В «Летописи страны к югу от горы Хуа», датированной 347 годом, написано:
«В том месте, где река, текущая из Бупу, соединяется с рекой Хуоцзинь, есть огненные колодцы. По ночам зарево освещает все небо — местные жители, чтобы добыть огонь, зажигают от него головни из очагов. Через короткие промежутки времени раздается шум, похожий на раскаты грома, и ослепительное пламя освещает место на несколько десятков ли вокруг. Для «удержания света» здесь пользуются трубами из бамбука, с их помощью газ переносят из одного места в другое, иногда на расстояние в день пути от скважины. Это пламя не оставляет пепла и горит ярко».
По бамбуковым трубам, которые прокладывали под дорогами или устанавливали на подпорках, солевой раствор и природный газ перегоняли на многие километры.
Чтобы обеспечить работу древних газопроводов, пришлось решить немало проблем. Вот как описывает уже упоминавшийся Темпл устройство газового провода в древнем Китае:
«В книгах довольно подробно рассказывается о сложных приспособлениях для контроля за горением газа. Из «огненных колодцев» он попадал в большую деревянную камеру, напоминающую конусообразную бочку, врытую в землю на глубину около трех метров. По подземной трубе в камеру подавался воздух. От этого большого «карбюратора» отводились трубы к коническим бочкам меньшего размера, установленным на поверхности. Через отверстия, которые можно было открывать и закрывать, в них попадал воздух. Постоянный контроль за составом воздушно-топливной смеси обеспечивал регулировку всего «двигателя». При падении давления смеси создавалась Опасность выбросов пламени и взрывов, для их предотвращения приоткрывали отверстие главной камеры. Чрезмерное обогащение смеси также грозило возгоранием, поэтому избыточный газ отводился по трубам, «устремленным в небо».
Факелы высотой менее 50 сантиметров использовались для освещения в некоторых городах провинции Сычуань. Здесь пользовались газом для отопления жилищ, но, как это делалось, нам неизвестно. Для приготовления пищи в то время вряд ли существовали настоящие газовые плиты, скорее всего для этого приспосабливали отопительное устройство».
Рискну предложить историкам один из простейших способов отопления газом, почерпнутый из нашей действительности. Занесла меня лет двадцать назад в Саратов командировочная судьба. Мест в гостинице, как и полагается, нет. Выручил меня адресок одной старушенции, дальней родственницы моего товарища. Завалился я к ней морозным зимним вечерком. У нее-то и увидел, как могли топить китайцы две тысячи лет назад. В печку с изразцами, точнее, в камеру, куда кладут дрова, в самое ее начало, была просунута газовая горелка. Она и нагревала воздух и старинные огнеупорные кирпичи. Может быть, так грелись древние китайцы, как некоторые из нас в XX веке?
Китайские мастера были искусны и в механике. Довольно часто приходится слышать, как шоферы говорят: опять кардан полетел. Известный всем нам с детства универсальный шарнир под названием «карданов подвес» был изобретен вовсе не Джероламо Кардано (1501–1576). Он просто описал это устройство в своей ставшей широко известной книге «Хитроумное устройство вещей», вышедшей в 1550 году, и справедливости ради надо сказать, что на авторство он и не рассчитывал.
Сейчас карданов подвес непременная часть гироскопов, без которых не обходится ни одно навигационное устройство для ракет, самолетов, кораблей. В прошлом веке цыганские повозки освещались с помощью хитроумного приспособления. В центре соединенных друг с другом медных колец закреплялась лампа. Даже при самой сильной тряске она не переворачивалась и сохраняла вертикальное положение. В этом заключается и основная идея карданова подвеса: несколько колец, помещенных одно внутри другого, соединяются в двух противоположных точках, что дает им возможность вращаться относительно друг друга. Если в центре колец поместить груз, например лампу, то он будет сохранять вертикальное положение. К XVIII веку китайские мореплаватели уже использовали компасы, закрепленные на кардановом подвесе.
Первое упоминание о кардане встречается в китайских источниках примерно в 140 году до н. э. Более чем триста лет спустя механик Дин Хуань изобрел этот механизм вторично. В Европе же карданов подвес появился через 1100 лет после его изобретения, а еще через 800 лет изобретатели стали использовать этот принцип для стабилизации.
Известный английский ученый Джозеф Нидем, автор фундаментального исследования «Наука и цивилизация в Китае», считает, что не позднее III века в Срединном царстве появился первый навигационный «кибернетический прибор», в котором использовался принцип обратной связи. Это устройство не было магнитным компасом и представляло собой именно повозку, имевшую в высоту и длину по 3,3 метра, а в ширину 2,75 метра, увенчанную нефритовой фигурой «мудреца». Его простертая рука всегда указывала на юг, куда бы ни поворачивалась повозка, даже если она ездила по кругу.
В официальной летописи от 500 года записано: «Повозка, указывающая на юг, была впервые построена правителем Чжоу (начало I тысячелетия до н. э.), чтобы служить проводником послам, возвращающимся домой из далеких стран. На наших бескрайних равнинах легко потерять направление на запад и восток, и потому правитель приказал изготовить такую повозку, с помощью которой послы могли определять северную и южную стороны».
Если эти сведения верны, то изобретение следует отнести примерно к 1030 году до н. э. Но вполне возможно, что слово «повозка» было вставлено в это описание переписчиками, и речь тогда шла о компасе.
Нидем датирует появление «кибернетической повозки» III веком. Итак, если эта повозка не магнитный компас, то как же она работала? Возможно, у повозки был дифференциал, — непременное устройство современных автомобилей. Он дает возможность соосным колесам вращаться с разной скоростью при повороте, поскольку у них разный радиус разворота.
Для ручной тележки или конной повозки поворот не представляет затруднений. А вот когда колеса приводятся в движение от механического привода, то без дифференциала не обойтись.
Нидем предполагает, что дифференциал изобрели все-таки китайцы. Если считать, что первая повозка с указателем на юг принадлежала правителю Чжоу (I тысячелетие до н. э.), то изобретатели дифференциала — вне сомнения китайцы. Но если такая повозка появилась во II или III веке, то некоторые историки приписывают первенство древним грекам. Доподлинно доказано, что с 80 года до н. э. «одно из величайших изобретений механики всех времен» — дифференциал было знакомо грекам. Вероятно, что оно попало в Рим, а оттуда в Китай, хотя вполне допустимо, что китайские инженеры придумали устройство сами.
Изготовление повозки требовало высокой точности. В книге Коулза «Исторические и научные основы автоматизации» проведена следующая оценка допусков: «Различие в длине окружности внешних колес всего в 1 процент приведет к изменению направления, указываемого нефритовой фигурой, на 90 процентов на расстоянии всего лишь в 50 раз большем, чем расстояние между двумя колесами». В результате повозка будет уклоняться в сторону колеса с меньшим диаметром. Следовательно, точность в размерах колес должна быть гораздо меньше одного процента, с той же точностью, естественно, надо изготавливать и шестерни для дифференциала.
В отличие от автомобиля в «повозке, указывающей на юг», дифференциал использовался не для передачи усилия на колеса, а, наоборот, с колес, которые приводили в движение животные, усилие передавалось для корректировки положения руки нефритовой фигурки. Дифференциал постоянно поворачивал фигуру так, что ее рука постоянно показывала на юг.
Джозеф Нидем назвал повозку «первым механизмом-гомеостатом в истории человечества, в котором используется полная отрицательная обратная связь. Конечно, в систему управления следует включить и погонщика. Но, как остроумно заметил Коулз, его вполне могла бы заменить аппетитная морковка в руке нефритового «мудреца», что обеспечило бы автоматическое замыкание контура… Повозку можно было бы по праву считать первым настоящим кибернетическим механизмом, если бы обеспечивалась самокорректировка управления, легко осуществимая в наши дни».