ЭПОХА ИЗОБРЕТЕНИЙ,
ХРОНИКА МЕХАНИЧЕСКОГО ЗАВОЕВАНИЯ
Холланд Томпсон
ПРЕДИСЛОВИЕ
Этот том не претендует на то, чтобы быть полным отчетом об изобретательском гении и механическом прогрессе в Соединенных Штатах. Один лишь краткий каталог выдающихся американских изобретений девятнадцатого века не уместился бы на этих страницах. В задачу этой книги также не входит вторжение в область многочисленных технических трудов и энциклопедий, в которых даются технические описания и подробно разъясняются принципы каждого изобретения. Все, что стремится сделать эта книга, — это обрисовать личности некоторых выдающихся американских изобретателей и указать на значимость их достижений.
Выражаю признательность редактору серии и сотрудникам издательства Йельского университета, в особенности мисс Констанс Линдсей Скиннер, мистеру Артуру Эдвину Кроузу и мисс Фрэнсис Харт, без чьей квалифицированной помощи книга не могла бы быть завершена вовремя, чтобы занять свое место в серии.
Х. Т. ГОРОДСКОЙ КОЛЛЕДЖ НЬЮ-ЙОРКА,
10 мая 1921 г.
CONTENTS
ПРЕДИСЛОВИЕ ЭПОХА ИЗОБРЕТЕНИЙ ГЛАВА I. БЕНДЖАМИН ФРАНКЛИН И ЕГО ВРЕМЯ ГЛАВА II. ЭЛИ УИТНИ И ХЛОПКООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ГЛАВА III. ПАР В ПЛЕНУ ГЛАВА IV. ВЕРЕТЕНО, ТКАЦКИЙ СТАНОК И ИГЛА В НОВОЙ АНГЛИИ ГЛАВА V. АГРАРНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ ГЛАВА VI. СРЕДСТВА СВЯЗИ ГЛАВА VII. ИСТОРИЯ КАУЧУКА ГЛАВА VIII. ПИОНЕРЫ СТАНОЧНОГО ДЕЛА ГЛАВА IX. ОТЦЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ГЛАВА X. ЗАВОЕВАНИЕ ВОЗДУХА БИБЛИОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАМЕТКА ПРИМЕЧАНИЯ К ГЛАВАМ
ГЛАВА I
ГЛАВА II
ГЛАВА III
ГЛАВА IV
ГЛАВА V
ГЛАВА VI
ГЛАВА VII
ГЛАВА VIII
ГЛАВА IX
ГЛАВА X
ЭПОХА ИЗОБРЕТЕНИЙ
ГЛАВА I. БЕНДЖАМИН ФРАНКЛИН И ЕГО ВРЕМЯ
На Милк-стрит в Бостоне, напротив церкви Олд-Саут, жил Джозайя Франклин, изготовитель мыла и свечей. Он прибыл в Бостон со своей женой около 1682 года из прихода Эктон в Нортгемптоншире, Англия, где его семья около трехсот лет владела небольшим участком земли. Его английская жена умерла, оставив ему семерых детей, и он женился на колонистке Абии Фолджер, чей отец, Питер Фолджер, был довольно известным человеком в ранней истории Массачусетса.
Джозайе Франклину был пятьдесят один год, а его жене Абии — тридцать девять, когда 17 января 1706 года в их доме на Милк-стрит родился первый прославленный американский изобретатель. Он был их восьмым ребенком и десятым сыном Джозайи, и его крестили под именем Бенджамин. Немногое из того, что мы знаем о детстве Бенджамина, содержится в его «Автобиографии», которую мир признал одной из лучших книг и которая стала первой американской книгой, удостоившейся такого признания. В переполненном доме, где тринадцать детей дожили до взрослого возраста, не было никакой роскоши. Период школьного обучения Бенджамина длился менее двух лет, хотя он не помнил времени, когда не умел читать, и в возрасте десяти лет его поставили работать в мастерской отца.
Бенджамин был беспокоен и несчастлив в мастерской. Казалось, у него совсем не было склонности к мыловарению. Родители обсуждали, не дать ли ему образование для службы в церкви, и отец водил его по различным мастерским Бостона, чтобы он мог увидеть ремесленников за работой, в надежде, что его привлечет какое-нибудь ремесло. Но Бенджамин не увидел там ничего, чем хотел бы заниматься. Он был склонен податься в море, как это сделал один из его старших братьев.
Его любовь к книгам в конечном итоге определила его карьеру. Его старший брат Джеймс был печатником, а в те времена печатник был не только ремесленником, но и литератором. Редактор газеты всегда был печатником и часто сочинял свои статьи прямо во время набора; поэтому «сочинение» стало означать набор текста, а того, кто набирает текст, называют наборщиком. Джеймсу требовался ученик. Так случилось, что юный Бенджамин в возрасте тринадцати лет был по закону отдан в ученики к своему брату.
Джеймс Франклин печатал «Нью-Ингленд курант», четвертую газету, основанную в колониях. Бенджамин вскоре начал писать статьи для этой газеты. Затем, когда его брата посадили в тюрьму за публикацию материалов, сочтенных клеветническими, и запретили ему продолжать издательскую деятельность, газета стала выходить под именем Бенджамина.
Юный ученик чувствовал, что брат был чрезмерно суров, и, прослужив около двух лет, решил сбежать. Тайно он сел на шлюп и через три дня добрался до Нью-Йорка, где обнаружил, что единственный печатник в городе, Уильям Брэдфорд, не может дать ему работу. Тогда Бенджамин отправился в Филадельфию. Путь его пролегал на лодке до Перт-Амбоя, пешком до Берлингтона и затем на лодке до Филадельфии, что заняло пять дней. В воскресное утро в октябре 1723 года уставший, голодный мальчик высадился на пристани Маркет-стрит и сразу же отправился искать еду и исследовать метрополию Америки.
Бенджамин нашел работу у Сэмюэла Кеймера, эксцентричного печатника, только начинавшего свое дело, и жилье в доме Рида, чья дочь Дебора позже стала его женой. Умный молодой печатник вскоре привлек внимание сэра Уильяма Кита, губернатора Пенсильвании, который пообещал помочь ему открыть свое дело. Однако сначала он должен был отправиться в Лондон, чтобы купить типографское оборудование. Поверив обещанию губернатора прислать аккредитив для его нужд в Лондоне, Франклин отплыл; но губернатор нарушил свое слово, и Франклин был вынужден остаться в Лондоне почти на два года, работая по своей специальности. Именно в Лондоне он напечатал первый из своих многочисленных памфлетов — атаку на богооткровенную религию под названием «Рассуждение о свободе и необходимости, удовольствии и страдании». Хотя он встретил несколько интересных людей, у каждого из которых он, по своему обыкновению, извлекал все возможные крупицы информации, в Лондоне для него не открылось будущего, и он принял предложение вернуться в Филадельфию на должность клерка. Но в начале 1727 года его наниматель умер, и Бенджамин вернулся к своему ремеслу, как это всегда делают печатники. Он снова нашел работу в типографии Кеймера. Здесь его механическая изобретательность и общие способности вскоре начали проявляться: он изобрел метод отливки шрифта, делал чернила и, по сути, стал настоящим управляющим делами.
Умение заводить друзей было одной из черт Франклина, и число его знакомых быстро росло как в Пенсильвании, так и в Нью-Джерси. «Я пришел к убеждению, — наивно говорит он, — что ПРАВДА, ИСКРЕННОСТЬ и ЧЕСТНОСТЬ в отношениях между людьми имеют величайшее значение для счастья жизни». Вскоре после возвращения из Англии он основал в Филадельфии «Джунто» — общество, которое на своих регулярных собраниях обсуждало различные вопросы и критиковало сочинения своих членов. Благодаря этому обществу он укрепил свою репутацию, а также расширил образование.
Отец одного из учеников Кеймера предоставил деньги на покупку типографского оборудования для своего сына и Франклина, но сын вскоре продал свою долю, и Бенджамин Франклин, печатник, в возрасте двадцати четырех лет прочно утвердился в бизнесе. Написание анонимного памфлета «О природе и необходимости бумажной валюты» привлекло внимание к потребности в дополнительном выпуске бумажных денег в Пенсильвании, и автор трактата был вознагражден контрактом на печатание денег — «очень прибыльное дело и большая помощь для меня». Малые услуги принимались с благодарностью. И: «Я заботился не только о том, чтобы быть НА САМОМ ДЕЛЕ трудолюбивым и бережливым, но и избегать всякого вида обратного. Я одевался просто; меня не видели в местах праздных развлечений». И: «чтобы показать, что я не выше своего дела, я иногда приносил домой бумагу, купленную в магазинах, через улицы на тачке».
«Всеобщий наставник по всем искусствам и наукам и Пенсильванская газета»: таково было громкое название газеты, которую старый наниматель Франклина, Кеймер, начал издавать в Филадельфии. Но вскоре Кеймера постигло банкротство, и Франклин забрал газету вместе с ее девяноста подписчиками. Особенность «Всеобщего наставника» заключалась в еженедельной публикации страницы или двух из «Энциклопедии Чемберса». Франклин исключил эту особенность и отбросил первую часть длинного названия. «Пенсильванская газета» в руках Франклина вскоре стала прибыльной. И она живет сегодня в полноте процветающей жизни, хотя и под другим названием. «Основана в 1728 г. Б. Франклином» — такова гордая легенда «Сатердей ивнинг пост», которая продолжает в наши дни франклиновскую традицию.
В «Газете» печатались местные новости, отрывки из лондонского «Спектатора», шутки, стихи, юмористические нападки на «Меркурий» Брэдфорда, конкурирующую газету, моральные эссе редактора, искусные мистификации и едкая политическая или социальная критика. Часто редактор писал и печатал письма самому себе, либо чтобы подчеркнуть какую-то истину, либо чтобы получить возможность высмеять какую-то глупость в ответе «Элис Аддертонг», «Энтони Афтеруиту» или другим мифическим, но тем не менее типичным персонажам.
Если сельский житель не читал газет или не покупал книг, он, во всяком случае, обязательно имел альманах. Поэтому в 1732 году Франклин выпустил «Альманах бедного Ричарда». Три издания были распроданы в течение нескольких месяцев. Год за годом изречения Ричарда Сондерса, предполагаемого издателя, и Бриджит, его жены, созданий фантазии Франклина, печатались в альманахе. Спустя годы самые яркие из этих изречений были собраны и опубликованы. Эта работа была переведена на двадцать языков и до сих пор находится в обращении.
Франклин держал магазин при своей типографии, где продавал странное разнообразие товаров: юридические бланки, чернила, перья, бумагу, книги, карты, картины, шоколад, кофе, сыр, треску, мыло, льняное масло, сукно, кордиал Годфри, чай, очки, корень гремучей змеи, лотерейные билеты и печи — это лишь некоторые из многих товаров, которые он рекламировал. Дебора Рид, ставшая его женой в 1730 году, присматривала за домом, торговала в магазине, складывала и сшивала памфлеты, покупала тряпье и помогала ему жить экономно. «Мы не держали праздных слуг, — говорит Франклин, — наш стол был прост и незатейлив, наша мебель — самая дешевая. Например, моим завтраком долгое время были хлеб с молоком (без чая), и я ел его из двухпенсовой глиняной миски оловянной ложкой».
При всей этой бережливости Франклин не был скрягой; он ненавидел расточительство, а не правильное использование денег. Его богатство быстро росло. «Я испытал также, — говорит он, — истинность наблюдения: «ПОСЛЕ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРВОЙ СОТНИ ФУНТОВ ВТОРУЮ ПОЛУЧИТЬ ЛЕГЧЕ», так как деньги сами по себе обладают свойством размножаться». Он много занимался неоплачиваемой общественной деятельностью и щедро жертвовал на общественные нужды; тем не менее, он смог в раннем возрасте сорока двух лет передать свою типографию одному из своих подмастерьев и отойти от активного бизнеса, намереваясь в дальнейшем посвятить себя такой общественной деятельности, какая встретится на его пути, философским или научным занятиям и развлечениям.
С юности Франклин интересовался природными явлениями. Его «Журнал путешествия из Лондона в Филадельфию», написанный в море по возвращении из первой поездки в Лондон, демонстрирует необычайную для двадцатилетнего юноши способность к точному наблюдению. Многие вопросы, которые он предлагал «Джунто», имели научную направленность. В 1749 году он сделал оригинальное и важное изобретение — «пенсильванский камин», который под названием «печь Франклина» широко используется по сей день и который принес в плохо построенные дома того времени больше комфорта и значительную экономию топлива. Но это не принесло Франклину денежного вознаграждения, ибо он никогда не удосуживался запатентовать ни одно из своих изобретений.
Его активный, пытливый ум обращался к сотням вопросов в дюжине различных областей науки. Он изучал дымящие дымоходы; изобрел бифокальные очки; изучал влияние масла на взволнованную воду; определил «сухую колик» как отравление свинцом; проповедовал вентиляцию в те дни, когда окна плотно закрывались на ночь, а для больных — всегда; исследовал удобрения в сельском хозяйстве. Многие из его предложений впоследствии принесли плоды, и его наблюдения показывают, что он предвидел некоторые великие достижения девятнадцатого века.
Его слава в науке зиждется главным образом на его открытиях в области электричества. Во время визита в Бостон в 1746 году он увидел несколько электрических опытов и сразу же глубоко заинтересовался ими. Питер Коллинсон из Лондона, член Королевского общества, сделавший несколько подарков Филадельфийской библиотеке, прислал некоторые из примитивных электрических приборов того времени, которые Франклин использовал, а также некоторые приспособления, купленные им в Бостоне. В письме к Коллинсону он говорит: «Что касается меня, то я никогда прежде не занимался никаким изучением, которое так поглощало бы мое внимание и мое время, как это в последнее время».
Письма Франклина к Коллинсону рассказывают о его первых экспериментах и размышлениях о природе электричества. Опыты, проведенные небольшой группой друзей, показали действие заостренных тел в отводе электричества. Он решил, что электричество — это не результат трения, а таинственная сила, рассеянная в большинстве веществ, и что природа всегда стремится восстановить свое равновесие. Он разработал теорию положительного и отрицательного электричества, или плюс- и минус-электризации. То же письмо рассказывает о некоторых трюках, которые группа экспериментаторов привыкла проделывать над своими изумленными соседями. Они поджигали спирт, зажигали только что погашенные свечи, вызывали имитацию вспышек молнии, давали удары током при прикосновении или поцелуе и заставляли искусственного паука таинственно двигаться.
Франклин проводил эксперименты с лейденской банкой, создал электрическую батарею, убил птицу и зажарил ее на вертеле, вращаемом электричеством, пропустил ток через воду и обнаружил, что он все еще способен воспламенить спирт, воспламенял порох и заряжал бокалы с вином так, что пьющие получали удары током. Что, возможно, более важно, он начал развивать теорию тождества молнии и электричества и возможность защиты зданий с помощью железных стержней. С помощью железного стержня он провел электричество в свой дом, где изучал его воздействие на колокольчики и пришел к выводу, что облака обычно заряжены отрицательно. В июне 1752 года он провел знаменитый эксперимент с воздушным змеем, извлекая электричество из облаков и заряжая лейденскую банку от ключа на конце бечевки.
Письма Франклина к Коллинсону были зачитаны перед Королевским обществом, но остались незамеченными. Коллинсон собрал их вместе, и они были опубликованы в виде памфлета, который привлек широкое внимание. Переведенные на французский язык, они вызвали большой ажиотаж, и выводы Франклина были в целом приняты научными кругами Европы. Королевское общество, запоздало очнувшись, избрало Франклина своим членом и в 1753 году наградило его медалью Копли с похвальным адресом.*
* Может быть полезно упомянуть некоторые научные факты и механические принципы, которые были известны европейцам в то время. Не одно ученое эссе было написано, чтобы доказать механическую задолженность современного мира древнему, в частности работам тех механически мыслящих греков: Архимеда, Аристотеля, Ктесибия и Герона Александрийского. Греки использовали рычаг, тали и кран, силовой насос и всасывающий насос. Они обнаружили, что пар может быть механически применен, хотя никогда не использовали пар на практике. Наряду с другими древними они знали принцип морского компаса. У египтян были водяное колесо и рудиментарная доменная печь. Маятниковые часы, по-видимому, были изобретением Средневековья. Искусство печати с подвижных литер, начавшееся с Гутенберга около 1450 года, помогло продвижению Возрождения. Усовершенствованный морской компас позволил Колумбу найти Новый Свет; порох сделал возможным его завоевание. Составной микроскоп и первый практический телескоп появились благодаря мастерам очков из Мидделбурга, Голландия, первый около 1590 года, а второй около 1608 года. Гарвей, английский врач, открыл кровообращение в 1628 году, а Ньютон, английский математик, — закон всемирного тяготения в 1685 году.
Если бы желание Франклина продолжать свои научные исследования было удовлетворено, возможно, он мог бы открыть некоторые из секретов, которых мир ждал до тех пор, пока Эдисон и его современники не раскрыли их более чем столетие спустя. Научная репутация Франклина росла с годами, и некоторые из его взглядов кажутся в полном согласии с последними достижениями в области электричества. Но ему не было позволено продолжать свои эксперименты. Он показал свою способность управлять людьми и должен был быть призван на более широкое поприще.
Влияние Франклина среди его сограждан в Филадельфии было очень велико. Всегда внешне оставаясь в тени и работая через других, никогда не противореча, но добиваясь своего с помощью проницательных вопросов, которые показывали глупость противоположной позиции, он продолжал инициировать и осуществлять движения на благо общества. Он основал первую публичную библиотеку в Филадельфии, одну из первых в стране, и академию, которая выросла в Пенсильванский университет. Он сыграл важную роль в основании больницы. «Меня часто спрашивают те, кому я предлагаю подписаться, — сказал один из врачей, который безуспешно пытался собрать деньги для больницы, — консультировались ли вы с Франклином по этому делу?» Другими общественными делами, которыми занимался занятой печатник, были мощение и очистка улиц, улучшение уличного освещения, организация полиции и пожарной команды. Памфлет, который он опубликовал, «Чистая правда», показывающий беспомощность колонии перед лицом французов и индейцев, привел к организации добровольческого ополчения, а средства на оружие были собраны с помощью лотереи. Сам Франклин был избран полковником филадельфийского полка, «но, считая себя непригодным, я отклонил эту должность и рекомендовал мистера Лоуренса, прекрасного человека и влиятельную личность, который и был назначен». Несмотря на свой милитаризм, Франклин сохранил должность клерка Ассамблеи, хотя большинство ее членов были квакерами, выступавшими против войны по принципиальным соображениям.
Американское философское общество обязано своим происхождением Франклину. Оно было официально организовано по его предложению в 1743 году, но общество приняло организацию «Джунто» в 1727 году как фактическую дату своего рождения. С самого начала в обществе состояли многие ведущие люди с научными достижениями или интересами, не только из Филадельфии, но и со всего мира. В 1769 году первоначальное общество было объединено с другим, имевшим схожие цели, и Франклин, который был первым секретарем общества, был избран президентом и прослужил до своей смерти. Первым важным начинанием стало успешное наблюдение прохождения Венеры в 1769 году, и с тех пор многие важные научные открытия были сделаны его членами и впервые представлены миру на его собраниях.