Митчел Уилсон - Американские ученые и изобретатели

• Название: Американские ученые и изобретатели
• Автор: Митчел Уилсон
• Издательство: Pyfybt
• Жанр: Научпоп
• Год: 1964

Очерки, посвящённые самым выдающимся учёным и изобретателям Америки, чья деятельность оказывала часто решающие влияние на развитие мировой науки и техники. Рассказывая об их жизни и творчестве, автор в то же время показывает их неразрывную связь с мировой наукой, с мировой культурой. Поэтому содержание книги значительно шире того, что можно предположить по её названию.

Книга представляет собой серию литературных портретов известных американских ученых и изобретателей — Франклина, Морзе, Эдисона, братьев Райт, Фултона, Эли Уитни, Генри, Чарльза Гудийра, Александра Белла, Уилларда Гиббса, Альберта Майкельсона, Роберта Милликена, Ли де Фореста, Ирвинга Пангмюра.

Читателя, который даст себе труд познакомиться с очерками Митчела Уилсона, воскрешающими яркие страницы истории изобретательской мысли, не придётся убеждать в высоких литературных достоинствах этого труда. Писатель выступает не только как острый новеллист, но и как глубокий знаток тех конкретных областей человеческой деятельности, в которых подвизаются его герои.

---

Вскоре по приезде на плантацию Уитни присутствовал при разговоре соседей. Как обычно, гости сетовали на тяжелые времена. Не было товарных культур; единственный сорт хлопка, который мог произрастать в этой местности, сорт с зелеными семенами (упланд), не имел никакой практической ценности. Требовалось десять часов ручного труда, чтобы отделить один фунт хлопкового волокна от трех фунтов мелких твердых семян. До тех пор, пока не будет изобретена какая-нибудь машина для очистки, этот сорт хлопка так же никчемен, как сорняки.

— Господа, — обратилась к гостям миссис Грин, — призовите на помощь моего молодого друга, мистера Уитни. Он все может! Любая задача ему под силу.

По настоянию миссис Грин и Миллера Уитни изучил процесс ручной очистки, наблюдая за движением рук рабочих. Рабочий держал в одной руке семя, а другой отрывал от него короткие волокна. Машина, которую сконструировал Уитни, попросту повторяла эту операцию. Вместо руки, в которой рабочий держал семя, Уитни применил своего рода сито, состоявшее из продольно натянутых кусков проволоки. Больше времени ушло на то, чтобы изготовить проволоку, чем само сито. Нужного сорта проволоки тогда еще просто не существовало.

Работу пальцев, отрывающих волокна, в машине Уитни выполнял барабан, вращающийся рядом с ситом, почти вплотную к нему. Поверхность барабана была покрыта тонкими проволочками, изогнутыми в форме крючков, которые захватывали волокна. Натянутые нити сита придерживали семена, в то время как крючки отрывали волокна. Щетка, вращающаяся в четыре раза быстрее, чем барабан, снимала волокна с крючков. Сначала Уитни думал применить вместо крючков маленькие циркулярные пилки, но их невозможно было достать. Вот и все детали знаменитого джина — хлопкоочистительной машины Уитни. И впоследствии она существенно не изменилась.

Уитни устроил демонстрацию первой модели для группы друзей. В течение часа он выполнил на машине дневную норму нескольких рабочих. Одного обещания Уитни взять патент на машину и изготовить еще несколько экземпляров было достаточно, чтобы люди, присутствовавшие на демонстрации, немедленно отдали распоряжение засевать целые поля хлопком-упландом.

Новость облетела окрестности с такой поразительной быстротой, что в мастерской Уитни высадили дверь и машина подверглась тщательному осмотру. Уже спустя несколько недель хлопком было засеяно такое пространство, что и за год Уитни не смог бы изготовить достаточное количество машин для будущего урожая.

Хлопковая лавина

Изобретатель обычно жалуется на то, что его машине не дают ходу. Уитни жаловался как раз на обратное. Прежде чем он успел завершить первый образец машины и получить патент, созрел хлопок, который поспешно посеяли плантаторы. Урожай поджимал, так что плантаторам было не до высоких принципов закона и этики, и они без зазрения совести копировали машину Уитни.

Уитни предложил Миллеру стать его компаньоном. Они договорились, что Уитни отправится в Нью-Хэвен, получит патент и начнет делать машины. Миллер же останется на Юге и договорится с плантаторами об условиях пользования машинами. Поскольку не существовало никакого прецедента, компаньоны не знали, как построить отношения с плантаторами. Сначала они решили не продавать машины, а отдавать их в аренду за определенный процент от доходов. Они и не подозревали, что увлечение хлопком примет столь эпидемические размеры и что при такой системе оплаты они смогут зарабатывать миллионы долларов в год. Миллер хотел брать с плантаторов одну меру хлопка за три обработанные меры. Это вызвало ярость плантаторов. Хлопок — культура, выращивание которой не требует большого труда, — белым потоком извергался из земли и угрожал затопить все.

Первая модель хлопкоочистительной машины Уитни.

К тому времени, когда Уитни и Миллер готовы были продать права на машину или довольствоваться лишь скромной частью доходов, которые получали от украденного изобретения «пираты», сумма, причитающаяся Уитни, достигла астрономической цифры. Между тем компаньоны уже завязли в долгах, и им ничего не оставалось делать, как подать в суд. Но суды, в которые они обращались, находились в хлопковой зоне. Наконец, в 1801 году, через восемь лет после начала хлопковой лихорадки, Уитни и Миллер готовы были довольствоваться единовременной уплатой определенной суммы каждым из хлопковых штатов. После этого хлопкоочистительная машина становилась общественной собственностью в границах данного штата. Даже такое выгодное условие принял всего один штат, да и тот предложил уплатить меньше половины запрошенной цены. Уитни назначил цену в 50 тысяч долларов, но получил только 20 тысяч.

На следующий год правительство штата Северная Каролина, последовав этому примеру, хотя в несколько иной форме, обложило всех плантаторов, использовавших хлопкоочистительные машины, налогом. Все собранные деньги, за вычетом 6 процентов комиссионных, были переданы Уитни и Миллеру. Это составило 20 тысяч долларов. Штат Теннесси уплатил 10 тысяч долларов, еще 10 тысяч долларов было получено от других штатов. Общий доход составил 90 тысяч долларов. Большая часть этой суммы пошла на покрытие судебных издержек и других долгов. В 1803 году штаты порвали это соглашение и потребовали через суд от Уитни вернуть все деньги, уплаченные ему и его партнеру. В том же 1803 году плантаторы заработали около 10 миллионов долларов на продаже хлопка. Цена на рабов возросла в два раза, и совесть уже не мучила плантаторов. Обещания предоставить рабам свободу были забыты.

Изобретение хлопкоочистительной машины впервые сделало рабство действительно выгодным, и в течение двух лет цены на рабов выросли вдвое. Хотя ввоз рабов был запрещен законом 1808 года, контрабандисты продолжали работорговлю во все увеличивающихся масштабах. В середине века раба, купленного за 15 долларов в Африке, продавали в Америке за 1500 долларов. На рисунке изображен план размещения партии рабов на французском 90-футовом бриге «Вижилант».

В следующем, 1804 году Уитни обратился к федеральному конгрессу с просьбой о помощи и большинством в один голос был спасен от полного банкротства. У него не осталось ни пенса, его патент не имел никакой цены. Ему было тридцать девять лет, и последние десять лет он почти целиком провел в судебных залах или в разъездах по стране из одного суда в другой.

Теперь он навсегда покончил с хлопком, хлопкоочистительными машинами и с Югом.

Вернувшись в Нью-Хэвен, Уитни решил начать новую жизнь. Он не знал еще, какой путь избрать. Ему предстояло вступить в новый период своей жизни, который не принес ему громкой славы, но оказался более плодотворным, чем предшествующий. Некогда Уитни изменил облик Юга, теперь ему было суждено преобразить Север. Он заложил основы и изобрел оборудование для системы, ставшей известной как «американский способ производства».

Уитни преобразил Север

В молодой американской республике была всего небольшая горстка опытных механиков. Уитни лучше других знал, как ничтожно их число. Поэтому он изобрел вещь, значительно более важную, чем любая машина. Он открыл новую систему производства, благодаря которой необученный рабочий мог производить предметы, равные по качеству предметам, изготовленным самым искусным и опытным механиком. Впервые он применил эту систему при производстве ружей. У него не было ни фабрики, ни машин, тем не менее он убедил правительство США передать ему заказ на изготовление 10 тысяч мушкетов стоимостью 13 долларов 40 центов каждый. Срок исполнения заказа был определен в два года. Только престиж Уитни — изобретателя хлопкоочистительной машины мог заставить правительство сделать такой рискованный шаг. Другого человека, похваставшего, что за два года он изготовит 10 тысяч ружей, сочли бы сумасшедшим.

До сих пор ружье от приклада до ствола изготовлялось вручную; детали одного ружья не соответствовали по размерам деталям другого, да и никто не стремился к такой точности. Уитни пришло в голову делать все части ружей машинным способом и настолько точно, чтобы каждая деталь одного ружья могла быть заменена такой же деталью любого другого. Он добился этого, сконструировав новое ружье. Для каждой детали изготовили лекало, игравшее ту же роль, что и выкройка для платья. Рабочий по лекалу вырезал из металла части ружья.

Уитни нужно было изобрести машину, при помощи которой можно было бы резать металл. Металлическая пластина крепилась на верстаке. Лекало накладывалось на пластину сверху, и режущий инструмент двигался по очертаниям лекала. Обычно в таких целях употреблялся резец, но резец требовал от рабочего специальных навыков. Уитни же использовал железное колесо с зубцами по краям, напоминавшее шестерню. Однако грань каждого зубца была слегка изогнута, заточена и закалена. При вращении колеса зубцы поочередно вступали в работу. Каждый из них действовал как резец. Все зубцы вгрызались в металл с одинаковой силой, поэтому колесо обладало свойством ровно разрезать металл. Таким колесом обводились очертания лекала, укрепленного на металлической заготовке. Для этой операции от рабочих не требовалось высокого мастерства или особых навыков.