Геометрическое направление в изучении и развитии механики машин, с необычайной интуицией найденное и предложенное Монжем, опять-таки, когда «шахта геометрии» казалась выработанной полностью и совершенно пустой, получило неожиданное бурное развитие. Дело, начатое им в мезьерском одиночестве, а также в период работы над учебником статики для мореходных училищ, успешно продолжили вместе с Монжем его замечательные ученики Карно, Ашетт и другие. Из Монжевой статики машин выросла динамика и кинематика, с этого и началась та наука о машинах, какой мы ее сейчас знаем.
Движение и преобразование движений — в этом вся идея Монжа. Как это мало и в то же время как много! Одной этой мысли оказалось достаточно, чтобы инициировать развитие целой науки! Это как раз та щепотка гремучего серебра, которая при легком, ударе приводит в действие многие килограммы пороха, способные сокрушить любые крепости консерватизма.
Удивительный мир машин
«Невежество — тяжкое бремя», — говорил греческий мыслитель Фалес. «Знание — сила, сила — в знании», — утверждал спустя несколько веков Ф. Бэкон. В чем же именно выражается сила знания и как^ она проявляется в жизни, много лет позже раскрыл Маркс.
«Природа, — писал он, — не строит машин, паровозов, железных дорог… Все это продукты человеческой деятельности; природный материал, превращенный в органы власти человеческой воли над природой, или в органы исполнения этой воли в природе. Все это — созданные человеческой рукой органы человеческого мозга; овеществленная сила знания».
Содействие овеществлению этой силы, развитию промышленности Монж и считал важнейшей задачей ученых. Его заботы о подготовке инженеров, о развитии наук, искусств и ремесел, о разработке теории машин — яркое тому свидетельство.
Как отмечал Дюпен, ученик и сотрудник Монжа по Политехнической школе, «Монж с превосходством гения в строках элементарной программы наметил для описания машин порядок, который оказался простым, ясным и величественным. Это была программа курса, читаемого Ашеттом в Политехнической школе».
В замечательной книге «Теория механизмов и машин в историческом развитии ее идей» Алексей Николаевич Боголюбов, много лет изучавший творчество Монжа и других ученых, резюмирует: «Таким образом, от программы Ашетта 1808 г. ведет свою родословную не только теория механизмов, являющаяся непосредственным правопреемником курса построения машин, но и отпочковавшиеся от него позже курсы машиноведения, деталей машин и пр.»
Чтобы яснее представить вклад Монжа и Ашетта и последующее развитие их идей многими учеными за период, как говорится, от Монжа до наших дней, приведем текст этой программы.
«Программа элементарного курса машин, являющегося частью курса начертательной геометрии Политехнической школы.
О силах, применяемых для движения машин и о способах их определения. Силы, получаемые от животных, от воды, ветра и от сгораемых субстанций.
Об элементарных машинах, о круговом движении, о движении прямолинейном, о движении возвратном (туда и обратно); о формах машин, при помощи которых эти движения комбинируются по два; распределение этих машин на десять серий; объяснение таблицы, в которой все известные машины распределены на десять серий.
Объяснение основных машин, применяемых на строительстве.
Применение теории теней и раскраски к черчению машин».
После столь сжатого изложения теоретической части курса в программе четко определено, что именно должны учащиеся не только усвоить в виде новых знаний, но и сделать своими руками. Это значит, какими умениями и навыками они должны овладеть — требование, столь характерное для педагогической школы Монжа, суть которой можно выразить несколькими словами: цель всякого обучения — подготовка к практической деятельности. Такая постановка дела исключает неизбежное сползание в теоретизирование или уход в сторону от изучаемого предмета.
Какая же работа требовалась от учащихся Политехнической школы?
«Учащиеся должны начертить в туши, с раскраской:
Толкатели, приводимые кулачками.
Винт с треугольной и прямоугольной нарезками.
Цилиндрическое зубчатое или червячное зацепление.
Они должны пояснить эпюры следующих машин:
Коническое зацепление.
Всасывающий и нагнетающий насосы.
Нория прямая и наклонная.
Водоподъемная машина.
Конный привод.
Архимедов винт.
Крыло ветряной мельницы.
Огнедействующая машина.
Машина для забивки свай.
Землечерпалка».
Программа сопровождалась таблицей из десяти рядов, разделенных поперечными линиями. В образованных ими клетка» давались схематические изображения соответствующих элементарных машин.
Так выглядела наука о машинах в курсе Политехнической школы — в первом в мире курсе машин. Но Монж не был бы Монжем, если бы считал сделанное им и Ашеттом наивысшим достижением науки. Честолюбие ему было совсем не свойственно. И потому нетрудно понять, с какой энергией он принялся помогать человеку, которому довелось сказать новое слово в теории машин.
Труднопроизносимое имя этого человека вошло в историю науки. Этого потомка короля Канарских островов, что расположены у северо-западной части Африки, именовали Августином Хосе Педро дель Кармен Доминго де Канделярия де Бетанкур и Молина. Назовем его для простоты рассказа так, как звали его впоследствии на Руси: Августин Августинович Бетанкур. Родился он на Тенерифе, одном из Канарских островов, а могила его находится в Ленинграде, на Смоленском лютеранском кладбище, позади могилы Леонарда Эйлера. Кстати, памятник ему самый высокий на этом кладбище: тщательно отполированная чугунная колонна с вазой наверху. В латинской надписи у основания колонны есть слова: «Прохожий, помолись о его спасении».
Судьба Бетанкура, пожалуй, не менее интересна и драматична, чем судьба Монжа. Одаренный молодой офицер, прекрасный художник-график (ученик и коллега великого Гойи по Мадридской академии художеств), он в 1784 году посетил Париж, где научная жизнь била ключом. Там наряду с Лагранжем, Лапласом и Лавуазье уже преподавал Монж, только что окончательно оставивший Мезьерскую школу. Бетанкур с воодушевлением слушал, какие замечательные идеи развивал перед своими учениками и коллегами геометр Монж относительно машин, их классификации, конструирования… И это в технически отсталой Франции, где паровая машина Уатта появилась совсем недавно. Но идеи были прекрасны. Добрые семена Монж бросал в самое подходящее время и в добрую почву. Вскоре они дали великолепные всходы и во Франции, и в Испании, и в России.
Бетанкур возвратился в Мадрид в 1791 году и возглавил королевский кабинет машин, причем значительно пополнил его моделями (их стало двести семьдесят одна) и чертежами. В том же дворце, где был размещен кабинет машин, он создал Школу инженеров дорог, каналов и мостов, столь необходимую его родине.
Но такова ирония судьбы: в 1808 году другой ученик Монжа, член Института (именно по механике) Наполеон Бонапарт сыграл роковую роль в развитии теории машин, в совершенствовании дорог, мостов и каналов Испании, которую никак не удавалось ему покорить. Его артиллерия разбила вдребезги дворец, где хранилась уникальная коллекция машин и где находились модели последних изобретений самого Бетанкура. Заодно была разрушена и созданная им Школа.
Сам Бетанкур был тем временем в Париже, где часто встречался с Монжем, заботясь о том, чтобы издать написанный им вместе с мексиканцем Ланцем «Курс построения машин». В нем была приведена таблица элементов машин, значительно более полная, чем у Монжа. В пояснительном тексте к таблице рассматривались уже сто тридцать четыре различные формы преобразования движений (во втором издании будет описано сто пятьдесят два механизма).
Монж и Ашетт, заложившие основы науки о машинах и уже внедрившие, как мы говорим сейчас, важнейшие положения этой науки в учебный процесс, отнеслись к авторам нового курса с большим вниманием и, конечно же, не встретили чужеземцев в цггыки. Заботясь только о науке, о деле, а не о личном своем престиже, они старались как можно скорее дать этому новому курсу ход.