Джеймс Уатт. Его жизнь и научно-практическая деятельность
Шрифт:
Мало того, творческий процесс в его мозгу, очевидно, сопровождался настоящими родовыми муками. Никогда во всю свою жизнь не страдал он так много от головных болей, как в это время; никогда он не изобретал с большими страданиями и едва ли когда-нибудь он отдавался такому полному отчаянию, как в эти дни. Снова и снова давал он себе зарок ничего больше не изобретать, не затевать новых проектов, не делать новых опытов и, по словам его сына, целыми часами сидел у стола, опустив голову на руки и не произнося ни одного слова. Но проходило несколько дней, и он опять забывался в творческом потоке своих мыслей, опять работал в том же направлении и в результате дарил миру важные новые открытия. Его творчество шло не только помимо сознания, но и наперекор воле. До чего он мало сознавал, что в нем происходит, показывают его настойчивые и, несомненно, совершенно
ГЛАВА X. УАТТ-УЧЕНЫЙ
Что особенно поражает в Уатте – это его независимость во всем, что он знал и сделал. Он был в полном смысле слова самоучкой. Нельзя сказать, чтобы тогда не было школ, университетов, где бы можно было учиться естественной философии (так в Англии называют опытные науки, как будто есть еще другая философия – не естественная).
Но Уатт их не посещал.
Будучи прикован нуждой к станку и мастерской, он никогда не имел на это ни досуга, ни средств.
Даже теорию скрытого тепла, которая имела такое важное значение для его изобретений, он узнал от самого доктора Блэка, а не из его лекций. Прежде он никогда не проходил ни в одной школе сколько-нибудь цельного систематического курса.
Еще живя в отцовском доме в Гриноке, начал он интересоваться астрономией и сам наблюдал звездное небо в роще, за домом. Позднее стал читать книги и по другим отраслям естествознания – физике, химии, анатомии, медицине, механике и проверял все прочитанное опытами, но без всякого стороннего руководства. При этом химии отдавалось предпочтение перед всеми другими науками.
Таким образом продолжал он свое самообразование всю жизнь: читал и наблюдал все, что ни попадалось под руку, и изо всего выбирал только то, что было для него важно и нужно. Эта способность быстрого и меткого выбора, как бы чутьем, составляла один из замечательных его талантов.
Другой бы десять раз запутался в гигантской груде знаний и фактов, приобретенных без всякой системы и где попало, а у Уатта от этого лишь вырабатывались новые способности сортировать знания и отбрасывать ненужное. Из его заметок о каком-нибудь бездарном, но объемистом труде читатель всегда мог узнать гораздо больше, чем от самого автора.
А масса разнообразных сведений, собранных им, была действительно громадна, и далеко не по одним естественным наукам – химии или механике, в которых он, разумеется, был специалистом, – но буквально по всем отраслям знаний, не исключая даже такие, как древности, метафизика, литература, поэзия и тому подобное.
Он знал европейские языки и был хорошо знаком с иностранными литературами.
Немецкому языку он научился специально для того, чтобы прочитать известную тогда книгу по механике (“Theatrum Machinarum”), [6] когда еще жил в глазговском университете. Таким же образом овладел он и итальянским языком.
6
“Машинный театр” (лат.)
При всем том его знания были замечательно точны и ясны; стоило только кому-нибудь дать ему тему, указать предмет, о котором желательно побеседовать, и от Уатта можно было услышать массу замечательно интересных, обдуманных сведений и фактов, которые он излагал так легко и свободно, как будто всю свою жизнь только этим предметом и занимался. “Он, – как выражался Вальтер Скотт, его современник, – обнимал всякий вопрос своим талантом”, и всякому слушателю казалось, что он имеет дело с человеком, в руках которого все так ясно, просто и понятно.
Как мы не раз уже говорили, ученым по профессии Уатт был так же мало, как и по образованию, – но создавал научные работы, удивлявшие ученых. Его целью было не обогащать науку, как бы он ее ни любил, а “побеждать природу”, и для этого “нужно было только находить ее слабые места”. Наука служила ему лишь средством добиваться этого.
Нужно, впрочем, заметить, что тогдашняя наука во многом еще отличалась от того, что называется этим именем теперь. Строгих границ не существовало: тепло и свет считались такими же элементарными веществами,
В этом отношении уяснение перехода тел из одного состояния в другое, то есть из твердого в жидкое, из жидкого в газообразное и обратно, имело громадное значение. Открытие скрытого тепла Блэком послужило первым важным шагом, благодаря которому истина стала выясняться. На теплоту начали смотреть как на скрытую составную часть всех простых тел, которые ее отделяют или поглощаются, смотря по обстоятельствам.
Очень естественно, что Уатт, которому большую часть своей жизни пришлось проработать над сбережением и расходованием тепла, над образованием из воды пара и превращением этого пара в полезную работу, должен был беспрестанно натыкаться на вопрос о переходе тел из одного состояния в другое, а при своем умении браться за дело и “из всего делать науку” не мог не додуматься до новых научных истин.
Так оно и было. Зная, что вода для превращения в пар должна, как тогда выражались, “соединиться” со скрытым теплом, а с другой стороны, что чем больше видимое тепло пара, тем меньше его скрытое тепло, – Уатт уже в 1782 году в письме к Болтону высказывает следующее предположение: при сильном нагревании водяного пара он, по всей вероятности, совершенно изменит свою природу и превратится в какой-нибудь газ или воздух, как тогда называли газы.
Примерно тогда же многие ученые, производя опыты с возгоранием водорода, всегда замечали при этом появление влажности. Пристлей первый заметил, что и при взрывании гремучей смеси водорода с кислородом в закрытом стеклянном сосуде электрической искрой на стенках его после охлаждения появляется роса, очень похожая на воду. Эти опыты повторялись многими тогдашними английскими и французскими учеными, но появление росы всегда объяснялось осаждением влажности из воздуха и взятых газов, а не соединением самих газов в воду. Наконец пришли к заключению, что вода есть не что иное, как соединение одной объемной части кислорода и двух частей водорода; что она получается из их соединения со взрывом и выделением тепла и разлагается на них при очень сильном нагревании водяного пара или при пропускании электрического тока через воду. Спрашивается, кто же первый додумался до этих выводов?
Во всех учебниках химии пишется, что честь открытия состава воды принадлежит английскому ученому Кавендишу. Это подтверждается и ссылкой на его работу “Опыты над воздухом”, помеченную январем 1783 года. Но это не совсем так: этот год неверен и был в свое время публично изменен на 1784 год, когда сочинение было представлено в Королевское общество и опубликовано им. С другой стороны, в начале 1783 года в то же Королевское общество была представлена работа Джеймса Уатта под заглавием: “Мысли о составных частях воды и о кислороде”, в которой совершенно ясно устанавливались положения, что… “вода, свет и тепло суть единственные продукты бурного соединения водорода с кислородом в закрытом сосуде при опытах Пристлея и что, следовательно,, вода состоит из кислорода и водорода, лишенных части их скрытого или элементарного тепла и – дальше – что чистый или лишенный флогистона воздух состоит из воды, лишенной своего водорода и соединенной с элементарным, или скрытым, теплом и светом”.