Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени - Джеймс Бёрк

Решение Гаррисона было простым и изящным. На закрепленном конце стальной пружины он установил небольшой латунный ползунок. С учетом характеристик линейного расширения обоих металлов размеры ползунка были точно рассчитаны таким образом, чтобы при сжатии или расширении латуни ползунок перемещался вверх или вниз и фиксировал часть пружины определенной длины. Поскольку сталь пружины тоже сокращалась и расширялась, длина свободного участка пружины (который и приводил в движение часовой механизм) всегда оставалась неизменной. В ходе испытательного плавания из Лондона на Барбадос было подсчитано, что погрешность механизма Гаррисона составляет всего одну десятую секунды за пятнадцать месяцев. Теперь судно, возвращающееся из заокеанского плавания, могло ошибиться всего лишь на пятьсот ярдов — фантастическая точность, однако и ее было недостаточно.

Мало радости в том, чтобы по пути домой в темную ненастную ночь сбиться с курса на пятьсот ярдов и напороться на скалы, которые отстоят от курса на эти самые пятьсот ярдов и не оборудованы маяком. Надо сказать, что в середине XVIII века маяки285 — 172 в Европе встречались редко. Строить их начали еще в начале предыдущего столетия, но они часто становились жертвой собственной успешности. Сооружали их в основном из дерева, и для того чтобы свет маяка был ярким, использовалось много свечей, что рано или поздно приводило к пожарам. К тому же хлипкие деревянные конструкции разрушались штормами и ураганами.

Самым опасным участком побережья Британии считались Эддистоунские скалы в сорока милях от главного порта страны — Плимута. Дело осложнялось тем, что движение судов в этом районе было достаточно плотным. Эддистоунские скалы приобрели печальную знаменитость из-за большого количества затонувших кораблей и разрушенных маяков. Только в 1756 году было уничтожено сразу два маяка, и местные коммерсанты вознамерились построить новый, который простоял бы не одно десятилетие. Для работы они привлекли инженера Джона Смитона, уже известного к тому времени благодаря изобретению водолазного колокола, переустройству гаваней и экспериментам с водяными колесами. Спроектированный им новый маяк имел конический профиль и был выстроен из гранитных блоков, соединенных шипами типа «ласточкин хвост» и скрепленных новым, самым прочным цементом. Маяк благополучно простоял сто двадцать лет, стал своеобразной достопримечательностью и был даже изображен на эмблеме Лондонского инженерно-строительного общества.

Эддистонский маяк Смитона (гравюра 1879 года). Инженер собственноручно ввинтил позолоченный шар, украшаюший купол маяка. Свет давали двадцать пять шестифунтовых свечей. Маяк был виден на расстоянии пяти морских миль. Он простоял сто двадцать лет и был заменен на новый в 1882 году (первые конструкции новой постройки видны на переднем плане)

Со Смитоном больше не случалось ничего необычного, разве что в 1770 году он изобрел станок, растачивающий цилиндры для водяных насосов. Однако через четыре года его перещеголял другой изобретатель, инженер и металлург Джон Уилкинсон. Его сестра вышла замуж за Джозефа Пристли286 — 164 (с его газировки и началась наша история). Уилкинсон был одержим железом. Он выстроил церковь, целиком состоящую из железа, платил жалованье рабочим собственными железными деньгами, а похоронен был в железном гробу. По ночам Уилкинсон даже спал с железным шаром в руке, и, когда он шевелился во сне (потому что ему снилась очередная гениальная идея), шар падал в металлический кувшин. Уилкинсон просыпался, записывал идею и снова ложился спать с шаром в руке.

В 1774 году он разработал станок для расточки цилиндров c жестким неподвижным валом и режущей головкой. Заготовка цилиндра вращалась вокруг вала. Такая технология позволяла вытачивать цилиндры с точностью до «толщины старого шиллинга». Именно такая точность была нужна Джеймсу Уатту для создания новой паровой машины, с которой началась Великая промышленная революция.

Станок Уилкинсона вызвал и другие революционные последствия — его использовали для высверливания пушечных стволов. В 1788 году Уилкинсон удостоился сомнительной чести и поставлял орудия обеим сторонам англо-французской войны, а также американским колонистам, сражавшимся с Англией. Ему удавалось контрабандой провозить пушки во Францию под видом металлических труб, поскольку двумя годами ранее он действительно поставлял трубы для нового парижского водопровода и был советником французского металлургического завода Ле Крезо. Новые пушки были тоньше и весили меньше, чем предыдущие образцы. Эти, казалось бы, незначительные улучшения изменили характер войны, поскольку позволили Жану Батисту Грибевалю, главному артиллерийскому инспектору, внедрить новые правила использования артиллерии в бою. Еще в 1765 году он занялся стандартизацией орудий и разделил их на четырех-, восьми— и двенадцатифунтовые. По его приказу с пушек убрали все украшения, таким образом был снижен их вес. Боеприпасы также подверглись стандартизации в зависимости от дальности стрельбы. Регламентирована была и доставка боеприпасов на поле боя. Все эти процедуры преследовали цель упрощения замены и ремонта орудий.

Важные перемены произошли, когда новые орудия попали в руки бывшего артиллерийского лейтенанта, а теперь хозяина Франции, Наполеона Бонапарта287 — 96. Легкие, произведенные с большой точностью и сделанные из взаимозаменяемых деталей, пушки Уилкинсона позволили создать новый тип воинских соединений. После 1799 года главной ударной силой Наполеона стали девять мобильных полков конной гвардейской артиллерии. Как говорил сам император, «…исход моих битв решает конная артиллерия гвардии, я могу задействовать ее в бою, когда захочу и где захочу». Артиллеристы могли оперативно перемещать по полю боя до сорока легких орудий и разбивать их на группы, чтобы вести перекрестный огонь и артиллерийскую подготовку для облегчения действий пехоты.

В случае с наполеоновской армией это было жизненно необходимо, поскольку его пехоту в значительной степени составляли неопытные и необученные новобранцы, которые никак не могли тягаться с профессиональными солдатами противника (пока их не покрошила артиллерия). Наполеон говорил: «Чем хуже войско, тем больше требуется артиллерии. Есть соединения, для которых мне нужно в три раза меньше пушек, чем для остальных».

По мере развития артиллерийской тактики Наполеон применял ее все более эффективно и жестко: «Цель артиллерии — не уничтожить как можно больше солдат противника или разбить его соединения поодиночке, а пробить брешь в его обороне, остановить его атаку и поддержать своих солдат, брошенных в наступление». На пике своих военных успехов Наполеон использовал фактор скорости и внезапности для концентрации на одном участке до ста орудий, «которым ничто не в силах противостоять, поскольку даже такое же количество орудий противника, растянутых в цепь, никогда не обеспечит такого же результата».

Неуязвимая армия Наполеона шагала по Европе. В 1799 году на пути в Австрию наполеоновская армия встретила вооруженное сопротивление в швейцарском кантоне Унтервальден. Сотни защитников пали, и их дети остались сиротами. Иоганн Генрих Песталоцци, бывший фермер средних лет из города Станс (столицы кантона), решил взять на себя заботу об оставшихся без присмотра детях и организовал школу в стенах бывшего монастыря. Так начался самый необычный и масштабный педагогический эксперимент в истории. Песталоцци не преуспел ни в агрономии, ни в литературе, зато в педагогике он стал звездой первой величины. Возможно, по причине нехватки средств на книги и школьное оборудование или же потому, что образование в те времена было дорогим удовольствием — так или иначе, Песталоцци сформулировал новый педагогический метод. В 1801 году он написал книгу «Как Гертруда учит своих детей. Попытка дать матерям наставление, как самим обучать своих детей».

Теории Песталоцци радикально отличались от всего того, что делалось в образовании раньше. По мнению Песталоцци, современное образование основывалось только на зубрежке учебников и не имело никакого отношения к целостному развитию ребенка и связи школьных знаний с реальным миром. Детям рассказывали о горах, где они никогда в жизни не бывали, их учили добродетели и долгу, но они не имели даже отдаленного представления о том, что означают эти понятия. Методика Песталоцци была направлена на развитие у детей восприятия и интуиции через познание мира на примере непосредственного опыта. Он был против формальностей, не делил детей на классы и не использовал учебников. Поощрялось общение учеников и учителей на равных, а также обучение одних детей другими. Ученики и педагоги даже спали в одних спальнях и вместе занимались. По расписанию первое занятие начиналось в 6 утра, затем следовал завтрак и еще один урок в 8 утра. В 10 утра детей кормили вторым завтраком, давали час на отдых, потом занятия продолжались до 16:30. Далее следовал отдых до 18:30, снова уроки до 19:00, ужин в 20:00 и сон в 22:00.