Страницы истории науки и техники
Шрифт:
Лице свое скрывает день,
Поля покрыла мрачна ночь,
Взошла на горы чорна тень,
Лучи от нас склонились прочь.
Открылась бездна звезд полна;
Звездам числа нет, бездне дна.
Другое — юмористическое:
Случилось вместе два астронома в пиру,
И спорили весьма менаду собой в жару,
Один твердил: Земля, вертясь, круг Солнца ходит;
Другой —
Один Коперник был, другой слыл Птоломей.
Тут повар спор решил усмешкою своей.
Хозяин спрашивал: — Ты звезд теченье знаешь?
Скажи, как ты о сем сомненье рассуждаешь?
Я правду докажу, на Солнце не бывав.
Кто видел простака из поваров такого,
Который бы вертел очаг кругом жаркого? [227]
Мы уже говорили о высокой оценке Пушкиным творчества Ломоносова. Приведем в заключение слова Пушкина о слоге Ломоносова: «…ровный, цветущий и живописный, заемлет главное достоинство от глубокого знания книжного славянского языка и от счастливого слияния оного с языком простонародным» [228] .
227
Там же, т. 4, с. 371–372.
228
Пушкин А. С. Поли. собр. соч. М., 1959, т. 7, с. 29.
Техника
XVII и особенно XVIII века оказались временем значительного ускорения в развитии техники. Причинами этого явилась замена путем буржуазных революций в наиболее экономически развитых странах феодального общественного строя капиталистическим и большие успехи, достигнутые к тому времени наукой, создающие основу развития техники. XVII и XVIII века подготовили почву для небывалого научно-технического прогресса, чему будет посвящена вторая часть книги.
Направлений развития техники много, гораздо больше различных машин, аппаратов и приборов — больших и маленьких. Мы постараемся выбрать в качестве примеров те направления техники, которые представляют наибольший интерес.
Быстрое развитие промышленности во многих странах требовало создания достаточно мощных, экономичных и удобных для использования источников энергии, которые могли бы приводить в действие все нуждающиеся в этом машины. С давнего времени распространение получили водяные и ветряные колеса.
Рис. 15. Гидравлическое колесо.
Количество гидросиловых установок (рис. 15), их мощность непрерывно росли. Они получали применение на многих производствах, где до этого машины и орудия приводились в действие вручную или силой животных. В связи с ростом мощности колес все шире стал применяться металл для валов и некоторых других деталей. Во Франции на р. Сене в 1682 г. была сооружена крупнейшая для того времени установка, состоящая из 13 колес диаметром по 8 м, служившая для привода более 200 насосов, подававших воду на высоту свыше 160 м, и обеспечивавшая питание водой фонтанов в Версале и Марли.
Во второй половине XVIII в. под руководством русского изобретателя К. Д. Фролова были построены уникальные гидротехнические сооружения для откачки воды па серебряных рудниках Алтая, подъема руды из шахт и привода в действие лесопилки. Горный инженер А. Карпинский так описал свои впечатления: «Кто посещал Змеиногорский рудник, тот, конечно, с удовольствием осматривал производимые на оном работы, превышающие, кажется, силы человеческие, и механические устройства, облегчающие труды рудокопателей при извлечении сокровищ из недр земных. Удивленный путешественник спросит невольно: кем устроены в глубоких храминах земли сии огромные колеса, каких не существует ни в одном из российских рудников, приводимые в движение водою, протекающей через длинные каналы, высеченные в камне? Изобретатель сего механизма есть берг-гауптман 6 класса Козма Дмитриевич Фролов» [229] .
229
Цит. по: Зворыкин А. А., Осьмова II. II., Чернышев В. И., Шугар дин С. В. История техники. М., 1962.
Но свое главное слово гидроэнергия сказала значительно позже, в XX в.
Наряду с водяными колесами широкое применение находили ветряные колеса. Задачи они выполняли различные, но чаще всего служили для привода в действие мельниц. Перед водяными колесами их преимущество заключалось в том, что место их расположения по понятным причинам менее связано с природными условиями. Недостатком же их являлось большое (в большинстве случаев) непостоянство скорости ветра, хотя реки (за редким исключением) тоже имеют существенные колебания стока воды, главным образом сезонные и годовые.
Одним из главных факторов технического прогресса рассматриваемого периода была паровая машина, представлявшая собой первый универсальный двигатель.
Известно, что попытки создать двигатель, работающий на водяном паре, использовать силу пара восходят еще к Архимеду, древнегреческому ученому Герону Александрийскому и Леонардо да Винчи. Но задача оказалась не такой простой, и универсальный паровой двигатель был создан и начал находить широкое применение только во второй половине XVIII в. До этого было сделано несколько более или менее удачных попыток.
Рис. 16. Схема машины Севери.
Одной из первых таких попыток была паровая машина, созданная в самом конце XVII в. английским инженером Томасом Севери (1650–1715), схема которой представлена на рис. 16. Назначением машины была откачка воды из шахт; она использовалась также на водокачках. Принцип ее работы следующий. При заполненном водой баке 2 открывался вентиль А, и водяной пар из котла 1 заполнял бак 2, выжимая находившуюся в нем воду через открывавшийся клапан С (при закрытом клапане В) в сосуд 4. Когда вся вода из бака 2 перетекала в сосуд 4, вентиль А закрывался, бак 2 снаружи охлаждался водой, так что в нем образовывалось давление гораздо ниже атмосферного. Как это видно из схемы машины, клапан С при этом закрывался, а клапан В открывался. Под воздействием атмосферного давления бак 2 заполнялся водой из сосуда 3, и цикл работы машины мог быть повторен. В результате вода из нижнего сосуда 3 (например, из шахты) поступала в верхний сосуд 4 (например, на поверхность). Однако практическое использование машина Севери получила очень небольшое.
Рис. 17. Схема машины Ньюкомена.
Значительно больший успех имела машина английского изобретателя Томаса Ньюкомена (1663–1729), схема которой приведена на рис. 17. Машина Ньюкомена действовала следующим образом. В положении, представленном на рисунке, поршень насоса 1 под действием собственной тяжести опускался в нижнее положение, переместив находившуюся в цилиндре насоса 1 воду в верхний сосуд 3. При этом клапан А был, конечно, открыт, а клапан В — закрыт. В это время рабочий цилиндр 5 был заполнен паром, поступавшим из парового котла 7. При этом вентиль D был открыт, а вентиль С — закрыт. Коромысло 4, как показано на рисунке, было наклонено влево. Вслед за этим в рабочий цилиндр 5 из сосуда 6 впрыскивалась холодная вода, пар в цилиндре 5 конденсировался, и давление становилось значительно ниже атмосферного. При этом во время впуска холодной воды из сосуда 6 в рабочий цилиндр 5 вентиль С был, естественно, открыт, а вентиль D — закрыт. Вследствие создавшегося в рабочем цилиндре 5 вакуума его поршень под действием атмосферного давления опускался вниз, коромысло 4 поворачивалось вправо, поршень насоса 3 поднимался вверх, его цилиндр при закрытом клапане А и открытом клапане В заполнялся водой из сосуда 2. Далее цикл машины повторялся. Результатом работы машины Ньюкомена, часто именовавшейся атмосферной, являлся подъем воды с более низкого уровня на более высокий.