По одинаковым законам падают часы, выскользнувшие из руки, и человек, поскользнувшийся на обледенелой дорожке. Нельзя прокормить живое существо бензином — пусть даже самого высокого качества, как нельзя запустить автомобильный двигатель, залив в бак сгущенное молоко. Человек и машина одинаково подчиняются некоторым законам физики, химии, математики.
Перед этими законами природы человек и машина равны. Это хорошо известная истина позволяет сравнивать и сопоставлять устройство и действие механизмов машины и живого организма, видеть, в чем они похожи и в чем различаются. Об этом также пойдет речь в книге.
Существуют математические методы — их называют методами экстраполяции, которые позволяют, зная историю развития некоторого процесса или события, предсказывать его дальнейший ход.
Так, зная, как росло народонаселение земного шара за ряд прошедших лет и применяя методы экстраполяции, можно предсказать, сколько жителей будет населять нашу планету через 5, через 10, через 50 и даже через 100 лет. Каждому понятно, что чем лучше известна прошедшая история события, тем яснее становится его последующий ход.
Попытка ответить на вопрос «кто — кого?» — это попытка предсказать ход истории технического прогресса. Прислушиваясь к прогнозам на будущее, следует твердо помнить, что чем больший промежуток времени пытаются охватить при подобных прогнозах, тем менее они достоверны, тем больше отличаются результаты экстраполяции. Иначе с чего бы это началась дискуссия? И тем более интересно время от времени оглянуться назад и посмотреть, как развивались события в прошлом, как выглядят сегодня некоторые главы истории машины.
Мы так и будем поступать.
Мир машин мертв без человека. От первой линии на листе ватмана и первой формулы до последнего мазка краски на готовом образце — все процессы создания и совершенствования машины продуманы и предопределены человеком. Можно ли говорить об этих процессах и не попытаться заглянуть во «внутреннюю лабораторию» изобретателя, ученого, инженера.
В истории науки и техники золотыми буквами записаны тысячи выдающихся имен, и не вина автора, что на страницах книги вы встретитесь лишь с некоторыми из них.
Ведь это книга не по истории техники. Она всего только прогулка в мир машин.
Как всякая прогулка, одному она может показаться слишком короткой, другому — длинной. Понимая, что каждому угодить нельзя, автор вместе с тем постарается ее сделать по возможности интереснее.
Начнем «от печки»
Окружающий нас мир устроен так, что он оказывает сопротивление любым действиям, которые мы совершаем. Чтобы двигаться, поднимать и переносить тяжести, работать в поле и на станках, человек должен развивать усилия, достаточные для преодоления сопротивлений, которые при этом возникают. Поднимаясь по лестнице, мы преодолеваем сопротивление силы тяжести нашего тела. Если мы, кроме того, несем груз, то к силе тяжести прибавляется вес груза.
Из опыта хорошо известно, что чем выше лестница, чем больше груз, тем тяжелее его донести доверху. О работе, требующей затраты больших усилий, говорят как о тяжелой физической работе. Но вместе с тем в обыденной жизни в термин «работа» вкладывают подчас самый различный смысл. О лифтере, мирно дремлющем на стуле возле открытой двери лифта, говорят, что он работает. Про альпиниста, поднимающегося с двухпудовым рюкзаком по отвесной стене, говорят, что он отдыхает. А в технике термин «работа» имеет точное количественное выражение независимо от того, кто или что и с какой целью эту работу выполняет.
Так, например, чтобы поднять четырехкилограммовый кирпич на высоту в один метр, надо затратить четыре килограммометра работы. Чтобы поднять его на два метра, надо затратить восемь килограммометров. Такую же работу надо затратить, чтобы поднять на один метр два кирпича и т. д.
Во всех случаях затраченная работа определяется как произведение силы сопротивления на путь, на протяжении которого эту силу приходится преодолевать. При таком подсчете не имеет никакого значения, поднимает кирпичи человек или подъемный кран.
Силы сопротивления испытывают крылышко мухи и крыло воздушного лайнера, электрический ток, бегущий по тончайшему проводничку, резец станка и ковш экскаватора. Всем действиям живых существ и машин противостоит крайне «неудобный» внешний мир, и, чтобы преодолевать его сопротивления, они должны расходовать энергию.