Уатт Джемс

Уатт (Watt), Джемс, знаменитый британский физик, инженер и изобретатель, творец современной паровой машины (1736—1819). Родился в маленьком шотландском городке Гриноке. Отец его, соединявший в себе свойства человека практического и образованного, занимался изготовлением математических и мореходных инструментов, а также судостроением. Маленький Уатт отличался слабым здоровьем; уже тогда он страдал головными болями, которые мучили его почти всю жизнь. Поэтому его никогда не приневоливали к школьному ученью; в школе, по преданию, Уатт считался даже туповатым мальчиком. На самом деле он уже ребенком имел серьезный интерес к исследованию явлений природы, а в возрасте около 12 лет стал прилежно читать все, что мог достать по естественным наукам. После начальной школы Уатт некоторое время учился в гимназии, где, между прочим, охотно занимался латынью. 13-ти лет его перевели в математический класс, и с этой поры стали резко проявляться его механические способности. Осуществлению этих склонностей необыкновенно помогала возможность пользоваться отцовской мастерской и инструментами. Уатт строил химические и физические приборы, делал опыты, занимался даже анатомией (впоследствии он говорил, что охотно сделался бы медиком) и читал, читал без конца. Бывая у дяди, профессора глэсгоского университета, молодой Уатт свел знакомство со многими учеными. Когда Уатту было 18 лет, затруднительное материальное положение его отца принудило Уатта выйти на практическое поприще. Он отправился учиться механическому мастерству — сначала в Глазго, потом в Лондон. В ту эпоху замкнутых цехов такое ученье было нелегким делом; Уатт должен был дорого платить за свое обучение и с утра до вечера работать на своего хозяина; содержать себя ему приходилось самым экономным образом. Вскоре из Уатта вышел превосходный мастер, и он решил основать собственное дело на родине. Сначала он (в 1757 г.) устроился в Глазго в качестве университетского механика. Несмотря на отсутствие у Уатта каких бы то ни было дипломов или ученых степеней, он, по свидетельству профессор Робисона, оказывался по своим познаниям выше патентованных специалистов; его помещение в университете сделалось сборным местом, куда шли за разъяснением всевозможных вопросов и недоумений — не только из области естественных наук, но также из сферы языкознания и литературы.   Около 1763 г. Уатт женился, расстался с университетом и открыл собственную мастерскую, выполняя здесь разнообразнейшие поручения своих заказчиков, от изготовления математических инструментов до построения органов и скрипок. Но вот в 1764 г. произошло обстоятельство, которое имело поворотное значение не только для Уатта, но — можно сказать — для всей истории человечества. В физическом кабинете глэсгоского университета была небольшая модель паровой машины Ньюкомена, употреблявшейся для откачивания воды из шахт; эта модель работала плохо, и Уатт поручили исправить ее. Сначала Уатт отнесся к этому делу, как ко всякой мелкой починке; но, заинтересовавшись встреченными затруднениями и взявшись за дело с своей обычной настойчивостью, он произвел целое научное исследование, в результате которого оказалось, что недостатки модели зависят не от нее самой, а от того весьма несовершенного принципа, на котором была основана тогдашняя весьма неэкономно работавшая машина Ньюкомена (см. XXXI, 271/72). Тогда Уатт принялся за опыты, целью которых было уяснить, каково должно быть устройство паровой машины, работающей возможно экономно. Эти опыты продолжались более года, стоили большого труда и денег; наконец, Уатт нашел, выражаясь его собственными словами, что, «для того, чтобы сделать совершенную паровую машину, необходимо, чтобы цилиндр был всегда так же горяч, как и входящий в него пар; но с другой стороны — конденсация пара должна происходить при температуре довольно низкой». Для осуществления этого второго требования Уатт придумал ставить особый сосуд, сообщающийся с цилиндром — холодильник. Этой идее холодильника он приписывает решающее значение в ходе его мыслей; все другие улучшения быстро последовали за ней, как необходимые выводы, и он быстро принялся за практическое выполнение своего изобретения, сначала в виде модели. Модель работала вполне успешно, и в 1768 г. Уатт подал прошение о привилегии на «способы уменьшения потребления пара, и вследствие того — топлива в паровых машинах». В начале 1769 г. он получил привилегию на 14 лет; но должно было пройти еще целых 13 лет проб, опытов, затрат, упорного труда, а главное — борьбы со всевозможными техническими, денежными и коммерческими затруднениями, пока, наконец, машины Уатта действительно вошли в употребление. Надо сказать, что Уатт был человек крайне деликатный, доверчивый и совсем не имел свойств промышленного дельца; отсутствие у него материальных средств делало для него неизбежным вступить в компанию с капиталистом для эксплуатации своего изобретения; понятно, что от нравственных качеств его компаньона должно было для Уатта зависеть очень многое. К счастью, ему повезло в этом отношении; доктор Ребак (Roebuck), который был компаньоном Уатта с 1765 по 1773 г., и Болтон (Boulton), с которым Уатт вступил в компанию после того, были людьми добросовестными и благожелательными. Впрочем, дела и того и другого часто бывали не в блестящем положении; Ребак в конце концов разорился (вследствие общего коммерческого кризиса), и Уатт из сочувствия не разрывавший своих связей с ним, должен был в течение 5 лет изыскивать себе средства к жизни инженерными работами (по прорытию каналов, постройке мостов, доков и т. п.), которыми он хотя и приобрел почетную известность, но которые приносили ему много огорчений, вследствие идеалистических особенностей натуры Уатта, неприспособленного к деловым сношениям с подрядчиками, приказчиками, рабочими и т. д. К этому периоду жизни Уатта относятся некоторые его технические изобретения: гребной винт для судов, делительная машина, микрометр и отражательный квадрант для землемерных целей.  Последним и самым горестным событием в жизни Уатта за этот период была смерть горячо любимой жены (в 1773 г.), всегда ободрявшей его в его трудах. Уатт был так потрясен горем, что целый год находился в  каком-то оцепенении и не мог ничем серьезно заниматься. Но как раз   с того времени начался поворот к   лучшему в судьбе его машины. Компаньоном Уатта сделался Болтон, человек с превосходными организаторскими способностями; слишком короткий срок привилегии, после упорных хлопот, удалось продолжить еще на 25 лет; появился и сильный спрос на  новую машину, благодаря тому обстоятельству, что к этому времени на многих британских рудных разработках (особенно медных, в Корнуоле) истощились поверхностные слои, и надо было углубляться в землю; но при этом приходилось откачивать большое количество воды, заливавшей рудники; старая машина Ньюкомена не могла выполнять этой задачи, и многим владельцам рудных разработок приходилось или бросать дело или прибегнуть к содействию уаттова изобретения. Миновало еще несколько лет беспрерывных забот, борьбы с непониманием, с недобросовестностью,  с попытками хищничества — и, наконец, к 1783 г. дела Уатта окончательно пошли на лад. А по окончании срока привилегии (в 1800 г.) завод Уатта и Болтона стал приносить еще большие барыши, чем прежде. В период наиболее хлопотливой промышленной деятельности по распространению своей машины Уатт не переставал дополнять и совершенствовать ее. Так, он изобрел: 1) пять различных способов превращения прямолинейного движения в круговое; 2) способ использования работы расширения пара; 3) способ «двойного действия», или двойной впуск пара по обе стороны поршня; 4) машину компаунд; б) паровой молот, в число подробностей устройства которого входит т. н. «параллелограм Уатта»; 6) центробежный регулятор и регулирующий клапан; 7) различные манометры; 8) индикатор; 9) счетчик ходов поршня и мн. др. Кроме того, им сделан был ряд изобретений, не имевших отношения к паровой машине: копировальный пресс, арифметическая счетная машина, машина для копирования скульптурных произведений.   Уатт является не только гениальным изобретателем, но и выдающимся ученым; его исследование свойств пара, послужившее основой для построения паровой машины, могло быть оценено по достоинству только в XIX веке. Он имел правильные идеи о свойствах «перегретого» пара; он также открыл, независимо от Кавендиша (см.), что вода состоит из кислорода и водорода. Многие из изобретенных им механизмов (например, «параллелограм Уатта», которым достигается превращение кругового движения в прямолинейное) представляют собой решения важных и трудных физико-математических задач. Последние годы своей жизни Уатт проводил на покое, окруженный всеобщим уважением; ряд первейших ученых обществ Англии и континента считали его своим членом. Ср. XXXI, 272/74. См. Muirhead, «Origin and Progress of the Mechanical Inventions of J. W.» (3 т., 1854); его же, «Life of W.» (1858); изд. Muirhead’ом «Correspondence of the late J. W. on his Discovery of the Theory of the Composition of Water» (1846); Каменский, «Дж. У.» («Биографическая библиография» Павленкова).

А. Бачинский.