Одной из самых оберегаемых учителем книг был небольшой рукописный кодекс почти двухсотлетней давности, принадлежавший либо самому Леонардо да Винчи, либо человеку, достаточно близкому к нему, чтобы делать выписки из дневников ученого. Только теперь я впервые получил позволение изучить рукопись. Мне хотелось верить, что руки Леонардо касались страниц, ныне мной перелистываемых (хотя известно, где хранится архив великого тосканца: пол-лье на северо-восток и через речку, в Лувре). Рисунки диковинных многоствольных орудий, в которых стволы небольших фальконетов располагались на горизонтальном круге подобно спицам каретного колеса и стреляли по очереди при вращении этого колеса смерти, сменялись изображениями гигантских крыльев, как у летучей мыши, только вместо зверька был человек. На мой вопрос наставник ответил, что Леонардо много лет работал над летающей машиной, но так и не достиг успеха:
- Скорее всего, это доказывает неисполнимость задачи.
- Хм?
Авторитет синьора Витторио был велик, но меня уже научили требовать во всем доказательств. Летающие машины нагло чирикали на ветках и гадили прохожим на головы (я недавно прочитал Декарта, его трактовка живых существ выглядела убедительно). Представил, как пролетаю над врагами подобно птице и бросаю ручные гранаты прямо в их толпу - красиво, но браться за проблему, пред коей отступил великий Леонардо, было бы безумной самонадеянностью. Да и каким местом бросать, если руки заняты крыльями? У птиц хоть ноги цепкие. Нет, не годится.
Я снова вернулся к огнестрельному оружию, и здесь наследство да Винчи оказалось все же полезным. Это он изобрел колесцовый пистолетный замок, который заводится ключом, подобно карманным часам с пружиной. Мне пришло в голову, как изменить конструкцию, чтобы с одного завода получать искры не один раз, а несколько. Всего-то нужно поставить пружину как в часах системы Гюйгенса и сделать, чтобы колесико при нажатии спускового крючка освобождалось только на один оборот, а не до полной раскрутки. Курок взвести недолго, а можно к нему и взводной механизм сделать, от той же пружины.
Это была небольшая, но уже серьезная инвенция, независимо ни от каких многоствольных фантазий. Она заслужила похвалу учителя, приказавшего держать дело в секрете. Пистолеты с колесцовым замком производились в небольшом количестве, будучи дороги и сложны в изготовлении. Зато их владельцы готовы были платить за удобство, надежность и отсутствие осечек. Если бы мою идею удалось довести до совершенства, это на две-три секунды могло ускорить заряжание - очень много, когда от быстроты зависит жизнь. Требовались только пружины, имеющие гибкость часовых и силу оружейных, и они были изготовлены благодаря привлеченному к делу опытному мастеру, тосканцу Сантини, сразу понявшему достоинства конструкции. С тех пор его пистолетная мастерская была в любое время дня открыта для моих опытов, старик с интересом поглядывал на парнишку, по возрасту годившегося, самое большее, в подмастерья.
Профессор не стал брать королевский патент, а предпочел договориться с чиновником, курировавшим арсенал, о передаче изобретения казне за вознаграждение: нам деньги требовались быстро. Еще и сейчас оружие с такими замками делается иногда во французских мастерских. А тогда мы были довольны, что сумели частично расплатиться с долгами и запастись топливом и одеждой на зиму. У меня очень прибыло уверенности в себе. Так первая, пусть маленькая, победа поощряет к дальнейшим усилиям.
Каждый час, свободный от обыкновенных занятий, посвящался оружейным изысканиям. Теперь у меня был замок многократного действия. Части составного ствола после опытов в железе поменялись местами: мне показалось правильным длинную закрепить жестко, а зарядную переставлять, ибо она впятеро легче и короче. Сопряжение их делалось конусным, с кропотливой притиркой поверхностей мельчайшим наждачным порошком, чтобы огонь не прорывался в щель. Способов скрепления частей нашлось даже слишком много: некоторые я открыл в старинных книгах, другие придумал сам, оставалось их испытать и выбрать наилучший. Но на пути к успеху стояло непреодолимое препятствие. Каким образом устроить пороховую затравку, чтобы не подсыпать ее каждый раз при замене зарядной части? Необходимость манипулировать пороховым рожком портила все дело, желаемая частота стрельбы никак не получалась. Первый испробованный мною вариант заключался в прикреплении сверху к пистолетному замку коробочки, вроде табакерки, с затравочным порохом, в которой при взводе курка приоткрывался клапан. То же самое, что делает стрелок руками, выполнялось механически. Я долго бился над улучшением этой конструкции, коллеги по университету привыкли видеть меня с подпаленными бровями и париком, потому что надежно защитить коробочку от огня при выстреле никак не удавалось. Отчаявшись в успехе, бросил все. Несколько времени спустя был сделан второй подход, не столь примитивный.
Похоже, что ум человеческий, подобно хитрому рабу, действует иной раз тайком от хозяина. Новое решение родилось в моей голове между занятий, чуждых оружейным инвенциям. В запальное отверстие зарядной камеры надо вставить короткий отрезок фитиля, содержащего в сердцевине пороховую мякоть. Выступающую наружу часть следует распушить для улавливания искр, и если волокна будут хорошо пропитаны селитрой, подсыпать порох на полку не потребуется. Перед мысленным взором возникли готовые, снаряженные порохом, пулями и затравочными фитильками зарядные части в кармашках на поясе стрелка, цепляемые к стволу в мгновение ока. Понятно, что потребуется долгий ряд опытов, но я был к этому готов.
Вначале запальное отверстие просто рассверливалось на половину его глубины, позже появились специальные оправки, по форме напоминающие перстень и прижимающие фитиль к запальнику снаружи. Состав зажигательной начинки фитильного шнура был главным предметом опытов. Основой служил порох с уменьшенной долей угля: я полагал, что материал волокон может отчасти заменить уголь. Чтобы порох не осыпался, пробовались различные сорта клея, разведенные на чистом spiritus vini во избежание сырости. Два важных недостатка нового способа стрельбы обнаружились сразу: задержка выстрела после нажатия на спуск и удручающе большая доля осечек. Собственно, правильнее будет сказать "малая доля выстрелов", ибо оружие срабатывало меньше чем в половине случаев. В начале опытов - значительно меньше. Возник вопрос оценки успешности рецептуры затравок. По совету профессора, я решил считать количество осечек на сотню ударов курка: это исключало случайности, хотя увеличивало расход пороха, денег и времени. Делались попытки подойти к делу и с другой стороны, варьируя способы насечки, закалки и цементации кресала для увеличения количества искр.
Усердный труд не всегда вознаграждается. Опыты сильно затянулись, я много раз переходил от уверенности в близком успехе к полному разочарованию и обратно, приостанавливал дело и снова к нему возвращался, подобно пьянице, не способному справиться с пагубной страстью. Наконец пессимизм возобладал, но мне недоставало мужества признать неудачу после таких значительных усилий и затрат, а равно - надлежащего повода эти усилия прекратить.
Сейчас, с высоты нынешних знаний, легко объяснить, почему задача не решалась. К частям фитиля, находящимся в отверстии и вне его, требования прямо противоположны. Первая должна представлять, по сути, пороховой монолит для передачи огня заряду, вторая - быть как можно более рыхлой и объемной для улавливания искр от кремня. Улучшая одни свойства, мы ухудшаем другие, и удивляться следует не тому, что цель не была достигнута, а тому, как далеко я все-таки продвинулся. Напомню, что мне тогда не исполнилось еще и двадцати лет.
Мой наставник взирал на сии труды преимущественно с той точки зрения, насколько они будут полезны для образования юноши, не слишком рассчитывая на прямые результаты. Он, разумеется, помогал, но в своей манере, предпочитая подобно Сократу побуждать мыслить, а не навязывать готовые мнения. Его твердое убеждение гласило, что чрезмерная опека губительна для молодых умов, и мне предъявлялись лишь требования не пренебрегать университетской наукой и в меру сил помогать ему в занятиях по службе. Последний год эти занятия заключались в приготовлении боевых припасов для осадной артиллерии.
Весной девяносто седьмого года желанный повод для перемены занятий нашелся. Война с Великим Альянсом явно клонилась к миру, но для придания веса речам дипломатов король повелел предпринять осаду важной крепости во Фландрии. Жаль, что в то время русский язык оставался мне неизвестен, вышел бы прекрасный каламбур. Название по-русски звучит зловеще: город Ат. Туда мы и прибыли с осадным парком, чтобы устроить такой же ад, как в Брюсселе двумя годами раньше. Армией командовал маршал Катина, а распоряжался осадой Вобан - два полководца, коим я наиболее симпатизировал. Будучи незнатного происхождения (один - сын парижского чиновника, другой - сын провинциального дворянина, в десять лет оставшийся полным сиротой), оба добились успеха собственным трудом и талантом и представляли в моих глазах героев, которым хотелось подражать.
Это было переходное время, когда артиллерия уже стала постоянным формированием при королевской армии, но мастера-артиллеристы еще не считались офицерами и не имели воинских рангов. Синьор Витторио исполнял должность помощника главного мастера, заведуя пороховой частью. Мое амплуа - ученик помощника, то есть "мальчик на побегушках" с широким и весьма неопределенным кругом обязанностей. Раньше, под Брюсселем, я только начинял порохом мортирные бомбы, теперь же поставил себе задачу выучиться стрелять из пушек, для чего испросил позволения во всякое время, когда не нужен наставнику, присоединяться к канонирам. Прошло уже много времени после предыдущего нашего несчастливого путешествия, ночные кошмары отступили, как и наивное желание непременно разделаться с разбойниками. Осталась мысль, что возможно посредством знания добиваться превосходства в силе, то есть в оружии, над любыми противниками, а сила всем нужна и легко обменивается на славу, власть и богатство по самому выгодному курсу.
Почти до конца семнадцатого столетия артиллерийское дело считалось скорее особым ремеслом, вроде кузнечного или мыловаренного, нежели воинской специальностью или наукой. Хотя и существовали артиллерийские таблицы Галилея, мне было неизвестно, чтобы кто-то применял их на практике. Мой учитель одним из первых начал вносить в эту сферу научные принципы, со стороны химии и пиротехники. Со стороны тактики и баллистики наибольший вклад был сделан Вобаном и его вечным оппонентом ван Кохорном. По своему положению мы с наставником почти ежедневно присутствовали на утренних совещаниях, устраиваемых великим фортификатором с армейскими командирами и артиллеристами. Благодаря этому я понимал смысл действий, мог оценить красоту замысла Вобана и наблюдать триумфальное шествие математики по полю боя. Точный расчет расположения орудий, дистанций и направлений огня, использование в полной мере преимуществ фланговой позиции для рикошетной стрельбы и средства, препятствующие противнику использовать те же возможности - все это представлялось мне блестящим воплощением моей любимой идеи о превращении знаний в военную мощь. Я лез из кожи вон, усиливаясь придумать что-то позволяющее выделиться в глазах командующего, однако добавить к продуманной системе великого мастера своим неопытным умом ничего не мог и оставался лишь одним из тысяч исполнителей, маленькой пешкой на его шахматной доске. Хотя Вобану было изрядно за шестьдесят, он еще сохранял телесную силу и здоровье, целые дни проводя на позициях вместе с канонирами. Я тоже дневал и ночевал возле пушек, но как ни старался мозолить глаза начальству, его взгляд на мне не останавливался. Было даже немного жаль, что превосходно укрепленная крепость сдалась на капитуляцию всего через три недели: гарнизон вышел со знаменами, только без труб и барабанов. Потери с обеих сторон оказались нереально малыми, почти как в Брюсселе в свое время, но там собранная отовсюду могучая артиллерия тупо разрушала почти незащищенный город, покинутый жителями, здесь же сильный и умелый противник был мастерски обезоружен прицельными ударами, экономно нанесенными в уязвимые пункты. Разница в манере действий - как между дикарем с дубиной, яростно бросающимся на врага, чтобы переломать ему все кости, и опытным фехтовальщиком, несколькими неуловимо быстрыми движениями выбивающим оружие из рук соперника. Все мое восхищение было, конечно, на стороне фехтовальщика, то есть Вобана, и мысли вращались вокруг способов наведения пушек и расчета траекторий не только до конца кампании (мир был заключен в сентябре), но и по возвращении в Париж. Профессор математики Лемер, к которому я обратился по совету наставника за разъяснением некоторых сложных моментов, развел руками:
- Эти вопросы, юноша, все еще дискутабельны. Если бы пушечные ядра, подобно планетам, летали в пустом пространстве, рассчитать их движение было бы просто. Однако здесь мы имеем движение с переменной скоростью, от которой, в свою очередь, зависит дальнейшее замедление - и по какому закону зависит, пока не ясно.
Проблема была в сопротивлении воздуха движению снарядов. Рассчитанные мной по Галилею траектории не учитывали этот фактор и не совпадали с действительными. Готовых решений в книгах не было, с трудом удалось найти лишь праздные рассуждения на эту тему, не опирающиеся на опыты. Следовало обратиться к эксперименту. Но как измерить силу сопротивления? Верхом на летящее ядро не сядешь! Ньютон с его относительностью движения пришел на помощь: пусть ядро покоится, а движется воздух. Конечно, воздействие ветра на тяжелый чугунный шар было бы очень трудно измерить, однако я быстро пришел к выводу, что материал не имеет значения, это может быть круглая пуховая подушка или пузырь, надутый воздухом, лишь бы оболочка была непроницаемой и геометрия совпадала. Препятствием стало непостоянство ветра. Проклятый воздух двигался порывами, скорость и направление изменялись ежесекундно, ни о какой точности измерений нельзя было даже помыслить, а точность для траекторных расчетов весьма критична. После нескольких дней мечтаний о поездке к морю, где ветры более устойчивы, пришла идея заменить воздух водой.
Разумеется, строгое доказательство подобия плотных и разреженных текучих субстанций в отношении сопротивления движению отсутствовало, но я надеялся позже решить эту проблему. Зато в моем распоряжении была Сена, и можно было выбрать участок с равномерным течением, определить его скорость по проплывающей измеренный отрезок щепке и опустить в воду утяжеленный свинцом до равновесия деревянный шар на тонком шнурке, привязанном к пружинным весам. Вот и все! Картина опыта мгновенно возникла перед глазами. Наняв маленькую лодку, позабывший обо всем экспериментатор мок под ледяным осенним дождем, доколе не простудился. Пока лежал в постели и сморкался, показалось интересным сравнить силу сопротивления в зависимости не только от скорости потока, но также от размера и формы погруженного тела. Наделал разных объемных фигур - шаров, цилиндров, конусов, полушарий - и после выздоровления, выждав хорошую погоду и тепло одевшись, продолжил измерения. Интерпретация их оказалась непростым делом: сначала мне думалось, что сопротивление среды пропорционально площади поверхности тела, потом открылось, что два вытянутых конуса, соединенных основаниями, растягивают пружину меньше, чем равный их основанию диск, поставленный поперек потока. Консультируясь и с моим наставником, и с Лемером, я постепенно продвигался к истине. Усилие, действующее на фигуры, подобные друг другу, действительно соответствовало их поверхностям, а с убыстрением течения росло пропорционально квадрату скорости. Только зависимость от формы не поддавалась математическому выражению. Понятно было, что сопротивление меньше у тел гладких и вытянутых очертаний; когда обнаружил, что форма рыбы идеальна для плавания, это даже отвело меня от крайних атеистических выводов. Не зря Иисус сделал рыбаков ловцами человеков.
Впрочем, влияние формы изучалось лишь в силу праздного любопытства: почти все артиллерийские снаряды были круглыми, и двух установленных закономерностей было достаточно для составления трактата о полете ядер и бомб. Нашелся способ точно подтвердить "закон размера", как я про себя его называл, применительно к воздуху. "Закон скорости", на основании измерений силы небольшого самодельного паруса и пускания пушинок по ветру, тоже, в общем, подтверждался, хотя погрешности были велики. Надлежало применить эти правила к расчету траекторий и проверить настоящей стрельбой. Конечно, никто не дал бы мне пушек специально под студенческие опыты, но этого и не требовалось: на обширном поле у арсенала часто велись стрельбы для обучения артиллеристов или испытания пороха, и не составляло труда договориться о своем участии.