Наука Плоского мира. Книга 3. Часы Дарвина

Уатт завершил работу над своей первой знаменательной паровой машиной в 1768 году и запатентовал ее в 1769-м. Ей предшествовало множество прототипов. Первое упоминание пара как источника энергии уходит корнями в поздний период Древнего Египта, когда он находился под властью римлян. Около 150 года до н. э. (очень приблизительно) Герон Александрийский написал сочинение «Spiritalia seu Pneumatica». До наших дней дошли лишь фрагменты его копий, но из них понятно, что в этой рукописи были описаны десятки машин, работающих на энергии пара. Более того, известно, что некоторые предвосхитили Герона – тот сам об этом писал. Часть из них принадлежала изобретателю по имени Ктезибий, известному как создатель множества разнообразных пневматических машин. Таким образом, паровые машины были придуманы очень давно, но тогда их развитие было настолько сдержанным и медленным, что их эпоха смогла наступить лишь в далеком будущем.

Одним из устройств Герона был полый воздухонепроницаемый алтарь, на верхушке которого стояла фигурка бога или богини с трубкой, проходящей сквозь ее. Внутри алтаря находилась вода, но молящиеся об этом не знали. Когда на его верхушке зажигали огонь, вода нагревалась и превращалась в пар. Под его давлением часть оставшейся жидкой воды поднималась по трубке, и бог совершал возлияние. (На фоне других чудес это выглядело довольно эффектно и гораздо убедительнее, чем статуя коровы, из которой лилось молоко, или плачущих святых.) Похожие устройства широко применялись в 1960-х, чтобы заваривать и автоматически разливать чай прямо у постели. Они встречаются и по сей день, но теперь их сложнее найти.

Другая машина Герона использовала тот же принцип, чтобы открывать дверь храма, когда на алтаре загорался огонь. Устройство это было достаточно сложным, и мы приведем его описание, чтобы показать, как далеко эти древние машины ушли от простых игрушек. Алтарь и дверца располагались над землей, а механизмы скрывались под ними. Алтарь был полым и содержал лишь воздух. От него шла вертикальная трубка к металлической сфере, наполненной водой, а вторая трубка в форме перевернутой буквы U действовала как сифон, один конец которого находился внутри сферы, а второй – в ведре. Ведро подвешивалось на блоке, а веревки, ведущие от него, обматывались вокруг двух вертикальных цилиндров, расположенных вдоль дверных петель и соединенных со створками. Далее они проходили через второй блок и заканчивались грузиком, который выполнял роль противовеса. Когда священник зажигал огонь, воздух внутри алтаря расширялся, и вода под давлением выходила по сифону из сферы в ведро. Когда ведро опускалось под ее весом, веревки вызывали вращение цилиндра, и дверь открывалась.

Также он описал фонтан, который включался при попадании на него солнечных лучей, и паровой котел, который заставлял петь механического дрозда или трубить в рог. Другое устройство, часто называемое первым в мире паровым двигателем, кипятило воду в котле и с помощью пара вращало металлический шар вокруг горизонтальной оси. Пар выходил из нескольких изогнутых трубок, расположенных вокруг «экватора» под правильными углами к оси.

Эти машины по замыслу не были игрушками, но если судить по тому, как они применялись, вполне могли ими являться. Разве что устройство, открывающее дверь, можно назвать более-менее практичным, хотя священники, вероятно, сочли возможность создавать «чудеса по требованию» весьма выгодной – с этим согласилось бы и большинство современных предпринимателей.

Оглядываясь в прошлое из XXI века, кажется удивительным, что эпоха паровых машин так долго набирала силу после всех этих примеров использования энергии пара, выставлявшихся на всеобщее обозрение еще в античности. Особенно если учитывать большую потребность в механической энергии, которая затем и послужила причиной распространения технологии паровых двигателей в XVIII веке, – для подачи воды, подъема тяжелых грузов, добычи полезных ископаемых и транспорта. Отсюда делаем вывод, что для наступления эпохи паровых машин требовалось нечто большее, чем просто возможность их создания и даже очевидная потребность в них.