Время, хранимое как драгоценность
Вячеслав ДЕМИДОВ
Глава третья. Часы для всех и для каждого (продолжение)
Новая эпоха в измерении времени началась с появлением маятника.
«В 1583 году, имея 20 лет от роду, Галилей находился в Пизе, – вспоминал ученик великого итальянца Винченцо Вивиани, – где, следуя совету отца, изучал философию и медицину. Однажды, находясь в соборе этого города, он, со свойственной ему любознательностью и смекалкой, решил наблюдать за движением люстры, подвешенной к самому верху, – не окажется ли продолжительность ее размахов, как вдоль больших дуг, так и вдоль средних и малых, одинаковой, ибо большой путь, как он думал, должен уравновешиваться большей скоростью... И пока люстра размеренно двигалась, он сделал грубую прикидку – его обычное выражение – того, как происходит ее движение взад и вперед, с помощью биений собственного пульса, а также темпа музыки, в которой он уже тогда был искушен с немалою от того для себя пользой. И ему на основании таких подсчетов показалось, что он не заблуждался, но, не удовлетворенный этим, вернувшись домой, он, чтобы надежнее в этом удостовериться... привязал два свинцовых шара на нитях совершенно одинаковой длины так, чтобы они могли свободно раскачиваться... Оба шара, лишь бы они были на нитях равной длины от их центров до точек подвеса, сохраняли достаточно постоянное равенство (времени) прохождения по всяким дугам...»
Так был открыт замечательный факт: период колебания маятника не зависит от его размахов – амплитуды колебаний.
Отметим любопытную деталь: пульс играл роль секундомера! В трудах Галилея то и дело встречаются фразы: «свинцовое ядро в сто фунтов весом прошло за четыре биения пульса расстояние больше, чем в сто локтей», «мы не находим никакой разницы даже на одну десятую времени биения пульса» и так далее (кстати, вот загадка: как мог Галилей, а у нас нет оснований ему не доверять, измерить 1/10 времени биения пульса?).
Считают, что законы падения тел Галилей открыл, бросая с Пизанской падающей башни шары разного веса. Эта школьная легенда вряд ли истинна, во всяком случае в сочинениях ученого о подобных опытах нет ни слова. Ведь несравненно более точные доказательства он нашел, изучая именно колебания маятника. Вернее, маятников: одного – с грузом из пробки, другого – с грузом из свинца. Подвешенные на нитях равной длины, они качались (если размахи были не слишком велики и сопротивление воздуха не вносило искажений) совершенно одинаково, демонстрируя равенство скоростей падения легких и тяжелых тел.
Галилей занимался маятником всю свою жизнь. За год до смерти он издал «Беседы и математические доказательства», посвященные многим вопросам физики и механики. Среди прочих заметок там есть и такая: «Если мы пожелаем, чтобы один маятник качался в два раза медленнее другого, то необходимо длину его сделать в четыре раза больше». Эта формула стала краеугольным камнем всего последующего часового искусства.
Галилей понял, как должны выглядеть часы, в которых маятник придет на смену неточному билянцу. Но смерть уже стучалась к нему в дверь. Дряхлый и слепой, Галилей завещал окончание работы над часами своему сыну Винченцо. После смерти отца Винченцо долго не мог приняться за дело, а когда вместе с Вивиани приступил к изготовлению механизма, – внезапно скончался.
Изобретенный Галилеем способ передачи движения от маятника ходовому колесу и от колеса – маятнику был весьма совершенен. Увы, часовщики не воспользовались идеями ученого... Спустя почти полтораста лет аналогичную передачу – «ход» на профессиональном языке – снова изобрели, чтобы применить в морских хронометрах.
Галилей или Гюйгенс?
Свято чтивший память учителя, Вивиани был глубоко уязвлен, когда спустя 16 лет после смерти Галилея ему попалась в руки небольшая книжка, изданная в Голландии: «Трактат о часах». Ее автор Гюйгенс называл изобретателем маятниковых часов не Галилея, а себя. Он писал, что в 1657 г. заказал в Гааге мастеру Соломону Костеру механизм и уступил ему привилегию, выданную на это изобретение Генеральными штатами Нидерландов. Вивиани написал опровергающий памфлет, а принц Леопольд Медичи, к которому он обратился, взял на себя роль посредника в этом щекотливом деле.
Когда Гюйгенс получил письмо принца, оно прозвучало для него громом с ясного неба. Его обвиняли в плагиате! Как доказать, что он даже не подозревал о намерении глубоко уважаемого им Галилея построить подобные часы? А письмо прямо ставит точки над i: тайно сумел-де ознакомиться с секретной перепиской Галилея с Генеральными штатами, использовал его чертежи. Приложены копии рисунков Галилея – смотри, уравнивай...
Гюйгенс, к счастью, был знаменит. Математик, астроном, оптик, в свои 29. лет он уже признан ученым миром Голландии, Франции, Англии. Его допустили к секретным архивам Нидерландов, дали прочитать переписку с Галилеем. Оказывается, в ней говорится не о часах, а об открытом итальянским ученым способе определения долготы по спутникам Юпитера, хорошо видным в галилеевский телескоп.
Второе, не менее важное обстоятельство: механизм Галилея совсем не похож на механизм, изобретенный Гюйгенсом.
Все это молодой голландец изложил в вежливом ответе принцу Медичи. В конце приписал, что считает для себя большой честью решить задачу создания маятниковых часов*, с которой не справился великий Галилей, но безоговорочно признает первенство Галилея в открытии свойств маятника.
* Наверное, все участники спора были бы поражены, узнай они, что за 200 лет до Гюйгенса и Галилея маятниковые часы изобрел Леонардо да Винчи. Но бумаги Леонардо были обнаружены только спустя еще три столетия.
Доказав несостоятельность обвинений, Гюйгенс выпустил в 1673 г. второе издание «Трактата о часах», но уже не краткое описание механизма, а глубокий анализ проблемы. В пяти частях, составлявших книгу, лишь первая была посвящена собственно часам. Далее исследовался маятник – и идеальный, математический, и реальный, физический, работа которого оказалась, как всегда это бывает, гораздо сложнее для понимания, нежели принципы действия идеала. Гюйгенс связал длину физического маятника и период его колебаний с силой тяжести (этой формулы не смог вывести Галилей) и высчитал знаменитую g – постоянную силы тяжести, причем с очень высокой для того времени точностью. Словом, как пишет известный советский историк техники Н.И. Идельсон, книга «вошла в историю науки как пример слияния технической, конструктивной проблематики с совершенно новой теоретической базой для ее полного решения».
И еще об одном чрезвычайно важном вопросе шла речь в книге Гюйгенса. Математически доказывалось, что, вопреки Галилею, период колебаний маятника зависит от амплитуды размаха. Разницу нельзя заметить, пользуясь для измерений собственным пульсом, – не удивительно, что Галилей о неравномерности этой не знал.
На практике это означало опять все то же: часы будут врать. Несовершенство колее приведет к тому, что сила, толкающая маятник, будет все время изменяться. Амплитуда колебаний и период окажутся переменными, а секунды, отсчитываемые маятником, – разными. Конечно, ошибки можно снизить, уменьшив амплитуду, но они принципиально неустранимы.
Что же делать? В «Трактате» приводилось описание не только болезни, но и лекарства. Исправить маятник можно, заставив качаться его груз по дуге не окружности, а циклоиды (по этой волнообразной кривой движутся точки колеса, катящегося по ровной дороге). Гюйгенс предложил делать стержень маятника гибким и зажимать в точке подвеса между двумя расходящимися щечками, каждая из которых изогнута по циклоиде. Тогда, доказывал Гюйгенс, изгибающийся стержень заставит чечевицу маятника двигаться тоже по циклоиде.
Увы, изобретение не выдержало проверки практикой. Трение стержня о щечки влияло на период значительнее, нежели переменность размаха. Хорошим часам циклоидальный маятник точности не прибавлял, а плохим просто был не нужен. После нескольких неудачных попыток Гюйгенс сам от него отказался. Описывать правильную циклоиду без всяких щечек маятник научился лишь триста лет спустя благодаря изобретению советского часовщика Ф.М. Федченко, о работах которого мы еще будем говорить.
Но и в своем простейшем виде маятник как регулятор хода был все-таки прекрасной находкой. Ошибка показаний часов сразу уменьшилась в 15...20 раз, на часовщиков перестали жаловаться. Точность измерялась уже не четвертью часа, а минутами и даже несколькими десятками секунд в сутки. Колоссальную роль в быстром распространении новшества сыграла «технологическая пригодность» изобретения. В отличие от маятникового хода Галилея ход Гюйгенса не требовал почти никаких переделок механизма: нужно было только выбросить билянец и поставить на его место пару дополнительных колес да устроить маятниковый подвес. И то и другое было по силам часовщику средней квалификации. Налаживать часы после доработки не было нужды: они начинали идти сразу. Новинка быстро распространилась по Европе. Не обошла она и Россию.
Главные часы страны
В 1702 г., чуть утихла война со шведами, Петр I решил позаботиться о столице и заказал на родине Гюйгенса – в Голландии часы для «белокаменной»: двое новых курантов ценой в 42 474 золотых ефимка. Через два года они были доставлены в Архангельск и на тридцати возах прибыли в Москву.
Механизм на Спасской башне, построенный Галовеем, совсем обветшал, и кузнец Никифор Яковлев с тремя товарищами, двумя молотобойцами да тремя кровельщиками принялся разбирать старые и ставить новые часы. Работали почти год, без выходных дней, а за работу получили на всех 16 рублей 26 алтын 4 деньги. В январе 1706 г. куранты снова зазвучали над Красной площадью.
К сожалению, они не дожили до наших дней. Довольно быстро они «пришли в пущую ветхость», как доносил часовщик Спасской башни Гаврила Паникадильщиков, а после пожара 1737 г. окончательно испортились. В ту пору на Москву уже перестали обращать внимание, ее затмил блеск Петербурга. Лишь в 1763 г. Екатерина II, считавшая себя наследницей дел Петра, велела восстановить Спасские куранты. Оказалось, однако, что починить механизм нельзя, и тогда на его место был поставлен найденный в подвале Грановитой палаты какой-то другой, неведомо как там оказавшийся. Он и показывает время с 1770 г. по наши Дни.
Часовщики, которым довелось прикасаться к Спасским часам, отмечены вниманием истории. Иван Полянский ставил механизм в 1770 г. Мастер Яков Лебедев два года чинил их после изгнания Наполеона, – и, заметим, бесплатно. Братья Бутеноп в 1850 г. оказались не альтруистами: взяли за ремонт 12 тыс. рублей. В 1918 г., после того как часы встали, поврежденные снарядом во время атаки на засевших в Кремле юнкеров, пришлось их снова чинить – фирмы Павла Буре и Рожинского потребовали 90 тыс. за ремонт, но обошлись без них: слесарь Н.В. Беренс, которому помогал художник М.М. Черемных, исправил механизм. Куранты стали играть вместо. «Преображенского марша» и псалма «Коль славен наш господь в Сионе» революционные мелодии: в 12 часов «Интернационал», а в 24 часа «Вы жертвою пали». В октябре 1951 г. чинил механизм сварщик А.Г. Назаров. Он произвел уникальную операцию: не останавливая хода часов, в невероятно тесном пространстве заварил трещины в чугунных колесах. Чугунных! Даже в заводских условиях этот металл не каждому поддается, а тут сварщик работал, как говорится, «на коленке».
Последний раз чинили часы Спасской башни совсем недавно – летом 1974 г. – опытнейшие мастера НИИ часовой промышленности Н. Елисеев, В. Толстиков, В. Лутцау, С. Макаров, А. Карандеев, Д. Вертепов.
– Мы впервые взялись за ремонт таких громадных часов, – рассказывал мне кандидат технических наук В.А. Лысый, начальник отдела механических приборов времени. – Да к тому же шутка ли – Спасские часы! Колоссальная ответственность... И никаких чертежей, кроме самых общих эскизов. Так что мы одновременно и чинили механизм, и изучали. Надо прямо сказать! часы сделали наши предки действительно по последнему слову тогдашней техники. Применены всевозможные противовесы, разгружающие детали механизма и в особенности привод стрелок. Оси разгружены от ветровых и температурных воздействий. Металл – износоустойчивая бронза, самый высококачественный по тем временам материал. Скажу больше: если бы мы сейчас начали «на пустом месте» создавать подобные часы, мы бы взяли на вооружение многие конструктивные особенности этого механизма.
Кое в чем, конечно, мы его усовершенствовали. Устроили систему централизованной смазки, которой раньше не было. Прежде часы смазывались самым что ни на есть примитивным способом: два раза в неделю поливали трущиеся части из леечки. А точек смазки – более 200, и требуют они весьма индивидуальной дозировки количества масла. Здесь нельзя действовать по правилу «кашу маслом не испортишь». Для элементов хода нужно поменьше смазки, для ветряков – там скорости очень большие – постоянно нужно подавать... И ведь часы на улице, перепад температур от зимы к лету достигает 75 градусов. Нужна всепогодная смазка, – такую именно и применили.
Единственное, что нас поставило в тупик, – это одна странная особенность. Братья Бутеноп, а может быть, и не они, а прежние часовщики, применили очень странный маятниковый ход. Он не опирается ни на какие известные нам теоретические выкладки. Поэтому период качания маятника у них получился не секундным, как обычно принято. Нам пришлось скрупулезно повторить все их ошибки, чтобы пустить часы.
Но теперь мы ставим перед собой иную задачу. Теперь мы хорошо изучили механизм, и можем заменить старый маятниковый ход на новый, самый лучший для подобных часов ход Грагама. Он обеспечит секундный период, и тогда кремлевские куранты мы засинхронизируем от государственного эталона.
Конечно, могут сказать: «К чему вся эта возня? Не проще ли удалить механизм, поставить синхронный электромотор и крутить его от эталона? Никто и не заметит подмены». Но разве на такое у кого-нибудь поднимется рука? Это ведь не просто часы, а реликвия. Пусть уж будут такими, какими их донесло до нас Время...
Знаменитые имена
Монументальные часы – гордость города, государства, истории часового дела. Однако человеку нужно знать время не только на городской площади, но и в глухой деревне, в дороге, – в конце средневековья деловым людям уже не хватало церковного колокола для размерения ритма жизни.
Мы помним: песочные и солнечные часы изготовлялись и для личного пользования. Когда же настал черед часов механических? И мы возвращаемся на четыре с. половиной столетия назад, чтобы познакомиться с нюрнбергским слесарем Питером Хенлейном.
Биографических сведений о нем сохранилось мало. Кого в 1510 г. интересовал обыкновенный слесарь, пусть даже он и умел делать часы? Для нас это тем более обидно, что именно Хенлейн открыл в часовом деле новую главу – главу фабрикации индивидуальных механических часов, сперва карманных, потом наручных. Для этого нужно было догадаться, что гирю может заменить спиральная пружина. Нюрнбергский часовщик догадался.
Часы Хенлейна быстро стали известны по всей Европе. Их называли «нюрнбергскими яйцами» – название, немного не отвечающее сути дела, поскольку формой они походили не на яйцо, а на барабан. «Он делает их из железа со множеством колесиков. Они ходят и отбивают время в течение сорока часов. Их можно носить в кошельке», – делился своими впечатлениями о часах Хенлейна современник, нюрнбергский географ Иоанн Комлей. Впрочем, между «можно» и «на самом деле» имелась некоторая дистанция: механизмы «из железа» были столь тяжелы, что кавалеры – часы были деталью сугубо мужского туалета – носили их на груди на цепочке, дабы четвертькилограммовый груз не оттягивал карман.
Технология производства этих сравнительно маленьких часов была несовершенной, ходили они плоховато. Даже спустя сто лет после того, как они были изобретены, над ними посмеивался Шекспир в «Бесплодных усилиях любви»:
Как! я люблю? Как! я ищу жену?
Жену, что, как известно, вечно схожа
С немецкими часами: как ты их
Не заводи – идти не могут верно
И требуют поправки каждый день?! –
восклицал Бирон, вельможа короля Наваррского.
И все-таки ничто не может умалить значения свершившегося: часы стали доступны простому человеку, они впервые лицом к лицу столкнули его с механикой. Пусть пока приобщение выглядело чисто шапочным, – кто знает, сколько любознательных мальчишек толкнули на занятия техникой и наукой такие часы?
Да и не только мальчишек. Увлекся неожиданно часовым искусством такой солидный человек, как Карл V, император Священной Римской империи. Он чинил часы, даже конструировал самостоятельно механизмы, крайне сердясь, что никакими усилиями» не может заставить «идти в ногу» несколько часов (мы-то теперь знаем, что неточность хода – неизлечимый порок шпиндельной системы, но императору, конечно, это было не ведомо). После неудач, которые Карл V потерпел в борьбе с Реформацией, он удалился в монастырь, где занятия часовым делом были единственным его развлечением. Экс-император любил повторять, глядя на разбросанные всюду инструменты и детали: «Раньше я был всего лишь одним из смертных, а теперь я – творец». У всякой легенды есть «двойное дно». Не раз, наверное, часовщики той эпохи находили утешение и гордость в этих словах.
А вот уже не легенды, – подлинные истории. Бомарше и Вольтер познаменитее всех императоров, вместе взятых, и часовщики любят вспоминать, что эти гении мысли и пера имели отношение к их цеху.
Немецкий философ Лихтенберг заметил, что историки напрасно пытаются представить историю как строго логическую цепь поступков и событий: намерения лиц исторических очень часто приводили совсем не к тому результату, о котором думали в начале предприятия. Вся жизнь Пьера Огюста Карона Бомарше – живая иллюстрация этого парадокса.
Родившись в семье часовщика, он поначалу не думал не о чем ином, как только превратиться из подмастерья в мастера, хозяйствовать в наследной мастерской и поднакапливать деньгу. Да и о чем еще мог мечтать в конце XVIII в. благонамеренный представитель третьего сословия?
Что же касается намерений, давших результат, весьма отличный от планируемого, то все началось с изобретения. Юный Пьер Огюст усовершенствовал механизм маятниковых часов. Точнее, тот узел, от которого зависит легкость качания маятника и надежность хода всей системы. Но действительно ли изобретено нечто стоящее? Бомарше отправился к господину Лепоту, почтенному члену Парижского цеха часовщиков. И произошло то, чего вполне можно было ожидать: «консультант» воспользовался неопытностью подмастерья и присвоил себе удачную новинку. Бомарше не побоялся затеять против влиятельного Лепота судебный процесс, произнес на нем блестящую, изумительно остроумную речь – и выиграл дело. Имя никому не известного юноши сразу привлекло внимание. Ничто не ценилось в бездумную эпоху Людовика XV так, как острая шутка. Завязались знакомства с аристократами, последовало приглашение во дворец, и – неслыханная удача! – бывший часовщик становится учителем музыки, дает дочерям короля уроки игры на арфе, ибо среди прочих талантов он имел еще и талант музыканта. Словом, история вполне в духе его будущих комедий.
Пригодились и способности часовых дел мастера. Бомарше преподносит королевской фаворитке маркизе Помпадур перстень, в который искусно вделаны часы собственной работы. Маркизе доставляет особенное удовольствие маленькая деталь: часы заводятся не ключиком, а вращением ободка циферблата. Даже сейчас такие часы не слишком распространены, – легко представить, какое любопытство возбуждала изящная игрушка тогда. Карьера начата стремительно и удачливо. Выгодная женитьба, потом другая, потом щекотливое дипломатическое поручение, с которым сановник Бомарше отправляется в Испанию, где блестяще его выполняет, попутно очаровав общество неиссякаемым весельем и редким остроумием. Каждая его пьеса – событие театральной жизни Франции, его имя известно всем. И когда придворные пытаются язвительно намекнуть, что он выскочка, парвеню, и на светском рауте просят починить якобы остановившиеся часы, бывший часовщик Бомарше позволяет себе ответную, далеко не невинную шутку: намеренно роняет дорогой механизм на паркет и сокрушенно разводит руками, извиняясь за неловкость. Знаменитый драматург больше не вспоминает о верстаке часовщика.
А для великого Вольтера занятие часовым делом – это то, что мы сейчас назвали бы хобби. Оно подстерегло писателя в Швейцарии, в Фернее, куда он уехал от преследований королевской власти. Там он приютил несколько семей часовщиков, бежавших из Женевы, как и он, от преследования властей, увы, республиканских. Мастеровой человек не любит сидеть в безделье. В Фернее наладилась своего рода мануфактура. А гений – всегда гений. И Вольтер, дотоле не помышлявший о коммерции, развернул дело основательно, с размахом.
Прежде всего он позаботился о сбыте. Он отправил в Париж своей приятельнице графине де-Шуазель несколько штук часов. На войне все средства хороши, – и он, посмеиваясь, упаковывает в коробку часы с портретом короля Людовика XV, и еще одни – с портретом наследного принца, будущего Людовика XVI. Пусть думают, что он хочет подольститься, и не мешают торговле...
Полетели письма к французским дипломатам во все европейские столицы: не согласятся ли они пропагандировать эти изящные фернейские игрушки среди своих знакомых? К посланиям прилагались образцы продукции. Одни часы комиссионер мог взять себе бесплатно за услуги. Это была первая в истории рекламная кампания в стиле нынешнего «маркетинга». Часы из Фернея разошлись по всей Европе, попали даже ко двору китайского императора.
А как оперативно откликалась мануфактура на технические новинки! Едва появилось какое-нибудь изобретение, делающее часы более удобными и привлекательными, – пожалуйста, оно уже в фернейских часах. Даже в наш век стремительного технического прогресса десять лет на «внедрение» – пустяк. А Вольтер писал в 1771 г., спустя десятилетие после изобретения секундной стрелки, испанскому послу в Париже графу дуранде: «Если вы пожелаете украсить пальчик какой-нибудь знатной испанки часами в кольце, с репетицией, секундной стрелкой и боем каждые четверть и полчаса, с украшением из бриллиантов, вы их получите в моей деревушке... Я это говорю не хвастая». Были среди фернейских часов и часы с календарем, и часы на браслете, – мануфактура процветала, оборотный капитал ее достигал полумиллиона франков в год, по нынешним временам около двухсот тысяч золотых рублей.
Правда, качество тогдашних механизмов оставляло желать много лучшего, и современник Вольтера драматург Себастьян Шамфор справедливо жаловался: «Самые неточные – это часы с репетицией, особенно если у них есть минутная стрелка; ну, а если они еще показывают дни недели и месяцы года, то поломкам нет конца».
Но я привел его высказывание не для того, чтобы опорочить торговую деятельность автора «Орлеанской девственницы», а чтобы еще раз показать, каких высот достигло в конце XVIII в. часовое мастерство: секундник, бой, календарь – достижения нынешних часовых заводов оказываются с почтеннейшей бородой!..
Собственноручно сделанные часы были в ту пору своеобразным дипломом на звание мастера не только по механическим работам, но и по математике, физике и астрономии. Всеми этими науками в той или иной степени должен был владеть тогдашний часовщик, чтобы самостоятельно рассчитывать колесные системы, периоды колебаний маятника, выбирать материалы для деталей, настраивать куранты и создавать указатели положения Солнца и планет.
С часов должен был начать и наш замечательный механик и изобретатель Иван Петрович Кулибин, современник Бомарше и Вольтера.
Первое о нем печатное известие мы находим в «Опыте исторического словаря о российских писателях», изданном знаменитым просветителем и демократом Н.Н. Новиковым в 1772 г. При чем здесь писатели? Оказывается, Кулибин занимался поэзией, и хотя стихи его нельзя назвать выдающимися, он все-таки был заметен на общем фоне тогдашней литературы. Новиков не покривил душой, поместив его биографию в одном ряду с жизнеописаниями Кантемира, Ломоносова и Сумарокова.
Издатель словаря не забывает и о деятельности поэта в области техники: «...по врожденной склонности хаживал всегда рассматривать колокольные часы, а на 17 году своей жизни выпросил у соседа своего стенные деревянные часы, и старанием дошел до того, что по некотором времени, без всяких нужных к тому орудий сделал им подобные. После того быв по случаю в Москве, ходил к часовому мастеру и рассматривал ход часов стенных... По приезде в дом... сделал стенные деревянные часы с кокушкою, гораздо исправнее первых; потом делал медные и стенные часы, починивал карманные, и стенные с курантами».
«А когда удалось ему поправить английские столовые часы с репетицию, слава его распространилась в городе (Нижнем Новгороде. – В.Д.), и все начали отдавать ему часы в починку, не имея более нужды посылать их в Москву», – продолжает спустя полвека рассказ о Кулибине популяризатор науки и техники журналист Павел Свиньин.
Авторитет Кулибина как механика был тем более значителен, что он занимался не только часами: электрическая машина, телескоп, микроскоп, подзорные трубы – все, за что он ни брался, выходило отменного качества.
Его незаурядное мастерство отразилось и в том договоре, который он заключил с нижегородским купцом М, А. Костроминым в 1764 г.: Костромин содержит всю семью Кулибина и платит жалованье подмастерью, дает деньги на материалы и инструмент, а Кулибин делает для «матушки-государыни» Екатерины II редкостные часы «величиной в среднее гусиное яйцо».
Мастер начал готовить для себя небывалые инструменты: в часах должно было быть более тысячи деталей, одна меньше другой (пригодился собственноручно сделанный микроскоп!). Три года продолжался поединок с непокорным металлом. Победил человек. В конструкции было сконцентрировано буквально все из того обширного набора возможностей, каким располагало тогда часовое искусство.
«В исходе каждого часа отворялись в середине оных (часов) двери и представлялся великолепный чертог, в котором поставлен гроб господень с дверью, заваленной тяжелым камнем. Через полминуты являлся в чертогах ангел, камень от дверей отваливался, двери разрушались, стражи падали ниц, и через полминуты приближались к ангелу две жены мироносицы (фигурки вылиты им самим из серебра и золота), а между тем в часах слышалась гармония известного напева: «Христос воскресе из мертвых, смертию смерть поправ и сущим во гробах живот даровав». По троекратном повторении оного, двери затворялись. Таким образом стих сей повторялся перед каждым часом, начиная с осьми часов пополуночи и до 4 пополудни, а в остальные часы заменялся другим, а именно: «Воскрес Иисус от гроба, яко же прорече, даде нам живот вечный и велию милость», который игрался только по одному разу перед каждым часом. Сверх того всякий раз по пробитии 12-ти часов в полдень часы играли прекрасную музыку, им положенную на слова им же самим сочиненной кантаты на прибытие Екатерины в Нижний Новгород 1767 года майя 22-го... Всякую из сих трех музык можно было пустить по произволу, помощью стрелок. Кроме того, они били часы и каждую четверть», – писал в «Отечественных записках» Свиньин.
Какими же удивительными способностями обладал мастер, ухитрившийся спрятать в корпусе часов девять программных механизмов, не считая самой колесной системы привода стрелок! Императрица была поражена. Она назначила Кулибина «при Академии Наук иметь главное смотрение над механическими и оптическими мастерскими, чтобы все работы с успехом и порядочно производимы были, и делать нескрытное показание академическим художникам (мастерам. – В.Д.) во всем том, в чем сам он искусен».
Изобретатель получил должность, жалованье, а главное – возможность заниматься своей любимой механикой. И часами, для которых он изобрел, в частности, оригинальный способ защиты от влияний температуры – способ, по свидетельству Большой советской энциклопедии, «сохранивший практический интерес». Он давал консультации другим часовщикам, строил свои собственные механизмы (с календарем дней, недель, месяцев и указателем фаз Луны), разработал проект башенных часов.
Но это лишь эпизод из его неутомимой изобретательской деятельности. Кулибин освещает темные переходы царскосельского дворца с помощью зеркал, строит невиданной величины водяные мельницы, предлагает желающим кататься на его «самокатной тележке», изобретает прожектор, лифт, оптический телеграф, протез ноги для увечных воинов (какой-то предприимчивый делец украл у Кулибина идею конструкции, организовал производство во Франции и разбогател), разрабатывает проекты необычайного по смелости одноарочного моста через Неву («...моста из 12 000 брусков и 50 000 винтов и скобок – и любой мог быть вынут для починки, не затрагивая прочности») и судна, которое «ходило противу воды, помощью той же воды, без всякой посторонней силы».
При этом он еще находит время устраивать фейерверки, чинить механические игрушки (в том числе знаменитые часы «Золотой павлин», которые Потемкин купил для Екатерины в Англии испорченными, – ими сейчас любуются посетители Эрмитажа), разрабатывать новые методы расчета мостовых ферм, новую технологию шлифовки стекол для микроскопов и телескопов.
Да еще руководит механической мастерской Академии, которая только называлась мастерской, а на самом деле была первым в России предприятием точного приборостроения, где выпускались «математические, физические, гидравлические, астрономические инструменты и разного рода часы» для нужд не только Академии наук, но армии и флота. Снабжала мастерская приборами и «отправленные экспедиции для открытий», в том числе и экспедицию Г.И. Шелихова*, основавшего в 1784 г. первое русское поселение на Аляске.
* Прожектор Кулибина, который Шелихов взял с собой, оказал неожиданную услугу экспедиции. Когда отношения с местными жителями внезапно обострились, Шелихов велел поднять огонь ночью на мачте: испуганные туземцы-солнцепоклонники признали пришельцев детьми Солнца, и конфликт прекратился.
...Уволенный по старости от заведования мастерской; Кулибин умер в Нижнем Новгороде забытым и почти нищим. Деньги на его похороны собирали по подписке...
Часы XXI века
Вплоть до конца прошлого столетия собственные часы были предметом если не роскоши, то свидетельством серьезного достатка, вещью недоступной для простого человека. Не изменила положения дел и организация сборочных мануфактур, первая из которых была открыта в Женеве в 1804 г. И все-таки массовое производство стало первым шагом к «демократизации» часов. С их крышек постепенно исчезли драгоценные камни, массивные золотые корпуса сменились позолоченными. В конце XIX в. на фабриках США было налажено производство очень дешевых карманных часов, которые, однако, не нашли покупателей в Европе, где по-прежнему ценилась «ручная» работа.
Двадцатое столетие подарило людям скорость и придало времени неслыханную дотоле ценность. Неторопливый жест, которым владелец карманного хронометра извлекал его из-под полы сюртука, сменился стремительным взглядом на запястье, где прочно заняли свое место наручные часы, – поначалу принадлежность экипировки морских и артиллерийских офицеров (мелкий факт, но показательный: первая страна, которая заказала для своих военных такие часы, была Пруссия!). Часы перестали бояться ударов, приобрели герметичность, автоматический подзавод и прочие важные для потребителя достоинства. В какой-то мере часовая промышленность повторяла достижения часовщиков прошлого, но принципиальная разница была в том, что из свидетельства вершин «рукомесла» все эти особенности механизма превратились в рядовую, будничную его принадлежность.
А что принесла часовому делу последняя четверть нашего века? Во-первых, часы становятся все более разнообразными по форме. Во-вторых, человек, покупая часы, хочет не просто знать время, а знать его с максимальной пользой для себя, для своего дела. Соответственно становится узкоспециализированным лик часов, предназначенных для представителей различных профессий.
Рыбаки ловят рыбу на побережье моря – фирмы предлагают часы, показывающие время приливов и отливов, и не только ближайших, но и следующих шести. Аквалангисты надевают на руку часы со шкалой, по которой видно, сколько можно пробыть на данной глубине, сколько потом уйдет на подъем и декомпрессию. Для любителей футбола, хоккея, конных и мотоциклетных состязаний, автогонок и прочих динамичных видов спорта выпускаются часы со встроенным секундомером. Моделей множество, общее производство часов в мире уверенно приближается к 230 млн в год, коллекция швейцарской фирмы «Е. Пикерец», например, ежедневно пополняется новым типом механизма, циферблата или корпуса. Среди экспонатов – «Диастар» швейцарской фирмы «Радо»: часы, механизм которых спрятан в броню из карбида вольфрама и титана, а стекло сделано из синтетического сапфира. Их можно скрести напильником, и нигде не останется ни царапины, скорее напильник затупится, можно положить под грузовик или ударить каблуком – они останутся целы и невредимы.
Но все-таки, где же радикальные перемены? Во всех этих часах по-прежнему снует маятник – баланс, колеса вертятся от стальной пружины...
Перемены наступили в начале шестидесятых годов, когда в наручные часы пришел камертон. Его каждый видел на уроке физики; легкий удар, и он отзывается чистым тоном «ля». Только камертон из физического кабинета отличается внушительными размерами (такие «хранители частоты» использовались в двадцатых годах в настенных и напольных часах), а в механизме, уместившемся на руке, он должен быть соответственно миниатюрным. Это, впрочем, не мешает ему вполне заменить баланс и пружину. Три секунды в сутки – вот отклонение хода таких часов, выпускаемых 2-м Московским часовым заводом.
В этих часах есть прелюбопытная деталь: колесико диаметром 2,4 мм. Когда на него смотришь – ничего особого. Ну маленькое, ну тоненькое. Да в часах все детали такие. «Нет, не все», – кладет его под микроскоп начальник отдела обработки металлов НИИчаспрома Геннадий Алексеевич Круглов. Нагибаешься к окуляру и ахаешь: по окружности бегут триста аккуратных зубцов. Высота – микрон, шаг – полтора. Как же ухитряются нарезать такое? «Секрет фирмы, – отшутился Г.А. Круглов. – Одно могу сказать: когда зуборезный станок работает, токарь выходит из комнаты, иначе тепло его тела исказит размеры детали и она пойдет в брак». Пружины в этих часах нет, заводить не нужно: микроскопической батарейки хватает на год. Почти не осталось колес. Но часовщики на этом не успокоились.
Японская фирма «Сейко» однажды дала такую рекламу: «Если вам нужно точное время, есть два пути: носить с собой астрономические часы Гринвичской обсерватории – или наручный кварцевый хронометр «Сейко». Да, крошечная кварцевая пластиночка затрепетала, словно камертон, в корпусе наручных часов. Реклама фирмы, конечно, преувеличивает: астрономические маятниковые часы ошибаются не более чем на 0,001 секунды в сутки, а наручные кварцевые – на 0,17 секунды. Но, в конце концов, разве для обычного человека требуется большая точность? Радисты знают: как только произнесено слово «кварц», должны быть сказаны и слова «пересчетная схема», превращающая стремительные колебания кварца в мерное падение секунд, – где же этот набор транзисторов, конденсаторов и сопротивлений? Чтобы их увидеть, нужен микроскоп. Три с лишним тысячи транзисторов и прочих деталей – три с лишним тысячи! – уместились на кремниевой пластиночке диаметром не более шляпки небольшого гвоздя.
И еще одна радикальная перемена в часах последней четверти столетия: они расстались с традиционными стрелками.
Вообще говоря, электрические часы, в которых светящиеся лампочки рисуют цифры часов и минут, не новость. Журнал «Всемирное техническое обозрение» сообщал о них еще в 1905 г.: их изобрел русский инженер Н.А. Ромейко-Гурко и они были установлены на Николаевском (ныне Московском) вокзале Петрограда. Но лампочки на руке? Конечно же нет! Чтобы они светились, не хватит емкости батарейки, даже если бы и удалось создать такие сверхминиатюрные светильнички.
Новые часы не светятся сами. Они рисуют цифры, потому что кругом светло. Цифры составлены из миниатюрных тоненьких палочек, которые то отражают свет, то поглощают, подчиняясь командам пересчетной схемы. Внутри палочек – жидкий кристалл, вещество, счастливо сочетающее в себе свойства жидкости и кристалла. Его молекулы под действием тока выстраиваются правильными рядами и пропускают мимо себя свет. Ток исчез – молекулы хаотически разбрелись, свет от них уже отражается. Для перехода из одного состояния в другое нужна микроскопическая мощность. И что самое главное – эти «лампочки» никогда не перегорят: перегорать нечему.
Вообще надежность «бесколесных и бесстрелочных» часов невероятна. Фирма «Гамильтон», выпустившая такие часы под маркой «Пульсар», утверждает, что они способны работать без ремонта 800 (именно так: восемьсот!) лет.
А кто не верит – пусть купит и. убедится. Цена, правда, соответствующая: 2500 долларов. Столько в 1972 г., когда родилось это чудо, стоил американский легковой автомобиль среднего класса.
Полностью электронные часы поставили часовщиков в трудное положение. Микроэлектроника требует от рабочих совсем иных навыков, нежели точное приборостроение, иного стиля мышления от инженеров-проектировщиков. А самое главное: чтобы ею заниматься, нужны колоссальные капиталовложения, полная замена всего оборудования. Швейцарским фирмам пришлось срочно искать средство борьбы с опасными американскими и японскими новинками. Этим средством стала полиацетатная пластмасса, разработанная (ирония судьбы!) опять же американской фирмой «Дюпон». Главное достоинство нового полимера в том, что он необыкновенно точно заполняет самую сложную форму, способен пробраться в самые глухие ее закоулки. Из-под пресса выходят шестеренки и оси, не нуждающиеся абсолютно ни в какой дальнейшей отделке. Пластмассы традиционно считались непригодными для точной штамповки или литья, поэтому известие о том, что новый пластик обеспечивает отклонение размеров не более 0,01 миллиметра, вызвало у специалистов буквально восторг. Трение между этой пластмассой и металлом очень низкое: становятся ненужными рубиновые часовые камни, в которых вращались стальные оси. Наконец, пластик можно насытить в нужных местах веществами, снижающими трение в десятки и сотни раз, чтобы часы никогда не нуждались в смазке. Эту пластмассу и купили швейцарские фирмы.
И вот они перед нами, первые полностью пластиковые часы «Астролон». Стоимость их производства в несколько раз ниже, чем обычных. Число деталей сократилось с 90 до 52, а вместо 40 операций, которым подвергались некоторые детали, осталась одна – штамповка. За лентой конвейера сидят уже не сто с лишним человек, а всего пятнадцать. Словом, сделано все, чтобы превратить часы в некое подобие бумажного стаканчика: как только они начинают идти неверно, их не чинят, а просто выбрасывают.
Кто-то из остроумных людей сказал: «Зачем вы пытаетесь всучить мне вечную ручку, я не собираюсь жить вечно». Фирмы, выпускающие часы традиционной конструкции, серьезно надеются противопоставить «вечной» и очень дорогой электронике недолговечную продукцию, но доступную абсолютно каждому.
Однако нельзя сбрасывать со счетов и прогресс методов радиоэлектроники. Когда-то полупроводниковые триоды стоили десятки рублей, сегодня цена им – копейки. Такая же метаморфоза происходит и с электронными часами. Когда их выпуск измерялся несколькими тысячами штук, естественна была высокая и даже сверхвысокая цена. Когда счет пошел на сотни тысяч, их продавали раз в 20 дешевле. В 1974 г. таких часов было произведено 6 млн штук, они стали еще более доступны.
Нет, видимо, будущее за электронными часами, все-таки это приборы XXI столетия.
Не исключено, что в самом недалеком будущем в корпусе электронных часов уместится и микроскопический радиоприемник, настроенный на одну-единственную станцию: станцию передачи сигналов времени государственного эталона.
Наивысшая из возможных точность станет достоянием каждого.
Проекты, проекты...
Журнал «Метрология и измерительная техника» сообщает: «Французский метролог Б. Брий предлагает заменить существующий неудобный счет часов, минут и секунд десятичным, а основой нового деления времени сделать «метрическую секунду», т.е. 1/73·10–6 часть тропического года, что в атомных единицах будет равно 3 973 852 058,7 периода колебаний электромагнитной волны, испущенной атомом цезия-133. В М-минуте должно быть 100 М-секунд, а в М-часе – 100 М-минут. Соответственно окружность и сферу предлагается разделить на 400 М-градусов, каждый градус – на 100 угловых М-минут, а минуту – на 100 угловых М-секунд. Таким образом, на вращающейся Земле каждые 5 М-минут времени окажутся равными одной угловой М-минуте.
Экватор к востоку и западу от Гринвича должен быть разделен на 20 зон по 10 М-градусов в каждой, аналогично будет выполнено деление и в широтном направлении».
На ту же тему заметка в популярном журнале: «Электронные вычислительные машины все решительнее берут на себя функции расчетчиков заработной платы и счетов за пользование телефонами, все увереннее составляют графики работ и движения транспорта. Однако при этом они сталкиваются с неожиданной трудностью: вычислением времени. Мы привыкли к тому, что оно измеряется причудливой смесью дней, часов, минут и секунд. Машина же, работающая в системе единиц, кратных десяти, чувствует себя очень неловко, принимаясь считать, сколько времени трудился рабочий с 20 часов 27 минут 18 февраля до 5 часов 12 минут 19 марта. Сотрудники компании «Уэстерн электрик» (США) предлагают коренным образом изменить существующий способ времяисчисления и приспособить его к «мышлению» ЭВМ. Прежде всего, устранить деление на месяцы. Дни начинаютя с №1 (1 января) и кончаются №365 или 366 (в високосный год). Далее вместо часов, минут и секунд вводятся «миллисутки» – 1/1000 доля суток, которая будет равна 1,44 минуты или 86,4 секунды. Тогда 18 февраля окажется №49, а 18 часов 00 минут 18 февраля запишется как 049,750 суток».
Забавнее всего, что новинки эти – с почти двухвековой историей. Она началась 31 июля 1793 г. – 13 термидора первого года республики – декретом Конвента, вводившим метрическую систему во Франции. Одновременно с метром и граммом, литром и аром, заменившими старые единицы мер, предложено было переделать и часы: в сутках – 10 часов, час – 100 минут, минута – 100 секунд. Изготовили даже несколько образцов часов с новыми циферблатами и по-новому рассчитанными зубчатками. Хотели распространить десятичную систему и на угловые меры, тем более что знаменитый французский математик Лагранж еще в 1782 г. предлагал это, были даже изданы соответствующие таблицы логарифмов.
Метрическая система мер длины, веса, объема хоть и не сразу, но вошла в жизнь сначала науки, а потом и государств почти всего мира. Даже Англия и США, упрямо державшиеся старинных, неудобных мер, сейчас сдали позиции и готовятся к переходу на десятичный счет.
Но почему французы не осуществили вторую часть предполагаемой реформы? Трудно сказать, хотя начать именно тогда, в конце XVIII в., было наиболее удобно, менее всего болезненно. Часов было мало, настолько мало, что, как пишет Шамфор, крестьяне где-то в Бретани приняли однажды стенные часы, полученные неким священником в подарок от своего сеньора, за ненавистный «габель» – соляной налог, и «уже начали запасаться камнями, намереваясь уничтожить злополучные часы, но тут подоспел священник и уверил их, что это вовсе не габель, а свидетельство о полном отпущении грехов всем его прихожанам, присланное папой». Пусть даже этот рассказ и преувеличение, – оно тем более показательно. Если бы Франция двести лет назад сделала в отношении времени столь же решительный шаг, как и в отношении всех остальных мер, сегодня разделенный на 10 частей циферблат не вызывал бы у нас недоумения, а 12-часовая шкала выглядела бы жалким архаизмом.
Но... момент был упущен, и вводить новое деление суток сейчас, когда существуют многие сотни миллионов часовых механизмов, когда напечатаны миллионы томов научных книг с формулами, выведенными на базе традиционного счета времени, когда все радиотехнические системы опираются на совершенно условный герц (условный в том смысле, что он не связан ни с каким физическим процессом), вряд ли разумно. Сомнительно, чтобы наука и техника согласились перейти на десятичный отсчет. Хотя, с другой стороны – кто знает? Может быть, в будущем выгоды от такого перехода перекроют нынешние потери?
• Глава четвертая. В поисках абсолюта
• Оглавление