажность на стенках закрытого сосуда при взрыве гремучей смеси. Между тем, друзья Уатта настаивали на том, что в 1781 году Кавендишем были лишь повторены опыты Пристлея, а что заключения о составе воды им никогда сделаны не были, но что он узнал о них от члена Королевского общества Блягдена из сочинения Уатта, целый год лежавшего в обществе и открытого для всех членов. Такое соображение подтверждается якобы умышленным изменением тем же Блягденом чисел, во-первых, упомянутого сочинения Кавендиша и, во-вторых, одного важного письма Уатта, которым доказывалось первенство его открытия. И то, и другое Блягден мог сделать, потому что эти документы печатались Королевским обществом, когда он был секретарем общества, – за что он будто бы и получил по смерти Кавендиша 150 тысяч рублей. “Кто виноват, кто прав, – судить не нам”, и, кажется, гораздо лучше будет повторить вместе с Уаттом, что он сказал один раз в старости: “Не все ли равно, кто первый открыл состав воды; важно то, что он открыт”. Но, во всяком случае, для нас важно знать, что Уатт совершенно независимо пришел к открытию состава воды.

Нельзя, конечно, не заметить, что в это время умы многих людей были заняты этим вопросом, что это был барьер, до которого доработалась тогдашняя наука и ученые; многие одновременно пробовали взять этот барьер, но неудачно. Уатту же удалось сделать это, быть может, потому, что его опыт и знакомство с переходом тел из одного состояния в другое были не книжные и даже не лабораторные, а практические, жизненные. Следя за общим ходом его работ, мы можем даже наметить тот путь, по которому шла его мысль, приближаясь к открытию состава воды. Постоянно, уже в течение более десяти лет, встречаясь со сгущением пара в воду и совершенно ясно понимая причину происходящего при этом выделения тепла, ему трудно было не найти сходства с этим явлением во взрыве гремучей смеси при опытах Пристлея: при сгущении пара остается пустота, выделяется тепло и получается вода. При взрыве газов у Пристлея также оставалась пустота, также выделялась тепло, и в результате должна была появляться тоже вода.

Такое заключение должно было само собою напрашиваться Уатту, если бы даже у него и не было никаких намеков на общность водорода и кислорода с водою, каких на самом деле у него было немало. И он сделал это заключение.

Как трудно было бы представить себе личность Уатта в первый период его жизни, в период изобретения паровой машины без связи его с университетом Глазго и его тамошними друзьями, так же трудно понять течение его мыслей во время жизни в Бирмингеме, ничего не зная о “Лунном обществе” и его членах. По какому-то странному стечению обстоятельств Бирмингем семидесятых годов прошлого века, то есть в эпоху всеобщего оживления и пробуждения мысли, сделался центром избранных умов и талантов средней Англии. Философы, ученые и меценаты, инженеры, механики и изобретатели собрались здесь в одну тесную группу и назвались “Лунным обществом”, во-первых, потому, что они собирались раз в месяц у одного из своих членов, поочередно, около полнолуния, а во-вторых, потому, что собрания эти, начинаясь около двух часов дня обедом, кончались после обсуждения всевозможных вопросов уже поздно вечером, и расходиться членам приходилось по домам при лунном свете. Это не было в строгом смысле ученое общество; едва ли не вернее будет назвать его обществом свободных мыслителей, существовавших тогда не в одной Англии. Его дружеские собрания всегда посвящались самым оживленным и горячим прениям о научных и философских вопросах дня. Без всякого формализма, без чинопочитания и церемоний сюда сходились люди самых различных профессий и положений обменяться живым словом об интересовавших их новостях науки, философии и повседневной жизни, которые всюду волновали умы в конце XVIII века. Многие из членов были связаны тесной дружбой, других привлекал сюда свет ума и знаний той основной интимной группы, которую составляли, кроме Уатта, Смола и Болтона, химик Пристлей, другой химик и большой остряк Кэр, поэт Дарвин, ботаник Витеринг, механик Эджворт, филантроп и эксцентрик Дей и другие.