Роу, «English and American Tool Builders», с. 1 и след.
Таким образом, именно в мастерских оружейников Новой Англии станки впервые были созданы в таком разнообразии и с такой приспособляемостью, что их можно было применять повсеместно в других отраслях производства; и именно так система взаимозаменяемости деталей возникла как сугубо американская разработка. Мы уже видели, как политика Англии по сохранении в тайне секретов своего машинного оборудования привела к независимому развитию веретен и ткацких станков Новой Англии. Та же политика повлияла на станкостроительную отрасль в Америке аналогичным образом и взрастила в новой стране плеяду оригинальных и находчивых механиков.
Одним из таких пионеров был Томас Бланшар, родившийся в 1788 году на ферме в округе Вустер (штат Массачусетс), где также родились Эли Уитни и Элиас Хоу. Том начал свою карьеру механика в возрасте тринадцати лет с изобретения приспособления для чистки яблок. В восемнадцать лет он поступил на работу в мастерскую своего брата, где кнопки (гвоздики для обуви) изготавливались вручную, и однажды принес брату механическое устройство для подсчета кнопок, отправляемых в одну пачку. Изобретение было внедрено и, как выяснилось, сэкономило труд одного рабочего. Следующим достижением Тома стала машина для производства кнопок, на которую он потратил шесть лет и права на которую продал за пять тысяч долларов. Она стоила гораздо больше, ибо произвела революцию в производстве кнопок, но для молодого Бланшара такая сумма была целым состоянием.
Машина для изготовления кнопок принесла Бланшару известность, и вскоре к нему обратился один производитель оружия с вопросом, сможет ли он усовершенствовать токарный станок для обточки оружейных стволов. Бланшар смог — и сделал это. Следующей его задачей было изобретение токарного станка для обточки ружейных лож сложной формы. Здесь он также преуспел и создал станок, который мог бы точно и быстро копировать любой образец. Именно благодаря этому изобретению имя Бланшара стало наиболее известным. Оригинальная машина хранится в Арсенале Соединенных Штатов в Спрингфилде, с которым Бланшар был связан в течение многих лет и где сегодня можно увидеть в действии множество потомков его копировального станка.
Обточка ружейных лож была, разумеется, лишь одним из многочисленных применений копировального станка Бланшара. По сути, его главным применением стало производство деревянных колодок для сапожников Новой Англии, но он применялся во многих отраслях деревообработки, а позже тот же принцип был перенесен и на формовку металла.
Бланшар был человеком множества идей. Он построил паровую повозку для обычных дорог и был ранним сторонником железных дорог; он строил пароходы для плавания по Коннектикуту и попутно создал в связи с ними свое самое прибыльное изобретение — машину для сгибания корабельного леса без его расщепления. Последние годы своей жизни он провел в Бостоне и часто выступал в судах в качестве эксперта по патентным делам, где его обширные знания, железный здравый смысл, резкая речь и простонародный юмор делали его желанным свидетелем.
Теперь мы обратим взор на другого новоанглийского изобретателя, Сэмюэла Кольта, человека, вознесшего замыслы Уитни на недосягаемые высоты, самого дерзкого и авантюрного из всех пионеров американского цеха машиностроения. Если «американская граница носила елизаветинский характер», то в человеке, чье изобретение столь сильно повлияло на облик этой границы, несомненно, присутствовал отблеск елизаветинского духа. Сэмюэл Кольт родился в Хартфорде в 1814 году и умер там же в 1862 году в возрасте сорока восьми лет, оставив после себя знаменитое имя и колоссальную индустрию собственного создания. Его отец был мелким производителем шелковых и шерстяных изделий в Хартфорде, и мальчик поступил на фабрику в очень раннем возрасте. Чуть позже, учась в школе в Амхерсте, он попал в немилость к учителям. В тринадцать лет он отправился на море юнгой матросом в Ост-Индский рейс до Калькутты. Именно во время этого плавания он задумал идею револьвера и выстрогал деревянную модель. По возвращении он поступил на предприятие отца и получил поверхностные знания по химии от управляющего отделом отбеливания и крашения. Затем он в течение трех лет вел разъездную торговлю, путешествуя от Квебека до Нового Орлеана и читая лекции по химии под именем «доктора Култа». Главным номером его лекции было введение закиси азота добровольцам из зала, чьи кривляния и забавные прибаутки шоумена делали представление весьма популярным.
Однако амбиции Кольта простирались далеко за рамки занятия бродячего шоумена, и он никогда не забывал о своем револьвере. Как только у него появились достаточные деньги, он изготовил модели нового оружия и получил патенты; а заручившись интересом капитала, он учредил компанию «Patent Arms Company» в Патерсоне (штат Нью-Джерси) для производства револьвера. Ему не удалось добиться принятия револьвера правительством, поскольку армейские офицеры долгое время возражали против капсюля (кстати, изобретения двадцатилетней давности, которое как раз входило в обиход и без которого револьвер Кольта не был бы практичным) и полагали, что новое оружие может подвести в критической ситуации. Кольт нашел рынок сбыта в Техасе и среди фронтирменов, ведших Семинольскую войну во Флориде, но продажи были недостаточными, и в 1842 году компания была вынуждена объявить о неплатежеспособности и закрыть предприятие. Кольт выкупил у компании патент на револьвер, который считался бесполезным.
Больше ничего не происходило вплоть до начала Мексиканской войны в 1846 году. Затем последовал громкий призыв генерала Закари Тейлора обеспечить поставку револьверов Кольта. У Кольта не было ни одного. Последний он продал техасскому рейнджеру. У него не было даже модели. Тем не менее он принял заказ от правительства на тысячу штук и приступил к созданию модели. Для производства револьверов он договорился с предприятием Уитни в Уитнивилле. Там он увидел и изучил каждую деталь фабричной системы, которую Эли Уитни создал сорок лет назад. Он решил обзавестись собственным предприятием на основе той же системы и таким, которое далеко превзойдет предприятие Уитни. В следующем году (1848) он арендовал помещения в Хартфорде. Его бизнес процветал и рос. Наконец правительство потребовало его револьверы. В течение пяти лет он приобрел участок площадью в двести пятьдесят акров на берегу реки Коннектикут в Хартфорде и начал там возведение крупнейшей оружейной фабрики в мире.
Кольт был капитаном над капитанами. Самым способным механиком и промышленным организатором в Новой Англии в то время был Элиша К. Рут. Кольт разыскал его, перекупив любые другие предложения за его услуги, и привез в Хартфорд руководить строительством новой фабрики и установкой ее оборудования. Рут был великим управляющим, и феноменальный успех фабрики Кольта в значительной степени объяснялся им. Он стал президентом компании после смерти Кольта в 1862 году, и под его началом было воспитано большое число механиков и изобретателей новых станков, которые впоследствии стали знаменитыми лидерами и офицерами промышленных армий страны.
Стремительный взлет фабрики Кольта в Хартфорде привлек внимание британского правительства, и в 1854 году Кольта пригласили выступить в Лондоне перед парламентским комитетом по стрелковому оружию. Он отчитал членов комитета так, словно они были школьниками, заявив им, что штатное британское ружье настолько скверное, что ему было бы стыдно выпустить его из своей мастерской. Говоря о предприятии, которое он открыл в Лондоне годом ранее, он раскритиковал якобы искусных британских механиков, сказав: «Я начал здесь с того, что нанимал самых дорогих работников, каких только мог найти, чтобы делать сложную работу, но мне пришлось уволить всех этих дорогих работников. Тогда я попытался нанять самых дешевых, каких только смог найти, и чем невежественнее был человек, тем больше у него было мозгов для моих целей; и результат оказался таков: у меня теперь работают люди, с которыми я начинал за два шиллинга в день, и всего через год я уже не могу расстаться с ними и за восемь шиллингов в день».* Дерзость Кольта, однако, не оскорбила членов комитета, и они решили посетить его американскую фабрику в Хартфорде. Они сделали это; и были настолько впечатлены, что британское правительство закупило в Америке полный комплект оборудования для производства оружия на Королевском оружейном заводе в Энфилде (Англия) и перевезло за океан американских рабочих и мастеров для установки и наладки этих машин. В Европе возник спрос на копировальные станки Бланшара и сотни других американских инструментов, и с этого времени производство инструментов и приспособлений для других производителей, как у себя дома, так и за рубежом, стало стремительно развивающейся отраслью промышленности Новой Англии.
Генри Барнард, «Armsmear», с. 371.
Система, которую оружейники разработали и довели до совершенства в соответствии со своими собственными требованиями, была способна к бесконечному расширению. Она легко адаптировалась к другим видам производства. И вот по мере появления новых изобретений производители этих новинок находили множество необходимых инструментов уже готовыми для себя, а любые специальные модификации могли быть быстро внесены. Производитель станков по первому требованию изготовит устройство для выполнения любой операции, сколь бы сложной или запутанной она ни была. Некоторые машины обладают столь широкой универсальностью, что специально разработанные наборы режущих кромок позволяют применять их практически для любой работы.
Стандартизация, обязанная своим появлением станку, является одной из главных заслуг американского производства. Точные карманные и настенные часы, велосипеды и автомобили, бесчисленные приспособления для облегчения труда в доме, офисе, мастерской или на ферме доступны каждому, поскольку станки, обслуживаемые сравнительно неквалифицированным трудом, выполняют большую часть работы по производству. В кризис Мировой войны американские производители, отвернувшись от мирных искусств, оперативно переоборудовали свои предприятия под выпуск сложнейших орудий разрушения, которые в Европе производились лишь квалифицированными мастерами высочайшего класса.
ГЛАВА IX. ОТЦЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
Какого-то читателя может поразить утверждение о том, что основы современной электрической науки были окончательно заложены в елизаветинскую эпоху. Англию Елизаветы, Шекспира, Дрейка и морских псов редко воспринимают как колыбель науки об электричестве. Тем не менее это так; столь же непреложно, как и то, что она была родиной шекспировской драматургии, авторизованного перевода Библии или тех морских приключений и колониальных начинаний, которые в конечном итоге выросли и расцвели в Соединенные Штаты Америки.
Признанным отцом науки об электричестве и магнетизме является Уильям Гилберт, бывший лекарем и ученым мужем при дворе Елизаветы. До него все, что было известно об этих явлениях, ограничивалось знаниями древних: что магнит обладает магнитными свойствами и что янтарь и гагат при трении притягивают кусочки бумаги или другие вещества с малым удельным весом. Фундаментальный трактат Гилберта «О магните», напечатанный на латыни в 1600 году и содержавший плоды его многолетних изысканий и экспериментов, фактически заложил базу для новой науки.
На фундаменте, прочно и верно заложенном Гилбертом, до Бенджамина Франклина работали несколько европейцев — такие как Отто фон Герике из Германии, Дюфе из Франции и Стефан Грей из Англии, — пополнявшие здание электрических знаний. Лейденская банка, в которой можно было накапливать таинственную силу, была изобретена в Голландии в 1745 году и почти одновременно в Германии.
Важные открытия Франклина изложены в первой главе этой книги. Он выяснил, как мы видели, что электричество и молния — это одно и то же, и создал с помощью громоотвода первое практическое применение электричества. Впоследствии Кавендиш из Англии, Кулон из Франции, Гальвани из Италии — все они внесли новые кирпичи в эту груду. Вслед за ними пришла плеяда мастеров-строителей, среди которых можно упомянуть: Вольта из Италии, Эрстеда из Дании, Ампера из Франции, Ома из Германии, Фарадея из Англии и Джозефа Генри из Америки.
Среди этих людей, которые, следует заметить, были теоретиками-исследователями, а не практиками-изобретателями вроде Морсе, Белла или Эдисона, американец Джозеф Генри занимает высокое положение. Генри родился в Олбани в 1799 году и получил образование в Олбанской академии. Намереваясь заняться медицинской практикой, он изучал естественные науки. Он был беден и зарабатывал себе на хлеб частными уроками. Он был усердным и блестящим студентом и вскоре продемонстрировал наличие мощного интеллекта. В 1824 году он был назначен помощником инженера для изысканий трассы под трехсотмильную дорогу между рекой Гудзон и озером Эри. Опыт, приобретенный им в этой работе, изменил направление его карьеры: он решил заняться гражданским и механическим строительством вместо медицины. Затем, в 1826 году, он стал преподавателем математики и натуральной философии в Олбанской академии.
Именно в Олбанской академии он начал ту обширную серию экспериментов и исследований, которая затронула столь многие фазы великой проблемы электричества. Его первым открытием стало то, что магнит можно колоссально усилить, обмотав его изолированным проводом. Он первым применил изолированный провод, намотанный подобно катушке, и в конце концов сумел сделать магнит, способный поднять три с половиной тысячи фунтов. Он впервые показал разницу между «количественными» магнитами, состоящими из коротких отрезков проволоки, соединенных параллельно и возбуждаемых несколькими крупными гальваническими элементами, и «интенсивными» магнитами, намотанными единым длинным проводом и возбуждаемыми батареей из соединенных последовательно элементов. Это было самостоятельное открытие, значительно увеличившее как сиюминутную полезность магнита, так и его потенциал для будущих экспериментов.
Ученые мужи Европы — Фарадей, Стерджен и прочие — быстро признали ценность открытий молодого олбанского школьного учителя. Стерджен великодушно заявил: «Профессор Генри сумел произвести магнитную силу, которая полностью затмевает любую другую во всей истории магнетизма; и ей не найти равных со времен чудесного парения знаменитого восточного самозванца в его железном гробу».*
Philosophical Magazine, vol. XI, p. 199 (March, 1832).
Генри также открыл явления самоиндукции и взаимоиндукции. Ток, пропущенный по проводу на втором этаже здания, наводил токи в аналогичном проводе в подвале двумя этажами ниже. Своим открытием Генри опередил Фарадея, хотя его результаты по взаимоиндукции не были опубликованы до тех пор, пока до него не дошли слухи об открытии Фарадея, которое он счел чем-то иным.
Попытки передавать сигналы с помощью электричества предпринимались много раз еще до того, как Генри заинтересовался этой проблемой. С изобретением магнита Стерджена в Англии появились надежды на успешное решение, однако в последовавших экспериментах ток после нескольких сотен футов становился настолько слабым, что эту идею признали невыполнимой. Генри натянул милю тонкой проволоки в Академии, поместил на одном конце «интенсивную» батарею и заставил якорь ударить в колокол на другом. Так он открыл сущностный принцип электрического телеграфа. Это открытие было сделано в 1831 году — за год до того, как идея работающего электрического телеграфа озарила разум Морсе. Не было никаких оснований для разгоревшейся позже спора о том, кто изобрел телеграф. Это было достижение Морсе, но открытие великого факта, подтолкнувшего Морсе к деятельности, было достижением Генри. По собственным словам Генри: «Это было первое открытие того факта, что гальванический ток можно передавать на большие расстояния со столь малым уменьшением силы, что он производит механические эффекты, и тех средств, с помощью которых такая передача может быть осуществлена. Я увидел, что электрический телеграф теперь вполне осуществим». Далее он, однако, говорит: «У меня не было на уме какой-то конкретной формы телеграфа, но я ссылался лишь на общий факт того, что отныне было продемонстрировано: гальванический ток можно передавать на большие расстояния с достаточной мощностью для получения механических эффектов, адекватных поставленной цели».*
Показания Джозефа Генри от 7 сентября 1849 г., напечатаны в книге Морсе «The Electra-Magnetic Telegraph», с. 91.
Затем Генри обратился к возможности создания магнитного двигателя для выработки энергии и преуспел в создании возвратно-поступательного моторного механизма, на котором установил первый автоматический переключатель полюсов, или коммутатор, когда-либо использовавшийся с электрической батареей. Ему не удалось получить прямое вращательное движение. Его стержень качался подобно балансиру парохода.
В 1839 году Генри был назначен профессором натуральной философии в Колледже Нью-Джерси, более известном сегодня как Принстонский университет. Там он повторил свои старые эксперименты в большем масштабе, подтвердил эксперимент Штейнхейля с использованием земли в качестве обратного проводника, показал, как можно усилить слабый ток и как использовать маленький магнит в качестве прерывателя и замыкателя цепи. Здесь содержались принципы телеграфного реле и динамо-машины.
Почему же тогда, если работа Генри была столь значимой, его имя почти забыто всеми, кроме людей науки, и не присвоено ни одному из практических применений электричества? Ответ прост. Генри был исследователем, а не изобретателем. Он очень четко излагает свою позицию: «Я никогда сам не пытался претворить эти принципы в практику или применять какие-либо из моих открытий к процессам в сфере искусств. Все мое внимание, за исключением обязанностей перед колледжем, было посвящено первоначальным научным исследованиям, и я оставлял другим то, что с научной точки зрения считал второстепенным — применение моих открытий для полезных целей в искусствах. Кроме того, я разделял свойственное людям науки чувство, которое удерживает их от того, чтобы обеспечивать себе преимущества своих открытий с помощью патента».
Кроме того, его таланты вскоре обратились к более широкой сфере. Завещание Джеймса Смитсона — дальновидного англичанина, оставившего свое состояние Соединенным Штатам для основания «Смитсоновского института для приумножения и распространения знаний среди людей» — послужило причиной расширения сферы деятельности Генри. Смитсоновский институт был основан в Вашингтоне в 1846 году, и Генри был вполне закономерно выбран его секретарем, то есть главным исполнительным должностным лицом. И с того времени до самой своей смерти в 1878 году, на протяжении более тридцати лет, он посвящал себя науке в целом.