Айнисса Рамирес - Алхимия и жизнь. Как люди и материалы меняли друг друга

Официально хронометр назывался John Arnold № 485 [18] John L. Hunt, "The Handlers of Time: The Belville Family and the Royal Observatory, 1811–1939," Astronomy & Geophysics 40, no. 1: 1.26. в честь создавшего его в 1786 г. мастера. Это был высокоточный прибор, куда более надежный, чем обычные карманные часы. По легенде, «Арнольд» предназначался в подарок члену королевской семьи, а именно герцогу Суссекскому, сыну Георга III [19] "Taking the Time Round," Yorkshire Post and Leeds Mercury (Leeds, UK), December 13, 1943, 2. . Однако герцог Суссекский счел, что прибор слишком велик, и, сравнив его с металлической грелкой для кровати [20] Hunt, "Handlers of Time," 1.27. , отверг подарок. По счастливой случайности герцог был связан с Королевской обсерваторией и направил «Арнольда» прямо в руки Джона Бельвиля, когда создавалась служба доставки времени. Изначально корпус «Арнольда» был золотым, но его заменили на серебряный, чтобы он не стал приманкой для воров. Впрочем, красота «Арнольда» была не внешней, а внутренней. За белым эмалевым циферблатом и золотыми стрелками «Арнольда» скрывалась слаженная работа разных материалов: латунных шестеренок, рубиновых опорных подшипников и стальной пружины. Этот хронометр, изготовленный в XVIII в., тикает пять раз в секунду – отличный результат даже по сегодняшним меркам.

Хронометр «Арнольд» – наследник древней традиции, ведь человечество стремилось определять время с начала эпохи Античности. Солнечные и водяные часы дают представление о течении времени. Но, чтобы разметить время, как линейку, требовалось выявить некую закономерность, поддающуюся счету. По преданию, наблюдая за люстрами Пизанского собора, Галилео обратил внимание на регулярность их колебаний. Подсчитывая удары своего пульса, он обнаружил, что люстры раскачиваются из стороны в сторону в стабильном, неизменном ритме – с собственной частотой. Именно такого простого наблюдения не хватало человечеству, чтобы придумать способ измерять время. Позднее в более компактных карманных часах, таких как «Арнольд», вместо маятника стали использовать баланс – колесо со спиралевидной пружинкой. Но делать маленькие часы вроде «Арнольда» было нелегко, ведь они могли отображать время точно только при условии, что пружины во всех часах имели строго одинаковые характеристики. Сборка часов была невероятно изнурительным делом. Одного английского часовщика XIX в. это настолько выводило из себя, что он предпринял решительные действия.

Бенджамина Хантсмена очень раздражали его часы. Он родился в 1704 г. в Эпворте, в Англии, и имел репутацию умного, изобретательного и искусного часовщика [21] Kenneth Charles Barraclough, Benjamin Huntsman, 1704–1776 (Sheffield, UK: Sheffield City Libraries, 1976), 2. . В родной деревне он чинил всякие механизмы – и замки, и часы, и инструменты, и вертела [22] Samuel Smiles, Industrial Biography: Iron Workers and Tool Makers (Boston: Ticknor and Fields, 1864), 136. . Но, несмотря на инженерный талант и смекалку, он недолюбливал собственные часы. Их точность оставляла желать лучшего из-за низкого качества металлических пружин.

В самой глубине часового прибора есть тикающий механизм. В некоторых часах маятник качается из стороны в сторону; в маленьких карманных этот механизм состоит из баланса – колеса с тонкой спиралевидной пружинкой. Пружина баланса при работе часов расширяется и сжимается, как грудная клетка, передавая движение спусковому механизму, который и производит звук «тик-так». Если пружинка в часах «ика́ет», то они спешат; если «дышит» слишком глубоко – отстают. Для точности прибору необходимы гибкие, безупречные пружины со стабильными вдохами и выдохами.

К сожалению, качество доступных Хантсмену металлов не отличалось постоянством, поскольку ингредиенты в них не были равномерно распределены. Более того, в этих металлах содержались нежелательные примеси и включения. Из-за неоднородности материалов ритм часов был неравномерным, а из-за примесей и включений пружинки лопались. И то и другое плохо сказывалось на точности измерения времени.

Решая, как усовершенствовать пружинки в своих часах, Хантсмен обратил внимание на исходный материал – металл, называемый цементированной сталью. Цементированную сталь получали путем добавления углерода в железо, для чего сталевары помещали железные бруски в печь, раскаляли докрасна, а потом обкладывали углями [23] Kenneth Charles Barraclough, "Swedish Iron and Sheffield Steel," Transactions of the Newcomen Society 61, no. 1 (1989): 79–80. . Через пять дней в брусках содержалось большое количество углерода из угля, но значительная часть скапливалась у поверхности, как у плохо пропитавшегося маринадом стейка. Для более глубокого перемешивания сталеварам приходилось разогревать металл до размягчения, сплющивать его молотом в пластину, а затем складывать ее вдвое, чтобы металл стал более однородным. Этот метод, несомненно, был хорош для введения углерода, но никак не помогал очистить металл от посторонних примесей. Хантсмену необходимо было придумать другой способ.