Изобретено в России: История русской изобретательской мысли от Петра I до Николая II

Французские горки

Использовались ли екатерининские горки в летнее время, точно неизвестно. Одни историки утверждают, что да, другие – что нет. Но прямых доказательств ни того ни другого не существует, по крайней мере, никаких тележек с колесами не сохранилось. Об их существовании, правда, пишет в книге «Удивительная машина крика» (The Incredible Scream Machine: A History of the Roller Coaster) американский художник и историк, профессор Университета штата Нью-Йорк в Олбани Роберт Картмелл. Но откуда он взял эту информацию, неизвестно, – русских первоисточников мне найти не удалось.

Так или иначе, французы, многократно гостившие в Ораниенбауме, – а Франция была невероятно популярна в России в конце XVIII века, некоторые наши дворяне по-французски говорили лучше, чем по-русски, – привезли идею к себе на родину.

В 1812 году в Париже открылись первые в мире публичные русские горки. Французы не скрывали их происхождения: аттракцион назывался Les Montagnes Russes à Belleville, то есть «Русские горки в Бельвилле». В 1817-м у них появился конкурент – аналогичный аттракцион Promenades Aériennes («Воздушные прогулки») в парке Божон. Обе системы были не ледяными, а летними, с вагонетками, и в обеих было реализовано то, что отсутствовало в исходной русской конструкции, – цикличность. Катающаяся публика описывала круг и останавливалась в точке, откуда можно было быстро подняться к старту. Из Франции система перекочевала в Англию, а в 1840-х появились первые «железные дороги-центрифуги», то есть горки с замкнутой петлей. Той самой, которую полвека спустя запатентует американец Лайна Бичер.

Promenades aériennes («Воздушные прогулки»), построенные в 1817 году в Париже, в парке Божон. С гравюры Амбруаза Луи Гарнерэ

В США первые горки пришли из Европы в тех же 1840-х, а чуть позже талантливый инженер Ламаркус Эдна Томпсон превратил их в величайший аттракцион XIX века. Горки вернулись обратно в Европу уже в дизайне Томпсона, правда, сохранив название «русских» в большинстве языков – французском, испанском, итальянском.

Я не буду рассказывать дальнейшую историю горок. Сегодня в мире несколько тысяч подобных аттракционов. Перепады высот на них достигают 140 метров, а скорости – 200 км/ч. Обратно в Россию горки приехали из Америки и потому получили название «американских». В СССР они строились начиная с 1930-х годов. В частности, массивные и оригинальные по конструкции американские горки были в Ленинграде, в саду Госнардома (ныне это Александровский парк). К сожалению, они погибли во время войны.

Но в целом – да, горки действительно не американские, а русские. Придумал их народ, реализовали Растрелли и Ринальди, а французы и американцы вынесли идею в мир.

Поедемте кататься, господа!

Часть II
От Петра Великого до первого патентного закона

В принципе, все, что я хотел рассказать о Петре, попало во введение и вступительный текст первой части книги. Да, этот человек действительно сделал для России больше, чем все цари до него и те, кто правил в течение следующих лет ста после его смерти. Да, он вытянул страну из тьмы и застоя, задал новое направление развития ее общественно-экономическому укладу и, что важно, положил начало невиданному ранее техническому прогрессу. И да, при Петре изобретатели впервые обрели имена: конкретные люди делали конкретные вещи.

Важнейшим фактором, предопределившим научно-технический прогресс, стало развитие типографского дела. Как я уже писал, прежде книги были исключительно религиозного характера, до Петра на Руси было издано всего-навсего четыре светские книги из примерно 700 наименований. Петр же первым делом заключил контракт на печать русскоязычных книг с голландским издателем Яном Тессингом – этот шаг позволил независимой типографии конкурировать с церковным печатным двором. Контролировал этот процесс и отвечал за переводы Илья Федорович Копиевский – обосновавшийся в Голландии эмигрант, специалист по издательскому делу. С его подачи Петр заказал у Тессинга, помимо исторических книг, «Краткое и полезное руковедение в аритметику», сам же Копиевский, основав свою типографию, позже издал грамматики латинскую и русскую («славяно-российскую»), русско-немецко-латинский словарь («лексикон») и еще ряд научно-популярных книг – сейчас мы бы назвали это так. Позже, уже для использования в российских типографиях, был разработан гражданский шрифт, предназначенный специально для светских изданий.

Все это дало мощный старт наукам. 14 января 1701 года в Москве открылась знаменитая Школа математических и навигацких наук – первое в России высшее (или средне-специальное, смотря как интерпретировать) техническое учебное заведение, предтеча Бауманки и МАИ. В школе обучали инженерному, артиллерийскому и морскому делу, располагалась она в Сухаревой башне, а возглавлял ее на первых порах граф Яков Вилимович Брюс – «русский шотландец», известный механик и ученый, удостоившийся за свою работу народной славы колдуна.

Там, на базе школы, бурную деятельность развил Леонтий Федорович Магницкий, первый в России преподаватель математики. Его биография поразительна: сын крестьянина, пахарь, он готовился в монахи и на монастырские деньги учился в Славяно-греко-латинской академии^[1] языкам и грамоте, но никак не математике. Последнюю он освоил самостоятельно – по собственным выкладкам и тем жалким крохам информации, которые имел возможность добыть (латинские книги по этому предмету в академической библиотеке все-таки были). Тут стоит заметить, что в списках студентов академии не встречается ни фамилии Магницкий, ни настоящей его фамилии Теляшин (новую, красивую фамилию ему впоследствии пожаловал Петр I, сказав: «Магнит притягивает железо, а Теляшин – знания»). Так что в целом ранние годы Магницкого – сплошная загадка для историков.

Математику в школе преподавал выписанный из Абердинского университета шотландец Генри (или, на русский лад, Андрей Данилович) Фарварсон, а Магницкий на первых порах поступил к нему в помощники. Так вот, Леонтий Магницкий стал автором первого русского учебника по математике «Арифметика, сиречь наука числительная» (название там длиннее, ибо так было принято, но я не хочу его тут полностью приводить), а позже – книги по логарифмам. Причем «Арифметика» на деле представляла собой свод разных наук – с включением астрономии, геодезии, навигацкого дела – и служила главнейшим учебником математики более полувека, все первые российские ученые и академики выросли на Магницком. В 1715 году Магницкий возглавил Школу и проработал ее руководителем до конца жизни.

Вообще поразительно, какой огромный скачок русское общество совершило за тридцать с небольшим лет правления Петра I. Нет такой технической отрасли, которая не развилась бы, не преодолела бы застой, не прорвалась бы сквозь тьму за эти годы. По велению Петра открывались высшие учебные заведения, начинали работать мастерские и, что важно, во главе угла становился человек – создатель, творец, ученый. В документах того времени, помимо имени заказчика, начали появляться имена мастеров, архитекторов, механиков, выполнивших работу.

Авторское право

2 марта 1748 года произошел еще один важный прорыв. Купцам Антону Тавлеву, Терентию Волоскову и Ивану Дедову была выдана первая в России привилегия «на устроение фабрик для делания красок по предложенному ими способу». Это произошло еще вне рамок официального законодательства: как я уже писал, первый полноценный закон об интеллектуальной собственности был принят лишь в 1812 году. В период между этими двумя датами привилегии выдавались нерегулярно, по специальному прошению и милостью правящего императора или императрицы. Поэтому количество их было исключительно мало: всего 76 патентов между 1748-м и 1812-м. Для сравнения: первый патент Соединенных Штатов Америки был выдан в 1790 году (на самом деле патенты существовали на американских территориях и раньше, в бытность их британскими колониями), и за первые 22 года этой практики молодое государство выдало 1855 патентов.

Дело тут не только в особенностях менталитета. В Европе тогда уже существовала строгая система выдача патентов на изобретения, и США взяли ее как есть у Великобритании. В России же Петр попросту не успел перенять что-либо в этой области, и русские привилегии выросли из документов, выдаваемых правительством на организацию какого-либо бизнеса или производства. То есть бумаги, разрешающие, скажем, беспошлинную торговлю, существовали еще при Алексее Михайловиче в середине XVII века, а в середине XVIII века из этой практики выделились первые привилегии на изобретения и новшества. Если присмотреться внимательнее, в таком смешении понятий бизнеса и изобретательства можно заметить еще одну неприятную деталь: даже обычное предпринимательство в течение длительного времени не было правовой нормой. По сути, самодержец лично выдавал разрешение на открытие частного дела и в любой момент мог это право отобрать.

Позже количество российских привилегий значительно выросло, но вплоть до начала XX века система была исключительно бестолковой и бюрократизированной. В XIX веке в России выдавали в среднем 80–120 патентов в год, в то время как в США их количество доходило до 20 000. Стоил патент бешеных денег, сравнимых с годовым окладом чиновника среднего ранга, рассматривали заявление от двух до десяти лет, причем потом могли и отказать без каких-либо разумных причин. И, что самое неприятное, сроки действия были очень небольшими; на реализацию идеи давали до смешного малый срок, а в случае если автору не удавалось ее внедрить, интеллектуальные права отзывали. Об этом я подробнее напишу во введении в третью часть книги.

В целом в XVIII веке возможность получать патенты имели только очень богатые люди – дворяне, купцы или промышленники, причем главным образом вхожие к императору или императрице. Ломоносов, скажем, был держателем нескольких привилегий. Но по сравнению с тем, что происходило за сто лет до Петра, это было просто невероятным шагом вперед.

Тем не менее самые главные русские изобретения этого периода не были закреплены привилегиями. Ни винтовой лифт Кулибина, ни самоходка Шамшуренкова, ни сухое молоко Кричевского не фигурировали в документах о защите авторских прав, в первую очередь потому, что изобретательский талант далеко не всегда подразумевал финансовые возможности и умение договариваться с инстанциями. А история артиллерийских инноваций графа Шувалова – это вообще памятник национальному бесправию: граф регулярно поручал подчиненным разработать новое орудие, затем подписывал результат своим именем и шел на поклон к императрице.

Стоит отметить еще один момент. Несмотря на всю петровскую деятельность, российская научно-техническая мысль оставалась в некоторой изоляции от европейской. В результате многие изобретения появлялись, так сказать, повторно. Упомянутый выше Леонтий Шамшуренков построил свой экипаж на мускульной тяге, прообраз веломобиля, в мае – ноябре 1752 года, и это было «герметическое» изобретение, использовавшееся для развлечения знати и не получившее никакого распространения. В то же время аналогичную коляску-самокатку с педальным приводом, который крутили два пажа, еще в 1649 году построил немецкий математик и механик Ганс Хаутш (в наших источниках часто пишут латинскую форму его имени – Иоганн). Немец ездил на ней сам и сделал несколько аналогичных повозок для представителей аристократии, в том числе для датского монарха Фредерика III и для кронпринца Швеции, будущего короля Карла X Густава. Есть и другие упоминания об экипажах с мускульным приводом, построенных задолго до Шамшуренкова. Это ни в коей мере не умаляет инженерного таланта русского самоучки. Я просто констатирую факт вторичности изобретения.

Ну ладно, теперь давайте перейдем к конкретике.

Глава 5
Андрей нартов и его станки

У первого русского изобретателя есть имя, отчество и фамилия. Еще не было в России никакой защиты авторских прав, никаких лабораторий, никакой Академии наук, когда трудился Андрей Константинович Нартов – талантливый инженер, изобретатель десятков различных станков, реформатор российской научно-технической мысли и личный друг Петра I.

Первый промышленный токарно-винторезный станок с механическим суппортом^[2] был запатентован британским инженером Генри Модсли в 1800 году. Именно Модсли и считается революционером в токарном деле, именно его помнят в мире. Он работал в мастерских известного предпринимателя, одного из изобретателей гидравлического пресса, Джозефа Брамы, создал там свои первые станки, а затем, бросив труд по найму в 1797-м, основал собственную компанию, перевернувшую машиностроительный мир. Но Модсли начал разработку своей машины в 1780-х, в то время как Андрей Нартов мало того что построил первый подобный станок на 60 лет раньше, так еще и подробно описал его в своей книге, оконченной в 1755 году. Знал ли Модсли о станках русского самоучки? Неизвестно, но такое вполне вероятно. Книгу он видеть не мог, поскольку напечатана она была спустя много лет после смерти и русского, и англичанина, но вот реальный станок Нартова, хранящийся в Париже, не мог не привлечь внимание Модсли.

Впрочем, незаслуженно забытым Андрея Константиновича назвать нельзя. Многие его изобретения получили признание и «пошли в народ», а сам он был членом Петербургской академии наук и начальником академических мастерских. Возвышение Нартова кажется удивительным, если знать, что он происходил из посадских людей, то есть из простых мещан.

Он родился в 1693 году, в темное время совместного правления двух государей – малолетнего Петра и болезненного Ивана. Скорее всего, родители Андрея Нартова были мещанами среднего достатка – это объясняет тот факт, что в 16-летнем возрасте он поступил на работу и в обучение в мастерские Московской школы математико-навигацких наук. Располагалась она в знаменитой Сухаревой башне, бывшем владении шотландского «колдуна» Якова Брюса. Андрей занимался токарным делом, и именно там, в мастерских, к нему пришла удача. На Нартова обратил внимание частенько посещавший школу Петр I и уже в 1712 году вызвал юношу в Петербург – скорее всего, потому, что непосредственным руководителем Нартова был немец Иоганн Блеер, главный мастер по изготовлению станков для петровской токарни. Кроме того, Петр привлек в свою мастерскую еще как минимум двух специалистов, работавших в Москве: немца Франца Зингера и англичанина Георга Занепенса, прозванного Юрием Курносым для простоты – тогда всем иностранцам давали русифицированные имена-клички.

Высокая должность

Нартов очень быстро доказал правильность выбора и стал «царевым токарем», личным мастером Петра I. Это была очень высокая должность, что-то вроде современного министра промышленности: Андрей переделывал и совершенствовал станки в придворных мастерских, изготавливал по царскому заказу разные предметы и постоянно учился. В 1718-м Петр отправил Нартова в Европу – перенимать чужое мастерство. Помимо этого, Нартов должен был собирать сведения о новых европейских технологиях, а также искать талантливых иностранных мастеров для работы в Петербурге.

Интересно, что к тому времени Нартов уже спроектировал и построил свой легендарный токарно-винторезный станок с суппортом («педестальцем», как писал сам изобретатель). Станок в сопровождении его создателя был отправлен в Берлин для демонстрации мастерства русских ремесленников, и прусский король Фридрих Вильгельм I лично осмотрел изобретение Нартова. Удивительно то, что молодой человек везде имел успех – и как посланник из России с сильным козырем (личный друг царя), и просто как талантливый инженер. Два года он путешествовал по Европе, учился в Берлине, Лондоне и Париже, знакомился с тонкостями литейной и оружейной промышленности, осваивал мануфактурное производство, токарное и слесарное дело. При этом все общение с родиной Нартов и его спутники вели через Бориса Ивановича Куракина, первого российского посла в Великобритании, Нидерландах и Германии. Тот, человек чрезвычайно занятый, регулярно забывал пересылать Нартову средства и на закупку книг и оборудования, и просто на существование, так что путешествие не всегда было безоблачным. Помогало лишь то, что Нартов время от времени обещал Куракину нажаловаться лично Петру. Вообще переписка Нартова и Куракина – это прямо детектив, помноженный на мыльную оперу; советую найти и почитать.

Париж стал для русского механика городом триумфа. Говорят, что Жан-Поль Биньон, президент Парижской академии наук, предлагал Нартову остаться во Франции, но тот отказался, и Биньон написал для Нартова хвалебное рекомендательное письмо, служившее, по сути, пропуском в научные круги любой европейской страны. Это тем более удивительно, что Биньон был гуманитарием до мозга костей – религиозным философом и личным библиотекарем короля, но все равно проникся талантом и обаянием русского.

Поколесив по Европе, Нартов вернулся на родину.

Годы сытые и голодные

Период наибольшей активности Нартова пришелся на 1720–1725 годы. Петр предоставил ему огромные мастерские и почти полную свободу действий. За это время инженер разработал несколько конструкций токарных станков, ранее не виданных нигде и никем, параллельно занимаясь внедрением различных систем в корабельное и артиллерийское дело, а на досуге создавая скульптуры. В документах можно встретить «махину железную, в которой нарезывают на колесах часовых зубцы», «махину простую токарную ж, работает колесом», «махину черенковую розовую, которая воображает в параллель-линию фигуры» и т. п. При этом он получал 300 рублей в год (немец Зингер, для сравнения, – 1500) и лишь с трудом смог добиться удвоения оклада. Дружба дружбой, а бухгалтерия бухгалтерией.

В 1724 году он предложил Петру I основать «Академию разных художеств» по образцу французской Академии искусств и ремесел. Царь положительно принял инициативу, был создан проект, деливший все ремесла на 19 подгрупп, но случилась беда: в 1725 году Петр I скончался. В течение года Нартов был отстранен от двора, его «махины» остались пылиться в мастерских, а едва расцветший век русского изобретательства (под началом Нартова трудилось немало талантливых токарей и мастеров, которых Андрей Константинович отбирал сам) неожиданно закончился тьмой и самодурством смутного периода, когда монархи менялись каждые несколько лет, а правили за их спинами хитроумные фавориты и министры.

Впрочем, Нартов имел слишком хорошую репутацию, чтобы его можно было просто так предать забвению. Тем более, кроме него, сильных инженеров в стране практически не было. Нартова отправили в Москву поднимать монетный двор, работавший по старинке, без оборудования, и напоминавший в большей мере хлев, нежели завод по производству денег. За семь лет Нартов разработал прессы для чеканки, станки для нарезки гурта, точные весы и другое оборудование, приведя монетный двор в современное по тогдашним меркам состояние. При этом изобретатель продолжал придумывать станки и другие машины, например спроектировал систему для так и не состоявшегося подъема Царь-колокола. В 1735 году Нартова снова потребовали в Петербург. Ну не то чтобы потребовали: в течение двух лет он, уже завершивший все свои московские дела, писал многочисленные прошения в столицу, желая вернуться и продолжить работу в токарных мастерских, но пока его письма дошли до императрицы, утекло очень много воды.

И снова Академия

С одной стороны, никто, кроме Нартова, не мог возглавить механические мастерские при Петербургской академии наук: механики, сравнимые с ним по таланту и активности, в стране просто отсутствовали. С другой стороны, все академики были иностранцами, а возглавлял академию немецкий барон Иоганн Альбрехт фон Корф, занимавшийся в основном упрочением собственного положения и превративший научное учреждение в подобие кафкианской канцелярии. Более того, академики с фон Корфом во главе были против внедрения какой-то механики в их сугубо умозрительную область деятельности. Из-за этого даже после приглашения в академию Нартов в течение почти года не получал никакого жалования, а Корф на все его прошения отвечал в духе: «знай свое место, букашка». Тоже, кстати, занимательная переписка, она целиком сохранилась. Лишь к 1738 году работа и выплаты более или менее наладились.

Основная работа Нартова, ради которой он был вызван в Петербург, заключалась в модернизации артиллерийского дела. В 1730–1740-х он придумал множество машин для упрощения отливки и транспортировки пушек, устройства для сверления дул и поверки стволов, методы обтачивания бомб и т. д. Он усовершенствовал и сами орудия, разработав новые запалы и системы крепления стволов на лафетах. По сути, на тот момент он был министром артиллерии Российской империи.

Токарно-копировальный станок А. К. Нартова

Источник: «Макетбург», мастерская Григория Цыпина

Совсем по-другому шли дела у Нартова на бумажном фронте. Он постоянно воевал с бюрократическими кругами. В 1741–1745 годах у академии номинально не было президента и возглавлял ее директор Библиотеки академии немец Иван Данилович Шумахер. Написав немало жалоб, Нартов сумел на полтора года отстранить Шумахера от руководства и сам негласно возглавил академию, но своей простотой и манерами вызвал недовольство академиков. Они его не признавали и не любили. Им не нравилось, например, что он не знает ни одного иностранного языка, – а ведь он постоянно работал с немцами, не говорящими по-русски, и много времени провел в Европе. В 1742 году в учреждении появился второй русский – Ломоносов, который, будучи блестящим ученым, прекрасно владел и дипломатическими навыками. В итоге реформу академии провел – правда, гораздо позже – именно он. Вскоре самодур и максималист Нартов ушел в отставку, и академию снова возглавил Шумахер.