Порох. От алхимии до артиллерии: История вещества, которое изменило мир - [42]

Гюйгенс был гением в эпоху гениев, одним из наиболее одаренных ученых нового поколения. Он вырос в Гааге в 1630-х годах, жил недалеко от Рембрандта и, возможно, встречался с ним. Под руководством домашних учителей он выучился играть на виоле и на лютне, говорить по-гречески и по-итальянски. Поступив в Лейденский университет, Гюйгенс погрузился в интенсивное исследование природы. Его научные интересы были обширны. Он изобрел часы с маятником и изучал кольца Сатурна.

В 70-е годы XVII века Гюйгенс заинтересовался проблемой, ставившей в тупик лучшие умы эпохи. Человек еще со времен Средневековья все более и более умело использовал энергию ветра и воды. Если речь шла о мельнице, эффективность этих сил была бесспорна. Однако многие задачи, особенно в области горного дела, требовали мобильного источника энергии, который легко можно было бы переместить в то или иное место. Тягловые животные — единственная альтернатива в то время — были неудобны и неэффективны. Как создать источник энергии, который можно перевезти куда угодно? Это был непростой вопрос.

Нельзя ли использовать для этого порох и с его помощью привести в действие какую-либо машину? Гюйгенсу достаточно было увидеть, с какой силой взрыв выбрасывал ядро из пушки, чтобы понять: заставить работать огромную энергию, порожденную порохом, — чрезвычайно сложная задача. Однако он был знаком с последними опытами, которые показывали, что воздух сам по себе развивал значительное давление на сосуд, из которого воздух был откачан. Гюйгенс подумал, что этот принцип может позволить ему использовать силу пороха опосредованно. Чтобы осуществить задуманное, он решил использовать давно известные цилиндр и поршень — но не для того, чтобы качать воду, а в качестве источника энергии.

В его moteur a explosion — взрывном двигателе — использовался маленький пороховой заряд, который выталкивал воздух из цилиндра через односторонний клапан. Когда горячий газ внутри остывал и уменьшался в объеме, атмосфера давила на поршень, заставляя его сделать ход. Пороха требовалось только небольшое количество, так что этой силой легко было управлять. В 1673 году Гюйгенсу удалось при помощи маленькой модели двигателя поднять небольшой груз. Ученый надеялся, что, взяв под контроль энергию пороха, можно будет поднимать большие каменные блоки при строительстве, качать воду и вращать мельницы. В отличие от тягловых животных, писал он, этот двигатель «не требует ухода, когда не работает». Он рассчитал, что один фунт пороха может поднять 3000 фунтов на высоту тридцати футов.

Однако ряд проблем Гюйгенс не смог решить, и это не давало возможности построить действующий двигатель. После пороховых взрывов неизбежно оставалось некоторое количество газа внутри цилиндра, и это снижало эффективность устройства. И что гораздо важнее, Гюйгенсу так и не удалось придумать, как один за другим непрерывно загружать в цилиндр пороховые заряды.

Дени Папэн, французский гугенот-изгнанник, который служил ассистентом у Гюйгенса, стал размышлять в новом и более плодотворном направлении. Пар, рассуждал он, может оказаться более подходящим средством для того, чтобы заставить двигатель работать. Идея Папэна восторжествовала — промышленную революцию двинул вперед принцип внешнего сгорания. Двигателю внутреннего сгорания придется ждать еще два столетия, пока не появится новое горючее — перегнанная нефть. Однако можно, пожалуй, представить себе современный автомобильный двигатель как набор нескольких пушечных стволов, взрывная сила в которых обуздана ходящими взад и вперед поршнями. Хотя сам по себе порох так и не пригодился в качестве топлива для двигателя механической машины, он все же сыграл решающую роль в изобретении самого распространенного двигателя наших дней. Голландский ученый опередил свое время, поняв, что у двигателя внутреннего сгорания должно быть высокое соотношение силы и веса — в противоположность паровой машине. «Небольшой вес сочетается с мощью, — писал он. — Это сочетание весьма важно и позволяет изобрести новые средства передвижения по суше и по морю. И хотя это может показаться вздором, все же не кажется невозможным изобрести также и некое средство для передвижения по воздуху».

Одним из последствий трудов Гюйгенса было то, что они развенчали представление об адской природе пороха. Кальвинистские проповедники превозносили ученого за попытку приложить разрушительную энергию к мирным занятиям. «Искусные достижения химии не противны ни Богу, ни Природе», — заявлял один пастор.

В конце XVII века подобные пророческие рассуждения о возможностях пороха привлекали к давно известному веществу внимание все большего числа думающих людей. Ученые-любители, изобретатели и просто любопытные иногда предпринимали дальние путешествия, чтобы взглянуть на примитивные промышленные предприятия, на которых делался порох. Пороховые мельницы — грязные, шумные, зловонные и опасные, — казалось, были мало похожи на туристический аттракцион. Однако в 1673 году человек по имени Джон Обри, посетивший пороховые заводы в английском графстве Суррей, рассказывал о впечатляющем процессе. Шестнадцать водяных колес обеспечивали энергией восемнадцать мельниц. Производство включало «земляной садок для изготовления селитры»,