ПРАКТИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ИСТОРИЧЕСКОГО СВИДЕТЕЛЬСТВАЛучше всего этот смысл виден в судебном (1854) конфликте Исаака Зингера и Элиаса Хоу. Элиас придумал и запатентовал ушко с острой части иглы, - как показала практика, для швейной машинки – единственно возможный вариант. Зингер это ушко заимствовал, и началась тяжба. В какой-то момент адвокаты Зингера нашли (а, может, и сфабриковали) свидетельства о том, что Хоу – не первый, и ушко на остром конце иглы было придумано до него и было известно многим. Это лишало Хоу шансов на победу в суде.
Но это же лишало конкурентных преимуществ и Зингера: если игла была давно и широко известна, копировать иглу могут все. И первенство Элиаса Хоу признали, а его самого взяли в долю.
В это время собственную конструкцию швейной машинки пытались придумать везде: платить Зингеру не хотелось. Но обойти формулу «ушко на острие» было невозможно, и поэтому в ход пошли чудесно обретенные исторические свидетельства:
Франция заявила о тождественном изобретении Бартелеми Тимонье (1830 год).
Австрия отыскала своего «Кулибина» - портного Йозефа Мадерспегера запатентовавшего точно такую же иглу с ушком у острия в 1814 году.
Конкуренты внутри США обнаружили, что иглу Элиаса Хоу впервые применили для швейных машин американские изобретатели Уильям и Уолтер Чепмены (1807 год).
Германия вытащила своего изобретателя иглы – Карла Вейзенталя (1755 год).
Италия разыскала проект швейной машинки Леонарда да Винчи (не позднее 1519 года).
Главное, найти повод не платить, и лучший способ: найти письменное свидетельство о том, что об изобретении было известно до официальной даты регистрации. На мой взгляд, именно отсюда берет начало большинство парадоксально ранних изобретений и научных открытий.
Стоит подчеркнуть, что историческое значение открытия проявляется, только когда оно приводит к значимым последствиям. В случае с иглой Элиаса Хоу последствия наступили в 1854 году, когда технические условия для массового выпуска швейных машинок были уже созданы. Иглу могли изобретать непрерывно, со времен палеолита, но практическое значение всей серии свидетельств о ней остается ничтожным вплоть до 1854 года, когда все прошлые свидетельства разом становятся актуальными, - поскольку дают повод не платить правообладателю.
Давайте рассмотрим наиболее характерные примеры.
СОДАКак правило, свидетельства о прорывных изобретениях делятся на три группы:
- сверхранние (обычно древнегреческие, древнеиндийские или древнекитайские);
- умеренно ранние (XVII-XVIII века, Европа);
- своевременные (чаще всего это XIX век).
К соде эта градация относится в полной мере.
СВЕРХРАННИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВАВ I веке Плиний Старший сообщил о получении содового стекла финикийцами.
В IX веке Гебер получил как соду, так и поташ и уже умеет их различать.
УМЕРЕННО РАННИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА1635 год. Английские стеклоделы получают как поташное стекло, так и содовое.
1685 год. Французский химик Николас Лебман смог получить соду из поваренной соли.
1787-1789 годы. Никола Леблан (Leblanc) разработал способ получения соды из соли.
СВОЕВРЕМЕННЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА1807 год. Английский химик Гэмфри Дэви научился различать соду и поташ.
1852 год. Французский химик Николас Лебман смог получить соду из поваренной соли.
1864 год. В России появился первый содовый завод по технологии Н. Леблана.
Примечательно, что француз Н. Леблан (Лебман, Лебланц) смог получить соду из соли в трех эпохах: в 1685, в 1789 и в 1852 годах, а ученые прошлого могли различать соду и поташ за столетия до того, как это стало технически возможно (1807).
Давайте присмотримся к поташу.
ПОТАШСВЕРХРАННИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВАВ IX веке Гебер получил как поташ, так и соду и уже умеет их различать.
1360 год. В Данциге из сырой золы производят около 6-7 тысяч бочек чистого поташа.
УМЕРЕННО РАННИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА1651 год. Царь Алексей Михайлович активно поставляет поташ в Европу.
1721 год. Петр I установил монополию на производство поташа: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу».
1762 год. В России работают 25 поташных заводов.
1764 год. «Руководство к математической и физической географии с употреблением земнаго глобуса и ландкарт, вновь переведенное с примечаниями Фр. Ульр. Теод. Эпимуса». Издание второе. В Санктпетербурге при Императорской Академии Наук. 1764.
Написано: «…сходство с порохом, который состоит из смешения селитры, серы и поташу».
В приведенном описании пороха под поташом подразумевается древесный уголь, а не поташ, впрочем, даже сам термин «поташ» появится лишь спустя 43 года.
СВОЕВРЕМЕННЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА1807 год. Английский химик Гэмфри Дэви вводит сам термин «поташ»
1824-1830 годы. В русском языке термин «поташ» еще не устоялся. В русской химической литературе первой четверти XIX в. калий назывался потассий (Соловьев, 1824), поташ (Страховй, 1825), поташий (Щеглов, 1830); в "Магазине Двигубского" в 1828 г. наряду с названием поташ (сернокислый поташ) встречается название кали (едкое кали, кали соляный и др.).
ПАРАДОКСАЛЬНЫЕ ФАКТЫ1838 год. Для получения Поташа в Зап. Европе прежде всего пользовались золой паточной, или мелассной барды (Dubrunfaut, 1838 г.). Сведений о поставках русского поташа нет.
1853 год. Сода, получаемая по методу Н. Леблана, «начала вытеснять поташ». При этом сведений о промышленных партиях «вытесняемого» поташа нет с 1762 года – 91 год.
1853 год. Генрих Шлиман в качестве подставного лица закупает в Европе калийную селитру – для ведения Крымской войны. В России масса натровой селитры, но способ ее переработки в калийную с помощью поташа еще неизвестен.
1859 год Поташ в Европе извлекают из овечьего пота (Maumenet и Rogelet, 1859 г.), Количество поташа, получаемого после промывки шерсти, составляет около 5% ее веса. Поташ остро необходим, но вымыть его из дешевой золы никому в голову не приходит.
1860 год. Из солей Стассфуртского месторождения (Германия) начали получать поташ по способу Н. Леблана.
1863 год. Дюпоны приобрели патент и начали использовать поташ для переработки чилийской натровой селитры в оружейную калийную.
Последнее событие – ключевое: поташ стал доступен хотя бы оружейникам. То есть, все сведения о промышленных партиях поташа ранее 1860 года под большим вопросом, и это ставит под вопрос всю историю пороха и всю историю стекла.
ПОРОХПорох состоит из серы, селитры и древесного угля. Селитра – окислитель и, в силу этого, ключевой компонент пороха. 46 рецептов пороха с XIII по XX век сильно разнятся и содержат от 37,5 до 84,7 процентов селитры, но есть две самые значительные группы:
- с содержанием селитры 65-67 % (11 рецептов);
- с содержанием селитры 74-75 % (11 рецептов).
Первая группа, в основном, датируется 13-14 веками и, соответственно, предназначена только для пушек.
Вторая группа, в основном, датируется 17-18 веками и может быть использована и для ручного оружия. Порох с низким (менее 67 %) содержанием селитры, начиная с XVIII века, используется исключительно для рудокопного дела.
Причина разницы кроется в типе селитры. Исторически первая доступная человеку селитра – кальциевая, получавшаяся в результате гниения биологических останков. Эта селитра чрезвычайно гигроскопична и требует большей доли серы – для стабилизации состава. Порох на основе этой селитры – тот самый, отсыревания которого так боялись пушкари.
Именно из-за гигроскопичности кальциевой селитры пушки в средние века делали 5-6 выстрелов за сутки. Сначала селитру сушили, затем быстро смешивали с углем и серой и тут же делали выстрел. Для ручного оружия такой порох годился, только если хранить его в герметичных пороховницах: в случае отсыревания готовый порох уже не просушишь – опасно.
Калийная селитра менее гигроскопична, и ее доля (а значит, и сила пороха) может быть существенно больше, однако, чтобы изготовить эту селитру, нужен поташ. Кальциевую селитру соединяли с поташом и в результате получали калийную селитру и мел, который затем отцеживали.
А теперь смотрим на график и вспоминаем, что соду от поташа научились отличать – по самым оптимистичным свидетельствам – лишь в 1807 году. Поскольку с помощью соды калийной селитры не получить, ВСЕ рецепты с содержанием селитры 74-75 % ранее 1807 года можно расценивать как неверно датированные. Если же вспомнить, что Дюпоны получили рецепт получений калийной селитры с использованием поташа лишь в 1863 году, под вопросом оказывается вся подобные рецепты вплоть до середины XIX века.
На этот же период указывает динамика поставок чилийской (натровой) селитры в Европу. Факт: чилийские «Oficina salitrera», города добытчиков селитры построены после 1842 года. До этой даты натровая селитра никому не нужна. Так, даже в 1825 году селитра, привезенная на пароходе в Гамбург не нашла покупателей и после длительного ожидания была выброшена в море. А вот статистика вывоза чилийской селитры:
1828 год - 935 тонн.
1830 год - 935 тонн.
1840 год - 1168 тонн.
1850 год - 25593 тонн.
1860 год - 68512 тонн.
1870 год - 147170 тонн.
1880 год - 226090 тонн.
1890 год - 1065277 тонн.
Обратите внимание, взрывной рост поставок начинается около 1850 года, и это вполне адекватный период. В 1852 году Н. Леблан уже умеет делать чистую соду, а в 1854 году К. Нёльнер начнет использовать для превращения натровой селитры в калийную хлористый калий Стассфуртского месторождения. Полученная Дюпоном технология с поташом предельно близка этим двум и по приемам (смешивание и выпаривание растворов), и по общей сложности. А значит, получение калийной селитры можно датировать, в лучшем случае, 1840-ми годами.
Примерно так же рушится и тесно связанная с поташом и содой история стекла, особенно оптического.
ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛОДля изготовления оптического стекла нужны сода и поташ. Содовое стекло легкоплавкое и прозрачное и отлично подходит для изготовления линз. Поташное стекло тугоплавкое, с хорошей отражательной способностью, а потому незаменимо для астрономических рефлекторов. Однако в промышленных объемах сода и поташ стали доступны только в 1860-х годах. Ответ на вопрос, кому понадобились сверхранние свидетельства о варке оптического стекла, очевиден: конкурентам правообладателей.
СВЕРХРАННИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА1270 год. Викентий из Бове получил зеркальное стекло.
1613 (около этого года) иезуит Кристоф Шейнер (1573-1650) построил телескоп с двумя выпуклыми стеклами.
ВАЖНОЕ ОТСТУПЛЕНИЕВышеназванный Кристоф Шейнер опередил свою эпоху на два с лишним столетия: наблюдал солнечные пятна, ввел термин «рефракция», и изобрел параллактическую монтировку телескопа. Примечательно, что К. Шейнер отучился в хорошо известном конспирологам университете города Ингольштадт и состоял в переписке с Марком Вельзером, финансировавшим написание европейской истории (в частности, работы Иосифа Скалигера). Неудивительно, что у Шейнера, как и у француза Н. Леблана, есть отделенный столетиями близнец – немецкий астроном Юлиус Шейнер (25.11.1858, Кёльн, - 20.12.1913, Потсдам), работавший над теми же проблемами и повторно изобретавший те же самые инструменты.
УМЕРЕННО РАННЕЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО1620-е годы. Преодолен температурный рубеж в 1400 градусов, что позволило делать качественное оптическое стекло.
СВОЕВРЕМЕННЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВАСередина XIX века. Некий Ботемпс помогает венецианцам «повторно изобрести» технологию получения рубинового стекла. Венецианцы, поставлявшие стекло в Европу с 982 года, внезапно обнаружили, что у них нет школы стекловарения.
1861 год Вернер фон Сименс изобрел регенеративную печь, впервые позволившую достичь температур плавления стали, а соответственно и стекла, требующего тех же температур.
1875 год. Вернер фон Сименс разработал специальную стеклоплавильную печь.
КЛЮЧЕВЫЕ ФАКТОРЫИменно в 1860-х годах в промышленных масштабах начали получать соду.
Именно в 1860-х годах в промышленных масштабах начали получать поташ.
Именно в 1860-х годах достигнуты температуры уверенного плавления стекла.
Именно эти три фактора обеспечивают получение содового и поташного оптических стекол и ведут к прорывным открытиям в астрономии. Однако, поскольку какая-то часть свидетельств о новациях во имя приоритета оказалась отброшенной в прошлое, тренды открытий в оптике и астрономии не всегда коррелируют.
Линии движутся вполне синхронно в промежутках 1815-1832, 1845-1877 и 1900 и далее, а вот в промежутках 1833-1844 и 1878-1899 противолежат.
Все это довольно странно: в 1878-1899 вовсю работали печи Цейса, новации в телескопах и фотоделе (76 событий) позволяли фотографировать глубинный космос, а в астрономии (10 событий) самым значимым стало издание «Канона затмений» с XIII в. BC до XXII в. н. э. Объяснение феномену одно: гонка за приоритетом привела к массовому переносу только что сделанных астрономических открытий в далекое прошлое. Так и вышло, что технически Уран можно было открыть лишь в XIX веке, а исторически его открыл Джон Фламстид – в 1715 году.
ФУЛЬМИНАТЫФульминаты ртути Hg(ONC)2 и серебра AgONC получают, выливая азотнокислый раствор соответствующего металла в спирт. Фульминат ртути, она же гремучая ртуть, - наиболее удобное инициирующее вещество для капсюля. Ну, а поскольку любой уважающий себя алхимик, открыв новую кислоту, обязательно попытается растворить в ней золото, медь, серебро и ртуть, получив азотную кислоту, нельзя не получить и фульминатов.
СВЕРХРАННИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВАIX век. Первым получил фульминаты Гебер – 1200 лет назад. Труды Гебера обнаружены лишь в XX веке, открытые им процессы характерны для века XIX, но в деле борьбы за свои приоритеты и уничтожение чужих это, скорее норма, чем исключение.
1274 год. Фра Бонавентура, друг Роджера Бэкона растворил серебро в азотной кислоте, то есть не мог не получить «гремучего серебра».
УМЕРЕННО РАННИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА1625 год. Глаубер получил азотную кислоту и дотошно растворил в ней все известные ему металлы
1727 год. Опыты Шульца с азотнокислым серебром.
1786 год. Фульминат серебра получил французский химик Бертолле.
1799 год. Гремучая ртуть открыта англичанином Говардом.
СВОЕВРЕМЕННОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО1867 год. Запатентован гремучертутный капсюльный детонатор Нобеля.
Оспорить первенство Нобеля можно, однако для сверхранних открытий фульминатов есть и естественные ограничения. Азотную кислоту проще всего получить в результате переработки серной кислоты, а серную кислоту в сколь-нибудь заметных масштабах начали получать лишь с 1840 года – из серного колчедана.
Дело пошло не сразу. Химически стойкое стекло (известное еще Глауберу в 1625 году) в Европе XIX века делать разучились, а потому серную кислоту получали в свинцовых коробах. К сожалению, короба были маленькие, лабораторные, а паять свинец ученые научатся только в 1845 году. Тогда же «восстановят» забытый со времен Глаубера способ получения олеума – дымящейся серной кислоты. А уже в 1850-х годах военные начали осваивать гремучертутные капсюли.
Можно оспорить приоритет Нобеля в деле изобретения гремучертутного капсюля; нельзя выйти за рамки 1840-1860 годов.
СВЯЗЬ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙСода, поташ, фульминаты, селитры – все это соли разных кислот, и неудивительно, что получать и различать их начинают синхронно с экспериментами над кислотами. Как Гебер (IX век), так и Глаубер (XVII век), делали одно и то же:
- получали азотную кислоту и «царскую водку»;
- растворяли в них металлы с неизбежным получением фульминатов;
- экспериментировали с поташом и содой, свободно отличая одно от другого.
Весь этот комплект повторится – столь же кучно – еще раз, в 1840-1860-х годах, и лишь в этом периоде химические процессы столь высокого уровня станут возможны, - потому что главный компонент, с которого может начаться вся эта серия тесно связанных процессов, - серная кислота.
Вплоть до XX века есть два доступных способа получения серной кислоты – сжигание серы или обжиг серного колчедана. Вот этапы процесса:
- обжиг сырья с получением SO2;
- окисление SO2 в SO3;
- абсорбция SO3.
По сути, это созданная во времена Менделеева современная химия. От ученого требуется понимание, что «дурной воздух», исходящий при обжиге, можно превратить в жидкость. И это очень непросто.
Давайте посмотрим, когда до человека дошло, что газ – часто бесцветный – это стоящая денег материальная ценность – в самых разных сферах. Главное, что мы увидим: ранее 1780 года попыток использования газов нет.
А ВОТ – КЛЮЧЕВЫЕ ДАТЫ:1840 год. Обжиг пирита с целью получения газа для переработки в серную кислоту.
1849-1850 годы. Создание противогазов. Химическая индустрия уже начала убивать.
1857 год. Множественные попытки использования доменных газов.
1857 год. Регенеративная печь Сименса, пригодная для плавления стали и стекла.
Только в этом интервале возможно:
1. Создание серной кислоты
2. Затем создание азотной кислоты
3. И, наконец, распознание соды и поташа
Только здесь могут родиться хороший ружейный порох, капсюли и оптическое стекло. И только здесь появляется литая сталь.
СТАЛЬРегенеративная печь Сименса дала главное – температуры плавления песка и стали. Сталь плавили и до нее: в 1851 году Англия потрясла всех, показав на выставке слиток весом в 2150 кг – его собирали из множества тиглей с емкостью до 45 кг. Однако тигель не дает полного контроля над свойствами стали. Швейцарские часовщики испытали сталь для часовой пружины лишь в 1870-х годах, то есть до того о прогнозируемом качестве литья и речи не шло.
Ниже подборка датированных свидетельств. Хорошо видно развитие современной индустрии.
1842 год. Патент на машину для болтов и гаек
1851 год. Стальной слиток весом 2150 кг
1856 год. Машина для изготовления винтов
1856 год. Прокат профиля в Германии
1860 год. Поршневой затвор
1862 год. Клиновая задвижка в Германии
1867 год. Первый проволочный стан
1868 год. Затворы ввинтной и навинтной
1869 год. Первый чайный пароход
1870 год. Первые стальные канаты из мягкой проволоки
1883 год. Машина для шлифования шариков для подшипников
1888 год. Первый трубопрокат
XIX век отлично узнаваем, и каждая из этих технологий связана – через использование газов и регенеративную печь Сименса – с первым приличным порохом, первой содой и первым поташом, с первыми капсюлями и первым оптическим стеклом. Это одна эпоха, а все, что лежит ранее, технологически, - средневековье. Так что, если бы не подписанная в 1883 году Парижская конвенция по охране промышленной собственности, история выглядела бы совершенно иначе.
ЛИТЕРАТУРА:1. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
2. Большая Советская энциклопедия
3. Википедия (Россия, Франция, Англия, Германия, Великобритания)
4. http://slovari.yandex.ru/
5. База датированных исторических свидетельств HistoryOrb
6. Мезенин Н.А. Занимательно о железе. М. "Металлургия", 1972. 200 с.
7. Начертаніе технологіи минеральнаго царства, Том 1 Василий Михайлович Севергин
8. Д.Е.Козловский, История материальной части артиллерии, М,-1946
9. Карман Уильям. История огнестрельного оружия
10. Игорь Шумах (США) Порох и кислота
11. История пиротехники (Химия и жизнь - 1996, NN 4-6)
