Страница 5 из 76
Среди множества машин, которые не работали, особое место занимает цепная машина Стевина. Это, пожалуй, первая из машин, изобретатель которой знал заранее, что она не может работать. Знал — и создал ее с намерением передать свое убеждение другим. К сожалению, он не достиг цели. К этому привел ряд причин.
Он писал просто, точно и ясно, но писал, как и говорил, по-фламандски, на своем родном языке, на языке малого народа. Поэтому его могли понимать только жители части Нидерландов и Бельгии, а здесь число образованных людей было весьма невелико во времена, отстоящие от наших дней приблизительно на 400 лет. Правда, труды Стевина были переведены на латынь, международный язык тогдашней науки, и на французский язык, язык дипломатов и светских салонов, но внимания к себе не привлекли. Между тем мало известный своему времени ученый заслуживал внимания — его след в науке заметен и поныне.
Симон Стевин родился в 1548 году в Брюгге. О жизни его известно мало. Вначале он был чиновником и собирал подати в родном городе. Затем стал инспектором сухопутных и водных сооружений. Страна жила трудно под игом покоривших ее испанцев. Возможно, поэтому молодой Стевин покинул родину и в течение десяти лет путешествовал по Европе. Возвратился он только в 1581 году, когда страна уже освободилась от иноземного господства. В последние годы жизни он занимал кафедру математики в Лейдене.
Посещая столицы мелких княжеств и крупных государств, Стевин во многих из них видел машины — разные, похожие только одним: все они не работали. Они не работали, несмотря на упорные попытки их создателей заставить машины работать безостановочно.
В те времена главными двигателями — средством передвижения и тягловой силой — служили животные. Они тянули повозки и качали воду, дробили руду и мололи зерно. Правда, кое-где применялись ветряные мельницы, которые не только мололи зерно, но и качали воду. Но ветер капризен. То его нет, то он разрушает лопасти. Издревле для тех же целей применялись и водяные колеса. Но реки текут далеко не везде. Как при этом не мечтать о других двигателях, использующих более надежные силы природы! Например, силу тяжести, действующую везде и всегда. Или какие-нибудь иные силы. Нужно лишь присмотреться к природе, найти в ее бесконечном богатстве подходящую силу и применить ее к делу. Заставить работать постоянно, а не так, как работает капризный ветер, работать там, где это нужно и где нет надежных, но ленивых рек или бурных, но трудно укротимых водопадов.
И мечтатели трудились, не щадя сил и времени. Искали. Размышляли. Делали выводы. Строили модели. Так они пришли к заключению, что большая модель крутится лучше и дольше, чем маленькая. И обычно это соответствовало действительности. Поэтому изобретатели строили все более и более крупные и даже огромные машины. Но все эти модели и машины не работали долго, хотя должны были работать. Ведь все рассуждения ясно показывали, что машины хорошо задуманы и должны работать не только долго, но и вечно. Однако не работали… Хоть убей. И многих изобретателей казнили или сажали в тюрьмы нетерпеливые заказчики, вкладывавшие деньги в опыты и в строительство машин. Дельцы не делали различия между истинными энтузиастами и мошенниками, а среди изобретателей все чаще попадались жулики и обманщики, которых интересовала только нажива, а машина была лишь поводом для того, чтобы выманивать деньги из легковерных.
Многое повидал Стевин в своих скитаниях. Повидал, изучил, обдумал. Большинство из таких машин содержало рычаги и блоки, зубчатые и ременные передачи, насосы и водяные колеса, которые так успешно работали во всех случаях, когда их приводили в движение вода, ветер, животное или просто рука человека. Для того чтобы создать машины, действующие без помощи воды, ветра или животных, изобретатели создавали все более сложные комбинации простых механизмов, надеясь так хитро их соединить, чтобы они работали сами по себе, одна от другой. И некоторые из машин действительно слушались. Но недолго. Потом останавливались. Портились? Или расчеты были не точны? И изобретатели их улучшали. И они работали дольше. Но вновь останавливались. Что-то опять портилось. То ли расчеты требовали дальнейшего уточнения. То ли нужно было тщательнее изготовить какую-то деталь. Уменьшить трение. Усложнить конструкцию… Найти более хитроумное приспособление… Ведь стоило потратить новые силы и дополнительные деньги, чтобы заставить в конце концов работать даровые силы природы под стать тому, как задаром работает ветер и текущая вода!
При том уровне знаний требовалась незаурядная интуиция и решимость, чтобы сказать себе — нельзя! Невозможно заставить работать силу тяжести больше чем один раз. Невозможно заставить силу поверхностного натяжения переливать воду из нижнего сосуда в верхний. Невозможно… Да, сила текущей воды может вращать колесо. Но это колесо не сможет вернуть воду обратно, вверх против течения, чтобы, стекая еще раз, она вновь вращала то же колесо.
Стевин понял эту очевидную в наши дни, но загадочную в его время истину. Он только не мог понять тупого упрямства изобретателей и их меценатов, не желавших прислушаться к его словам. Они были единодушны — пусть скептик убирается восвояси и не мешает работать! Чего стоят его рассуждения, если модель вот-вот начнет действовать! Может быть, этот ученый муж просто добивается того, чтобы мы отступились, а сам доведет нашу идею до конца. И обогатится! Пусть убирается…
И он уходит. И едет дальше. И все повторяется в другом месте. Наконец он возвращается на родину. На освобожденную родину, где уже нет всесилия князьков и инквизиторов. И он думает. И ставит опыты. Опыты, которыми до него никогда не занимались ученые, а только изобретатели двигателей. Ведь учащихся от поколения к поколению убеждали в том, что они должны лишь наблюдать природу и размышлять — так учил великий Аристотель и все другие великие ученые до Аристотеля и после него: Платон и Евклид, и менее великие, но достойные именоваться учеными. Однако он, Стевин, ставивший выше всех Архимеда, тем не менее думал по-своему. Одними рассуждениями, считал он, не добьешься большего, чем сделал Архимед. Природа не легко выдает свои тайны пассивному наблюдателю. Только производя опыты, можно узнать кое-что новое. Конечно, если продумывать результаты. Продумывать критически, не упорствовать, как изобретатели вечных двигателей. Продумывать так, как это делал Архимед, и проверять свои мысли числами, как это делал он. Числами и чертежами.
Шли годы. Через пять лет после возвращения Стевина на родину вышла его книга, написанная, как мы уже знаем, к сожалению, по-фламандски. Замечательная книга. На ее титульном листе автор начертал вещие слова: «Чудо не есть чудо», а под ними изобразил цепь, на которую нанизаны 14 одинаковых шаров. Цепь перекинута через треугольник, лежащий на гипотенузе прямым углом вверх. 4 шара лежат на большом катете, 2 — на малом. Остальные 8 висят внизу.
Эта машина — символ. Основа всего, что содержится в книге. Это новое слово в науке. Слово, которому было суждено надолго остаться неуслышанным. Цепная машина и не должна была работать, но через многие годы она поставила своего создателя рядом с великими учеными.
Книга, о которой идет речь, посвящена статике — древнейшему разделу механики, и включает в себя гидростатику — раздел, имеющий особое значение для Нидерландов, страны мореходов и земледельцев, постоянно отстаивавших свои поля от разрушительных набегов воды. В этой книге Стевин предстает перед нами как прямой последователь Архимеда. При решении задач и общих проблем механики он применяет исключительно геометрический метод. Следует Архимеду и в построении системы определений, постулатов, теорем и в последующем решении задач. Однако он отнюдь не эпигон. При всем сходстве применяемых приемов и внешней аналогии в изложении материала имеется одно отличие. Существенное отличие, делающее Стевина одним из великих и самостоятельных умов, не столько завершающих труды предшественников, сколько открывающих дорогу последователям, пусть даже оставшимся в неведении его заслуг.