Алхимия и жизнь. Как люди и материалы меняли друг друга

Рамирес Айнисса

Часы Бенджамина Хантсмена

Бенджамина Хантсмена очень раздражали его часы. Он родился в 1704 г. в Эпворте, в Англии, и имел репутацию умного, изобретательного и искусного часовщика [21] . В родной деревне он чинил всякие механизмы – и замки, и часы, и инструменты, и вертела [22] . Но, несмотря на инженерный талант и смекалку, он недолюбливал собственные часы. Их точность оставляла желать лучшего из-за низкого качества металлических пружин.

21

Kenneth Charles Barraclough, Benjamin Huntsman, 1704–1776 (Sheffield, UK: Sheffield City Libraries, 1976), 2.

22

Samuel Smiles, Industrial Biography: Iron Workers and Tool Makers (Boston: Ticknor and Fields, 1864), 136.

В

самой глубине часового прибора есть тикающий механизм. В некоторых часах маятник качается из стороны в сторону; в маленьких карманных этот механизм состоит из баланса – колеса с тонкой спиралевидной пружинкой. Пружина баланса при работе часов расширяется и сжимается, как грудная клетка, передавая движение спусковому механизму, который и производит звук «тик-так». Если пружинка в часах «икает», то они спешат; если «дышит» слишком глубоко – отстают. Для точности прибору необходимы гибкие, безупречные пружины со стабильными вдохами и выдохами.

К сожалению, качество доступных Хантсмену металлов не отличалось постоянством, поскольку ингредиенты в них не были равномерно распределены. Более того, в этих металлах содержались нежелательные примеси и включения. Из-за неоднородности материалов ритм часов был неравномерным, а из-за примесей и включений пружинки лопались. И то и другое плохо сказывалось на точности измерения времени.

Решая, как усовершенствовать пружинки в своих часах, Хантсмен обратил внимание на исходный материал – металл, называемый цементированной сталью. Цементированную сталь получали путем добавления углерода в железо, для чего сталевары помещали железные бруски в печь, раскаляли докрасна, а потом обкладывали углями [23] . Через пять дней в брусках содержалось большое количество углерода из угля, но значительная часть скапливалась у поверхности, как у плохо пропитавшегося маринадом стейка. Для более глубокого перемешивания сталеварам приходилось разогревать металл до размягчения, сплющивать его молотом в пластину, а затем складывать ее вдвое, чтобы металл стал более однородным. Этот метод, несомненно, был хорош для введения углерода, но никак не помогал очистить металл от посторонних примесей. Хантсмену необходимо было придумать другой способ.

23

Kenneth Charles Barraclough, "Swedish Iron and Sheffield Steel," Transactions of the Newcomen Society 61, no. 1 (1989): 79–80.

Однажды Хантсмена в его часовой мастерской в Донкастере [24] посетила простая, но революционная мысль: расплавить железо полностью. В расплавленном металле ингредиенты будут перемешиваться лучше, и углерод распределится равномерно. Кроме того, посторонние примеси и включения легче жидкого металла и всплывут на поверхность по такому же принципу, как масло отделяется от воды, и тогда Хантсмен сможет их удалить.

Он начал работать тайно, избегая связей с внешним миром, и сотни попыток заканчивались неудачей. Записи о его исследованиях сгорели при пожаре, но свидетельства экспериментов остались в земле у его мастерской в Донкастере. Он безуспешно пытался размешать углерод и удалить посторонние частицы. После десяти лет работы, около 1740 г., Хантсмен наконец довел свою сталь до совершенства. Он отметил это достижение изготовлением часов.

24

Smiles, Industrial Biography, 137.

Секрет успеха Хантсмена заключался в создании емкости для расплавленного металла. Этот контейнер – тигель – выглядел как высокая античная ваза. Керамический тигель мог выдерживать не только жар металла, но и его значительный вес. Чтобы создать такую емкость, Хантсмен размалывал привезенные из Голландии [25] горшки и добавлял графит и особую английскую глину, которую называли стоурбриджской. После этого Хантсмен разбавлял смесь водой, а затем один из его верных рабочих месил ее голыми ногами восемь-десять часов [26] . Голыми ступнями можно было не только выдавить из глины все пузырьки воздуха, но и обнаружить в ней камешки – а избавляться необходимо и от того, и от другого, иначе тигель треснет, и сталь прольется.

25

Alan Birch, The Economic History of the British Iron and Steel Industry, 1784–1879: Essays in Industrial and Economic History with Special Reference to the Development of Technology (London: Cass, 1967), 301.

26

John Percy, Metallurgy: The Art of Extracting Metals from Their Ores, and Adapting Them to Various Purposes of Manufacture (London: John Murray, 1864), 835.

Вымесив глину, из нее лепили емкости, которые сушили, а затем обжигали в специальной печи. Когда тигли были готовы, начинался процесс варки стали.

Хантсмен оттачивал свой метод в новой мастерской неподалеку от города Шеффилда, который был центром сталеварения. Его рабочие складывали бруски цементированной стали в тигель, который затем опускали в печь на пять часов. Когда тигель доставали, рабочий

умело переливал сталь в форму, стараясь при этом, чтобы в нее не попал верхний слой, образованный нежелательными всплывшими включениями. После того как вся сталь оказывалась в форме, получался однородный металл под названием тигельная сталь, именно из нее изготавливали тончайшие пружины для часовых балансов, которые раскручивались и скручивались равномерно. Благодаря изобретению Бенджамина Хантсмена появились более точные часы, которые можно было держать в кармане, вешать на стену или носить по всему Лондону, снабжая горожан временем, как Рут Бельвиль с ее «Арнольдом».

Узнав точное время в Королевской обсерватории, Рут Бельвиль с «Арнольдом» направлялась к лондонским докам, а потом нарезала круги по всему городу, пересекая попутно самые разные районы. Она начинала на востоке, принося время в доки, полные преступников и вони. Тик-так. После этого устремлялась в фешенебельную западную часть Лондона – на Оксфорд-стрит, Риджент-стрит и Бонд-стрит, где располагались дорогие магазины и ювелиры (в том числе и королевский ювелир [27] ). Тик-так. Дальше она направлялась к северу на Бейкер-стрит, к фабрикам и промышленным зданиям. Тик-так. Следующий маршрут – на юг, к частным клиентам, живущим в пригороде. Тик-так. Потом она приносила время двум миллионерам, для которых точное время в доме было символом статуса [28] . Тик-так. И всю дорогу, пока шла через центр Лондона, по пути заносила время в банки. Тик-так. Наконец долгий день заканчивался, и Рут возвращалась домой в Мейденхед, а через семь дней весь цикл повторялся. Тик-так.

27

Rooney, Ruth Belville, 99.

28

Stephen Battersby, "The Lady Who Sold Time," New Scientist 25(2006): 52–53.

С «Арнольдом» в сумочке она шла и шла по мощеным улицам, покрытым угольной пылью и усеянным кучами лошадиного навоза. Когда средства позволяли, она пользовалась общественным транспортом, в том числе трамваем, метро и поездом. Городская жизнь была сложной, грязной и нервной. В туманном воздухе висел густой дым. Крики торговцев и цоканье лошадиных копыт сливались в непрерывную какофонию, в которую изредка врывался шум автомобиля – а она все несла время. Рут проходила милю за милей по этому городу, зарабатывая себе на хлеб. Она была предпринимательницей, когда женщины еще не имели права голоса. Рут описывали как крепкую, энергичную [29] особу с решительным характером, вдобавок она обладала талантом общения с людьми из разных слоев общества, живя в мире, где всем заправляли мужчины. Рут с «Арнольдом» были неотъемлемой частью лондонской жизни. Ко времени завершения ее карьеры в США установили другие часы, которые стали центром притяжения для людей. Рут справлялась с задачей одна, когда взбиралась на крутой холм на окраине города, чтобы узнать точное время. Когда ее карьера уже подходила к концу, жители Нью-Йорка толпами приходили в деловой район города с той же целью – узнать точное время.

29

Rooney, Ruth Belville, 100.

В 1939 г. по адресу Бродвей, 195, на углу манхэттенской Фултон-стрит, в витрине головного офиса корпорации AT&T поместили инсталляцию в стиле ар-деко. Это были часы, но непростые. Они считались самыми точными общественными часами в мире. Каждый день, особенно между полуднем и двумя часами дня [30] , сотни пешеходов совершали паломничество к этой витрине и держали наготове палец на заводной головке в ожидании, когда секундная стрелка достигнет верха, чтобы установить точное время на своих часах. Только охотникам за временем было невдомек, что эти часы обязаны своим существованием одному малоизвестному ученому, который нашел замену пружинам Бенджамина Хантсмена. Тиканье механизма за почти метровым циферблатом обеспечивалось кусочком кварца особого свойства. И командовал этим кварцевым кристаллом ученый по имени Уоррен Мэррисон.

30

Ed Wallace, "They're Men Who Know What Time It Is," New York World-Telegram, December 23, 1947, 17. ATT.

Кристаллы, которые колеблются

В начале XX в. Уоррен Мэррисон, умный и спокойный канадский парень, казался чужаком, пришельцем из другого времени. И он потратил всю жизнь на то, чтобы это исправить. Он родился в Инверари [31] , Онтарио, и первым достижением в его жизни был побег с отцовской пасеки, поскольку амбиции юного Мэррисона простирались куда дальше пчеловодства. Живя в этом отсталом городишке, Уоррен мечтал об электричестве и усердно учился в школе, чтобы попасть в Америку и исполнить свою мечту о будущем. И он своего добился.

31

W. R. Topham, "Warren A. Marrison-Pioneer of the Quartz Revolution," Bulletin of the National Association of Watch and Clock Collectors, Inc., no. 31 (1989): 126–134.