Но Гюйгенс только смеялся над наивным собеседником. Да, это верно, король тратит порядочно. Вот, например, его новый дворец в Версале сто́ит уже почти сто миллионов ливров, то есть в четыре раза больше, чем составляют все государственные расходы Франции за год. Над постройкой этого дворца трудятся двадцать три тысячи рабочих. Одни фонтаны в саду Версаля обошлись в два миллиона. С точки зрения короля это совсем немного: ведь за последний год он истратил ровно столько же на покупку бриллиантов для украшения своих костюмов и на подарки придворным дамам. Однако это вовсе не означает, что у его величества есть желание тратить хотя бы сотую долю этих денег на работы ученых. Король не видит большого прока в математике и механике, а королевское представление о медицине не идет дальше пиявок, припарок и клизм, которыми придворные лекари спасают его величество от подагры и запоров.
Дени отвечал, что в таком случае ученые должны искать поддержки у других сословий. Найдутся же люди, заинтересованные в том, чтобы помочь науке! Взять хотя бы те же часы Гюйгенса. Неужели работу над этим изобретением не захотели бы поддержать купцы?!
- Вы чудак! - сказал Гюйгенс. - Не хотите же вы унизить науку и поставить ее на службу лавочникам? Я изобрел часы вовсе не для того, чтобы лабазники знали, когда им начинать торговлю. Ради чистой науки и для услаждения благородных сословий создал я свой маятниковый механизм.
- Но ведь пользоваться часами будут и лавочники! - упрямо твердил Папен. - В общем, я предлагаю вам пари: если через десять лет я не изобрету повозку или лодку, которая будет двигаться паром и за которую купцы сделают меня богачом, вы можете требовать от меня чего угодно.
- Ваша наивность не знает пределов. Если бы вы изобрели даже самый замечательный экипаж, передвигающийся без лошадей, то никто, кроме короля, не мог бы им воспользоваться. Вы, по-видимому, не знаете, что каждый цех мастеров и каждая купеческая гильдия имеют королевскую привилегию на производство тех или иных предметов и на торговлю ими. Имеется такая привилегия и у тележников. Никто, кроме мастеров тележного цеха, не имеет права построить самую паршивенькую таратайку. А если вы и попытаетесь это сделать, вас сейчас же засадят в тюрьму.
- Вы рассказываете страшные вещи, метр.
- А вы точно с луны свалились: не знаете того, что делается вокруг вас. Вот вам пример. Торговцы петухами имеют привилегию, а какой-то кухмистер осмелился продавать у себя в харчевне целых жареных петухов. Заметьте - жареных, но неразрезанных петухов. Этому примеру последовали его товарищи кухмистеры, полагая, что таким образом им удастся обойти монополию петушатников. Не тут-то было! Петушатники закукарекали на весь Париж, и этот первый кухмистер-смельчак вот уже шестой год сидит в тюрьме, а суд все еще разбирает тяжбу между петушиными торговцами и трактирщиками. По правде говоря, я думаю, что несчастный так и умрет в заточении. Судьи никогда не решат это дело. Стоит одной стороне дать судьям бо́льшую взятку, чем дали противники, и все разбирательство начинается сызнова. Так что вот вам мой совет: никогда не стройте, не изобретайте, не выдумывайте ничего, что должно попасть на рынок и послужить предметом потребления, иначе вы окажетесь в тюрьме. Поверьте, судебные крючки найдут повод посадить вас по самому пустяковому поводу, если это будет выгодно тем, кто их оплачивает.
- Этого не может быть! Полезное открытие пробьет себе путь в жизнь.
- Дай вам бог не разочароваться в этом убеждении, - сказал Гюйгенс, заканчивая разговор, - но я в него не верю.
Они в пятый раз подошли к подъезду его квартиры. Было уже утро. Город просыпался. Нужно было расставаться.
И вот то, о чем не смел мечтать Папен, случилось само собой: Гюйгенс предложил ему работать вместе. Он даже обещал устроить Папена на должность лабораторного служителя в физическую лабораторию академии, которой сам руководил. Гюйгенсу очень понравился молодой человек. Его заинтересовали смелые и прямые суждения Папена. Он увидел, что Дени начитан, хорошо знает физику и математику и может быть отличным помощником. Такой сотрудник нужен был Гюйгенсу, чтобы проводить опыты, на которые у него самого иногда не хватало времени - ведь приходилось много внимания уделять пустякам, за которые при дворе платили деньги, давали чины и награды! А Гюйгенс был падок до всего этого. Недаром же, оставив родную Голландию, он приехал ко двору блистательного французского монарха, Короля Солнца - Людовика Четырнадцатого.
Вскоре Папен, с радостью швырнув в мусорный ящик письма, рекомендовавшие его в качестве служителя медицины влиятельным парижанам, начал работу в физической лаборатории академика. Он надеялся никогда больше не вынимать из дальнего ящика свой докторский диплом.
О ТОМ, КАК ЛЕКАРЬ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ФИЗИКА И ДЕЛАЕТ УСПЕХИ НА НОВОМ ПОПРИЩЕ
После недолгой совместной работы Гюйгенс вполне оценил своего молодого помощника. Между ними установились самые дружеские отношения не только на работе, но и в частной жизни.
Голландский ученый, не имевший в Париже друзей, привязался к Папену и скоро предложил ему переехать в помещение при академии, где жил сам и где помещалась его лаборатория.
Папен убедился в том, что его первое впечатление о Гюйгенсе было ошибочно. Голландец, несмотря на любовь к роскоши, нарядам и побрякушкам, был настоящим ученым. Папен увидел, что Гюйгенс вовсе не так уж увлекается придворной жизнью, как показалось сначала. Общение с придворными и главным образом с покровительствовавшим Гюйгенсу первым министром Кольбером было для академика лишь средством добывания денег на научные работы.
Дени тоже привязался к своему учителю. Он научился понимать глубину замыслов Гюйгенса, на лету схватывал его идеи. Достаточно было Гюйгенсу заинтересоваться каким-нибудь предметом, как Дени самостоятельно отыскивал методы опыта и сооружал для него аппаратуру. Позднее он уже самостоятельно проводил ответственные исследования, и довольно скоро определились собственные научные интересы Папена. Он с головой ушел в опыты по "пневматике".
Занявшись изучением давления воздуха, Папен поставил своей целью отыскать быстрый и простой способ создания разрежения. Его увлекли опыты знаменитого немецкого физика Отто фон Герике над полушариями с выкачанным воздухом. Известие об этих "магдебургских полушариях", которые не могли разорвать двенадцать лошадей, быстро облетело всю Европу. Изучив насос, построенный Герике для выкачивания воздуха из полушарий, Папен принялся создавать собственный, более совершенный насос и очень быстро добился успеха.
Стало ясно основное направление работы Папена. Он не производил ни одного исследования, не делал ни одного опыта ради самого опыта. В каждом новом открытии Папен видел пока еще скрытую возможность его практического применения. Так, например, уже работая над своими первыми насосами, он мечтал о том, что, может быть, ему удастся таким путем создать машину, производящую полезную работу. Для этого он хотел использовать давление атмосферы. Он считал, что машина сможет поднимать тяжести, выкачивать воду…
Из опытов Торричелли, гениального ученика Галилея, из опытов Герике и Бойля, из наблюдений Гюйгенса и собственных исследований Папен уже знал, что воздух, окружающий землю, давит на нее с большой силой. Человеческое тело, например, испытывает такое давление, что, если бы оно не встретило изнутри противодействия такой же силы, человек был бы раздавлен в лепешку. Ведь стоило Герике удалить воздух из своих первых полушарий - и они были сплющены атмосферой, так как оказались недостаточно прочными. Торричелли с полной очевидностью доказал, что такое давление испытывает всякое тело. Он научился измерять это давление, а Папен был уверен, что можно научиться и управлять им. Для этого, по мысли Папена, нужно уничтожить противодавление, которое воздух оказывает самому себе. Иными словами, нужно научиться создавать пустоту. Тогда можно будет использовать огромную энергию, заключенную в атмосфере и пропадающую пока совершенно напрасно. Папену казалось, что добиться этого несложно.
Но действительность опровергла мнение Папена. Пришлось потратить два года на кропотливые опыты, прежде чем он мог прийти к сколько-нибудь удовлетворительным результатам. Описание своих работ Папен опубликовал в статье под названием "О новом опыте над безвоздушным пространством". Это было первым выступлением молодого ученого в печати. О нем узнал научный мир. Его работы обратили на себя внимание и заслужили похвалы естествоиспытателей новой школы. Научные связи Папена значительно расширились: он стал переписываться со многими учеными. В переписку с ним вступил сам Лейбниц. Этот замечательный ученый и философ приобрел к тому времени мировую славу. К мнению Лейбница очень прислушивались, и то обстоятельство, что он избрал своим корреспондентом Папена, сильно подняло авторитет Дени.
В самый разгар работ Дени над воздушным насосом, когда он искал наилучшие формы прибора, Лейбниц подал ему мысль использовать систему, ставшую потом известной всему миру под именем "поршня и цилиндра". Папен сразу оценил эту блестящую идею. Он немедленно бросил все остальное и принялся за осуществление такого прибора.
Он взял вертикальный пустотелый цилиндр B, закрытый снизу, и второй цилиндр A, внешний диаметр которого был равен внутреннему диаметру цилиндра B. При попытке вдвинуть второй цилиндр в первый Папен увидел, что это очень трудно, что нужно приложить большое усилие, чтобы продвинуть его хоть немножко. Находящийся в первом цилиндре воздух сопротивлялся движению поршня. Этот поршень как бы плавал на поверхности воздуха, заключенного в цилиндре. Но как только Папен открыл кран, поршень стал опускаться. Доведя его до дна цилиндра и закрыв кран, Папен убедился, что теперь поршень очень трудно вытащить обратно. Наружный воздух давил на него с огромной силой. И только когда Папен снова открыл кран, давление над поршнем и под ним уравновесилось, и поршень удалось свободно вынуть.
Проделав этот опыт, Папен стал обдумывать, как же использовать построенный им прибор. Он хотел заставить атмосферное давление работать. Вскоре он придумал приспособление, состоявшее из блоков, шнура и нескольких гирь. Перекинув шнур через блоки и прикрепив его конец к поршню A, Папен стал выкачивать из цилиндра воздух. И как же обрадовался он, когда увидел, что с удалением воздуха поршень опускается и тянет за собою шнур! На шнуре стали подниматься гири. Нужная Папену схема была найдена.
Следующей его задачей было отыскать способ быстро удалить воздух из-под поршня. Он понимал, что его аппарат может иметь практический смысл как машина для поднимания грузов только при условии, что движения поршня вверх и вниз будут чередоваться быстро.
Очень много времени ушло на попытки усовершенствовать воздушный насос, но Папену так и не удалось добиться сколько-нибудь удовлетворительных результатов. Выкачивание воздуха из-под поршня производилось очень медленно. Потеряв надежду повысить таким способом скорость поднятия груза, изобретатель пустился на хитрость. Он решил, что в случае надобности можно будет пустить в ход несколько таких машин и зацеплять ими груз по очереди. А чтобы каждая машина в отдельности быстро поднимала груз, он устроил наверху цилиндра особое приспособление. В своем верхнем положении поршень задерживался задвижкой. Воздух выкачивался из цилиндра, под поршнем образовывалось разрежение, а он все-таки оставался наверху. Когда воздух был, по мнению Папена, выкачан весь, изобретатель вынимал задвижку. Под давлением атмосферы поршень, не испытывающий сопротивления воздуха изнутри цилиндра, стремительно падал, и груз быстро поднимался. Цель Папена была достигнута, и он с гордостью продемонстрировал свое изобретение Гюйгенсу, от которого до того скрывал свои опыты.
Академик пришел в восторг от выдумки помощника. Он сбросил камзол и стал возиться с прибором. Раз за разом выдергивалась задвижка, поршень падал, и гири устремлялись кверху. Ученые радовались, как дети. Было решено немедленно приступить к постройке подобного аппарата больших размеров. Папен думал, что может торжествовать победу над Гюйгенсом, - ведь голландец мог теперь убедиться в том, что научное открытие, сделанное в его же лаборатории с чисто научными целями, можно использовать и на практике! Папену уже рисовались самые заманчивые картины. Он представлял себе, как на строительных работах рабочие, вместо того чтобы таскать камни и доски на спинах, будут поднимать их подобными машинами; он уже подумывал об устройстве "атмосферического" копра для забивки свай.
Гюйгенсу ничего не оставалось, как согласиться с необходимостью приступить к постройке большой машины, чтобы показать ее ученым и придворным.
Работа закипела.
НЕОЖИДАННОЕ РАЗОЧАРОВАНИЕ И НОВЫЕ ИДЕИ
Постройка аппарата подвигалась гораздо медленнее, чем рассчитывал Папен. Изготовлять отдельные части было очень трудно. Ведь для того, чтобы заставить наружный воздух вгонять давлением поршень в цилиндр, нужно очень плотно пригнать поршень к стенкам цилиндра. Воздух не должен просачиваться между поршнем и цилиндром. А это оказалось очень нелегким делом. В те времена еще не умели делать таких точных отливок, чтобы форма поршня была вполне правильной. Не было станков, на которых можно было точно обработать поверхность поршня и цилиндра. Их приходилось подгонять от руки.
Все время, пока производились эти работы, Папен ходил озабоченный и злой. Трудно было узнать его в похудевшем, длинном человеке, всегда выпачканном в копоти, со следами формовочной земли на платье, с руками, покрытыми ожогами и ссадинами.
Несмотря на участие Папена во всех работах, несмотря на все старания мастеров, дело не ладилось. Когда же наконец поршень был вполне точно пригнан к цилиндру и между их стенками не оставалось никакого зазора, обнаружился другой недостаток устройства: поршень так сильно терся о стенки цилиндра, что давление атмосферы не могло его опустить. Стоило поршню немного перекоситься, как он совсем застревал, и нужно было потратить много усилий, чтобы вытащить его обратно.
Папену ничего не оставалось, как сознательно увеличить зазор между стенками цилиндра и поршнем. И тут случилось то, чего с самого начала боялся Папен: воздух стал просачиваться и очень слабо давил на поверхность поршня. Двигатель утратил мощность и никуда не годился.
Папен понял, что до тех пор, пока мастера будут так беспомощны, нельзя и думать о постройке сложных аппаратов и машин. Только маленькие лабораторные приборы могли действовать. Папену казалось, что создавшееся положение служит лишь доказательством того, о чем в свое время он говорил Гюйгенсу: наука должна прийти на помощь практике во всех областях!
Разве наука не лишает себя возможности осуществлять свои замыслы тем, что не уделяет внимания вопросам обработки металла и дерева? Было ясно, что до тех пор, пока ученые не помогут мастеровым добиться большой точности в изготовлении частей машин, они не смогут осуществить на практике многих открытий и изобретений.
Гюйгенс, довольно спокойно отнесшийся к неудаче с машиной, считал положение вполне естественным. Он вовсе не собирался изменять свой взгляд на науку, считая, что удел ученых - лаборатория и кабинет; ученому нет никакой надобности идти в закопченные мастерские. Пусть мастеровой люд сам решает свои задачи, а когда решит - придет и скажет, что готов выполнять заказы ученых.
Однажды, обсуждая этот вопрос с Гюйгенсом, Папен сказал:
- Мы находимся в заколдованном круге. Чтобы построить машины, могущие использовать скрытые силы природы, нужно иметь станки, а чтобы приводить в движение станки, нужно иметь сильные машины. Взгляните на гениальную идею Лейбница: поршень, движущийся в цилиндре. Этим можно покорить атмосферу. Но что делать, когда мы не умеем построить поршень и цилиндр? Чтобы овладеть атмосферой, нужно их построить, а чтобы их построить, нужно овладеть атмосферой. Разве это не заколдованный круг?
Гюйгенс беспечно ответил:
- Дело обстоит совсем не так плохо. Нет надобности ломать себе голову над такими сложными проблемами. Предоставьте это философам, имеющим право всю жизнь думать и ничего не придумывать. Пусть они попробуют на этот раз сочетать науку с жизнью.
- Вы неправы. В сочетании изобретения с нуждами современников и состоит задача изобретателя. Что пользы в моем изобретении, если оно не нужно современникам? Если осуществление идеи невозможно - значит, идея неверна. Вероятно, я должен искать иное решение вопроса о двигателе, работающем воздухом. По-видимому, мое решение недостаточно просто или, наоборот, оно еще недостаточно совершенно. Хотя совершенство и простота - не одно ли это и то же?
- Я думаю, ваша идея верна. Воздух, выкачанный из-под поршня, позволит атмосфере двигать этот поршень с огромной силой. Дело в деталях, а они рано или поздно будут придуманы.
- Но я теперь сомневаюсь в самой идее. Выкачивать воздух! Разве это не чепуха? Наружный воздух над поршнем, видите ли, должен подождать, пока господин Папен кончит возиться со своим насосом. Конечно, это чепуха! Удалите воздух мгновенно, и поршень устремится вниз. Тут ему не помешают никакие щели. Разве это не задача, достойная ученых: удалить воздух из цилиндра в одно мгновение? Вот вам вопрос, поставленный перед наукой самой жизнью.
Гюйгенс пришел в раздражение:
- Жизнь не может ставить науке задачи! Наука выше жизни!
Папен понимал, что его собеседник неправ, но не находил убедительных возражений.
Раздражение Гюйгенса росло под влиянием упрямства ученика. Папену не хотелось ссориться со своим учителем, и, уверенный в своей правоте, он замолчал и пошел спать. Но, едва уснув, Папен почувствовал, что кто-то трясет его за плечо:
- Эй, эй, поднимайтесь!
Раскрыв глаза, Папен увидел Гюйгенса. По лицу ученого он понял, что случилось нечто необычайное. Да и костюм Гюйгенса был настолько непривычным, что заставил Папена вскочить. Он еще никогда не видел франтоватого голландца в таком виде: на нем не было ничего, кроме короткой рубашки и нарядных ночных туфель с большими серебряными пряжками. Видимо, что-то важное помешало Гюйгенсу одеться, а может быть, наоборот, совсем раздеться, ложась в постель.
Академик потащил Папена в свою комнату. И тут, в спальне ученого, Папен понял причину его странного наряда: по-видимому, перед сном Гюйгенсу пришла в голову какая-то идея, и он решил ее немедленно изобразить. Одна простыня, смятая и исчерченная углем, валялась на полу, другая, тщательно разложенная на столе, тоже была покрыта угольными рисунками. Тут же были наскоро сделаны какие-то вычисления.