Карандаш может казаться несложной комбинацией куска графита и деревянной оправы, но на деле его производство требует строгого соблюдения технологии и большого числа компонентов. Материалы превращают его в предмет, для изготовления которого должны быть отлажены международные политические, экономические и технологические системы. Если взять для примера карандаш, сделанный в Америке в конце ХХ века, то графит в нем может быть запатентованной смесью двух видов минерала, из Шри-Ланки и Мексики, глины из Миссисипи, камеди из стран Востока и воды из Пенсильвании. Деревянная оправа, скорее всего, будет сделана из калифорнийского кедра, металлический ободок — из меди или алюминия, произведенных на западном побережье Америки, а ластик будет изготовлен из смеси южноамериканского каучука и итальянской пемзы.

Поскольку мировой политический климат сильно влияет на поставки необходимых ингредиентов, производители карандашей давно научились проявлять изобретательность в вопросах обеспечения альтернативы. Некоторые из них запасают графит в ожидании перебоев, приобретают исключительные права на вновь открытые месторождения и острова, где растет можжевельник, выращивают целые леса на карандашную древесину. Но даже при наличии гарантированных и неограниченных запасов сырья обработать и собрать воедино все материалы, чтобы сделать из них множество дешевых карандашей, совсем непросто в условиях постоянной угрозы со стороны отечественных и зарубежных конкурентов. Продуманная работа с ресурсами лежит в основе всех современных технологий, будь то производство карандашей, автомобилей или компьютеров. Она постоянно меняется в соответствии с балансом спроса и предложения, и в этом нет ничего нового.

К концу XVIII века появилось два противоположных подхода к производству карандашей — британский и континентальный; их различие в основном определялось наличием и качеством сырья. (Впрочем, такая история была характерна для большинства мануфактур того времени.) Графит добывать несложно, и богатое месторождение чистого графита удовлетворяло все потребности; в энциклопедии «Пертенсис», переизданной в 1816 году, в статье под заголовком «Борроудейл» утверждалось, что графитом из месторождения в долине озера Дервентуотер снабжался весь мир.

И все же в начале XIX века это был отнюдь не единственный источник сырья, о чем говорит другая статья в той же энциклопедии:

ЧЕРНЫЙ СВИНЕЦ… встречается в разных странах: в Германии, Франции, Испании, на мысе Доброй Надежды и в Америке, но, как правило, в небольших количествах и неодинакового качества. Его наилучший сорт, наиболее пригодный для изготовления карандашей, добывается в Камберленде, в местечке, именуемом Борроудейл, где запасы столь велики, что ими снабжается не только вся Великобритания, но и вся Европа [129] .

Причина, по которой Британия периодически меняла тактику на протяжении десятилетий до и после начала XIX столетия и то копила запасы, то экспортировала графит из Борроудейла, объясняется, по крайней мере отчасти, истощением старых залежей и открытием новых. В статье, посвященной графиту, далее объясняется, почему встречающийся в Англии сорт считается лучшим в мире и продается по самой высокой цене; там же есть косвенное упоминание о том, чем объясняются перебои в поставках. Цитируется автор по фамилии Магеллан, рассуждающий о качестве графита из различных месторождений:

Я видел множество образцов из разных стран, но из-за грубой текстуры и плохого качества они не идут ни в какое сравнение с графитом из Борроудейла, несмотря на то что и в нем изредка встречаются частицы железного колчедана. Всего несколько лет назад казалось, что месторождение почти истощилось, но затем, по совету опытного шахтера, к которому долго не хотели прислушиваться, прокопали несколько метров вглубь и добрались до очень толстой и богатой жилы высококачественного графита — к радости владельцев и выгоде всех остальных [130] .

Несмотря на колебания предложения графита на мировом рынке, превосходные английские карандаши можно было бы еще очень долго производить из чистейшего камберлендского графита, при условии что его запасы находились бы под охраной. Для решения хронической проблемы воровства с места добычи было необходимо принять самые суровые меры. В 1846 году к написанной Бекманом истории графита добавился следующий абзац:

В настоящее время для охраны этого сокровища построено капитальное здание с четырьмя комнатами на первом этаже; прямо под одной из них есть отверстие, которое закрывается крышкой люка, — через него в шахту разрешается спускаться только рабочим. В этом помещении, которое служит раздевалкой, шахтеры снимают повседневную одежду и надевают робы перед сменой, а после шестичасового рабочего дня снова переодеваются под присмотром управляющего, прежде чем им разрешат уйти. В одном из этих помещений, самом удаленном от входа, за большим столом сидят два человека, которые сортируют и режут графит; они работают взаперти, а из смежной комнаты за ними следит надсмотрщик, вооруженный двумя заряженными мушкетонами. Шахта работает шесть недель в году, и говорят, что в некоторые годы чистый доход за это период составляет от тридцати до сорока тысяч фунтов стерлингов [131] .

В результате защитных мероприятий у местных карандашных мастеров не было стимулов совершенствовать технологию, которая долго оставалась практически на кустарном уровне. В окрестностях Кесвика карандашное производство почти не модернизировалось вплоть до середины XIX столетия, когда стало очевидно, что запасы графита иссякают быстро и бесповоротно. Однако в континентальной Европе, в отличие от Англии, производители были давно приучены к непредсказуемости поставок дорогого камберлендского графита и к использованию сырья более низкого качества, поступавшего из других источников, поэтому они были вынуждены вводить изменения, которые дожили и до наших дней. Эти инновации не являлись результатом собственной инициативы, а были по большей части обусловлены внешними социальными и политическими причинами, а также экономическим давлением вследствие несбалансированности объемов спроса и поставок качественного графита. Все изобретения порождаются настоятельной потребностью, но в этом случае сыграли роль технические факторы, способствовавшие внедрению удачных инноваций; не обошлось и без происшествия, случившегося как раз в нужный момент.

В 1790-х годах французским карандашным мастерам пришлось искать выход из ситуации, порожденной отсутствием камберлендского графита. Это было связано с войной между Францией и Великобританией, начавшейся в 1793 году, в которой также участвовали и другие страны. Франция лишилась поставок английского графита и не могла закупать даже немецкие карандаши, хоть и худшего качества, но все же годные для употребления — в те времена их делали из графитовой пыли, смешанной с серой и клеем. Поскольку и на войне, и во время революции, и в учении, и в торговле без карандашей обходиться непросто, французский военный министр Лазар Карно начал искать альтернативный способ производства карандашей в стране. Николя-Жак Конте был в то время тридцатидевятилетним инженером и изобретателем, которого революция заставила забросить успешную карьеру художника-портретиста и заняться наукой. В начале 1790-х годов у него уже была солидная репутация во многих научных областях; Гаспар Монж, первый директор Политехнической школы, говорил о Конте, что «в его голове помещались все науки, а его руки владели всеми искусствами». Поэтому неудивительно, что именно такому человеку Карно поручил найти замену камберлендскому графиту для изготовления карандашных стержней. Нелегко отделить факты от вымысла в истории о том, каким образом и по какой программе велись эти срочные исследовательские работы. Конте был инициатором использования воздушных шаров в военных целях и, по всей вероятности, занимался какими-то экспериментами с водородом, когда произошел взрыв, повредивший его левый глаз. Его эксперименты с графитом оказались менее опасными. Предполагается, что в 1794 году ему потребовалось всего несколько дней, чтобы добиться успеха, а через год, в начале 1795 года, он получил патент на новую технологию изготовления карандашей.

Сборка первых карандашей Конте

Изобретение Конте опиралось на его хорошее знание свойств графита, который он использовал для изготовления плавильных тиглей. Новый способ выделывания карандашных стержней состоял в работе с очищенным от загрязнений и тонко измельченным графитовым порошком в смеси с гончарной глиной и водой; полученная влажная масса набивалась в длинные прямоугольные формы. Когда стержни высыхали, их вытаскивали, обкладывали древесным углем и прокаливали при высокой температуре в запечатанных керамических горшках. Хрупким глиносодержащим стержням было сложно придать ровную поверхность, поэтому их помещали в деревянные оправы слегка измененной конструкции, наподобие тех, что ранее использовали некоторые немецкие мастера для стержней из смеси графита с серой. Глубина канавки в деревянной палочке была вдвое больше толщины стержня. Чтобы целиком заполнить канавку, сверху к грифелю приклеивалась полоска дерева, после чего карандаш поступал на чистовую обработку для придания ему требуемой формы. Карандаши для художников, изготавливаемые по новой французской технологии, стали называть «карандашами Конте».

Иногда утверждают, что независимо от Николя Конте к такой же технологии еще в 1790 году самостоятельно пришел венский механик Йозеф Хардмут, но, скорее всего, это просто год основания его карандашной фабрики. Сам Хардмут заявлял, что сделал изобретение только в 1798 году, через три года после выдачи патента Конте, но в других источниках отмечается, что новый процесс начал применяться на венской фабрике позже и был внедрен зятем Конте, Арну Гюмбло, который внес некоторые усовершенствования в «примитивную технологию» тестя и в конце концов встал во главе карандашной фабрики в Париже.

Независимо от обстоятельств изобретения новый процесс был освоен производителями карандашей в континентальной Европе, у которых появилась возможность преодолеть зависимость от поставок английского графита. Сначала технология применялась только во Франции и Австрии, позднее на государственной карандашной фабрике в городе Пассау в Баварии, а к середине XIX столетия она распространилась повсеместно и до сих пор лежит в основе современного карандашного производства. По-видимому, метод Конте в какой-то степени применялся и в Англии начала XIX века, но все же традиционный способ изготовления английских карандашей сохранялся до тех пор, пока месторождение графита в Борроудейле полностью не иссякло; по некоторым сведениям, это произошло в 1869 году, но точную дату установить столь же сложно, как и дату его обнаружения.

Способы укладки карандашных стержней в деревянные оправы, в том числе современный, с использованием круглых стержней

Крепление стержня из натурального графита

Альтернативный способ крепления стержня, изготавливаемого по технологии Конте

Современное крепление карандашного стержня

Хотя изобретение Конте обеспечило европейским производителям карандашей определенную независимость от уменьшавшихся в объеме поставок камберлендского графита, общее предубеждение состояло в том, что новые карандаши сильно уступают качеством настоящим английским. Однако когда приходится делать выбор между очень хорошими карандашами и полным отсутствием карандашей или же между запредельно дорогими и доступными карандашами, то кое-чем приходится поступаться. К тому же карандаши Конте были намного лучше тех, что делали с использованием серы, а изменения пропорций графита и глины давали карандаши различной твердости и светлоты при равномерной насыщенности, чем не могли похвастаться английские карандаши.

Технология Конте отличалась от первоначального способа изготовления карандашей из чистого графита своей принципиальной инновационностью, чего нельзя с уверенностью сказать о предыдущих этапах в истории простого карандаша. Известная байка о случайном открытии прекрасного камберлендского графита после бури, вырвавшей с корнями могучее дерево, и о том, как куски странной черной земли сначала использовали для маркировки овец, — это рассказ не о достижении цели, а о принятии природных даров, которыми награждает нас щедрая земля. Неважно, насколько правдиво это предание, но его включение в устную и письменную историю карандашной промышленности свидетельствует о склонности к пассивному получению случайных подарков, а не активному поиску наилучшего материала.

Значение и ценность камберлендского вада продолжали возрастать по мере того, как его уникальные качества становились все более очевидными. Дело было не только в том, что он оставлял на бумаге более качественный след, чем металлический стержень; он был к тому же достаточно прочным, что позволяло придавать ему удобную форму и затачивать, выдерживал достаточный нажим при письме и рисовании. Историю современного карандаша принято отсчитывать от времени обнаружения вада в долине Борроудейл, однако в ходе раскопок в Египте были найдены куски графита (хотя и не столь высокого качества), и это дает повод удивиться, почему в качестве писчего материала он начал использоваться лишь с середины XVI века. Говорят также, что графит был найден в окрестностях Пассау задолго до того, как из него стали делать карандаши. Очевидно, людям было известно о его свойстве оставлять след; возможно, его впервые назвали «подобным свинцу» именно в этих местах. Но этот графит не стали использовать в качестве пишущего материала, поскольку встречался он не в изобилии, да и качество его было не настолько высоким, чтобы делать хорошие палочки для письма. Таким образом, он остался просто местной диковиной. По всей вероятности, никто не предпринимал целенаправленных попыток очистить и переработать графит из Пассау так, чтобы улучшить его состав или придать ему более удобную форму.

Что же позволило Николя Конте в 1794 году добиться такого успеха, какого до него не видел никто и никогда? Во времена научной революции люди вели обширные интеллектуальные поиски, но лишь немногие стремились преодолеть барьер между миром философии и миром вещей. Нередко один и тот же исследователь одновременно трудился в нескольких неизведанных направлениях, но ему едва удавалось заглянуть за поверхность явлений, хотя он пытался делать глобальные выводы на основании своих изысканий. Даже великому Ньютону, научные интересы которого были не лишены практического аспекта, не всегда удавалось преодолеть зашоренность, но он и не считал себя глубоким исследователем, а сравнивал свою жизнь с прогулкой по морскому берегу, где время от времени он, к огромной радости, находил то одну, то другую красивую раковину. Его даже печалил тот факт, что, пока он прогуливается и собирает раковины на берегу, «перед ним лежит безбрежный океан еще не познанных истин». Когда же он действительно занимался исследованиями, то искал не лучший материал для изготовления карандаша, а философский камень. В его библиотеке было множество книг по самым разным дисциплинам, от медицины до математики, но при этом он, похоже, не сумел объединить в голове все эти знания. В глубине души Ньютон не был инженером, хотя у него были некоторые прикладные интересы, а большинство его последователей даже не имели склонности к инженерным наукам.

Парадигма Ньютона — идеал искателя истины, стоящего на плечах гигантов и потому способного видеть дальше, чем любой из них, — это парадигма цели и полного постижения истины, которая скрывается за горизонтом и которую можно увидеть, только встав на высокую точку, с которой открывается хороший обзор. После этого люди подставляют плечи новому поколению искателей. Эта идея согласуется с метафорой о морском береге, в соответствии с которой цель умственной деятельности — это нечто объективное и лежащее вдалеке в ожидании своего открытия. Так, одна из раковин (теория) может казаться более красивой (изящной), чем другая, и возможно, искатель охладеет к старым раковинам, найдя более красивые, но конечный смысл заключается в том, что истина находится на дне океана, и потому нужно просто подождать, пока на берегу не окажутся все раковины.

Карандаши могут помочь сформулировать абстрактные теории, но абстрактные теории не создают карандашей. У вас вряд ли получится найти черный минерал для письма и рисования, если вы разгребаете песок в надежде найти самую красивую раковину. Короче говоря, идеи, подобные ньютоновским, способствовали становлению научного базиса современной инженерии, но одних их было недостаточно для усовершенствования артефактов, которые не считались объектом, достойным рассмотрения при составлении коллекции раковин.

В природном виде графит далеко не так хорош, как раковина или восходящая над горизонтом звезда. Его начали ценить и проявлять к нему интерес, когда стали очевидны его достоинства для производства хороших карандашей, плавильных тигелей и пушечных ядер; так же чернозем кажется грязью всем, кроме фермеров, которые знают о содержащихся в нем питательных веществах и о том, как они необходимы для будущего урожая.

Людям может казаться, что появление современного карандаша произошло благодаря случайному открытию самородного графита, но на самом деле все могло быть наоборот: формирование образа совершенного карандаша предшествовало обнаружению материала, обладающего необходимыми свойствами для воплощения идеи. Точно так же полет человека в космос долгое время существовал в мечтах, прежде чем стал реальностью. Даже если бы графит не был найден, вполне возможно, что карандаши научились бы делать из другого подходящего материала. То обстоятельство, что для письма и рисования некогда использовались свинцовые сплавы, дает основание предположить, что люди вели осмысленные поиски материала, способного составить альтернативу перу и чернилам. Но непохоже, что эти поиски велись с необходимым усердием, поскольку, судя по всему, на протяжении XVI века и даже большей части XVII доминировала парадигма, которую так точно описал Ньютон.

К началу XVIII столетия, когда закладывались основы современной химии, когда были описаны свойства графита как разновидности углерода и он получил свое окончательное наименование, когда полностью осознали потребность в карандаше и создали его мысленный образ, — в это же самое время среди инженеров-практиков начала распространяться более прагматическая парадигма. В таких условиях возникла вероятность того, что человек склада Конте сможет решить поставленную перед ним задачу — найти равноценную замену камберлендскому графиту, высококачественному, но недоступному. До того момента казалось нецелесообразным использовать для изготовления карандашных стержней низкосортный графит, смешивать порошковый графит и серу с воском, и это были проблемы, ждущие решения. Конте не исследовал земные недра — он вел мысленный поиск средств, которые до него упускали из виду. Проделанная им работа укладывается в неньютоновскую парадигму, которая впоследствии воплотилась в опытах Эдисона, перебравшего множество материалов, прежде чем наткнуться на подходящий для изготовления лампы накаливания; идея этой лампы возникла у него в голове задолго до того, как она была создана в реальности. Электролампа — это, конечно, не то, что Эдисон мог бы найти на морском берегу.

Новаторство, находчивость и изобретательность существовали всегда. Свидетельством тому являются технические достижения древнейших цивилизаций, а также машины и механические устройства, о которых писали Витрувий и Герон Александрийский. В более поздние времена — чертежи Леонардо. Однако для становления системного подхода к изобретательству, объединившего ремесло и науку, чтобы перерабатывать мечты в артефакты, потребовались столетия. Казалось бы, карандаш сконструировать проще, чем мост, но на самом деле процесс может оказаться сложнее, а результат — более непредсказуемым. Основные требования к мосту сводятся к тому, что он должен быть достаточно прочным и жестким, чтобы выдерживать определенную нагрузку, и при этом экономичным и надежным в эксплуатации при условии поддержания его в хорошем техническом состоянии. Срок его службы зависит от баланса между прочностью и затратами, долговечностью и затратами, строительными и эксплуатационными расходами — то есть от финансовых решений, принимаемых на протяжении периода проектирования, строительства и существования моста, по мере того как из идеи он превращается в артефакт.

Как и мост, карандаш должен быть экономичным, прочным и долговечным. Но эти требования сложнее поддаются учету. От материала карандашного стержня требуется оставлять на бумаге хороший след. По счастью, камберлендский графит встречался в виде больших кусков, из которых было легко вырезать стержни с оптимальным сочетанием прочности и пишущих свойств. А вот порошок из камберлендского графита, смешанный с серой и воском, уже не радовал качеством, поскольку концы изготовленных из этой смеси карандашей таяли в теплую погоду и не давали ровных тонких линий на бумаге.

Огромный вклад Николя Конте в производство карандашей соответствовал общему направлению развития французской научно-инженерной мысли, зародившейся в кильватере исследований Галилея и Ньютона. В ходе развития стало очевидно, что нельзя полагаться только на традиции ремесленничества как источник появления новых идей. И все же, хотя ремесленничество считалось делом обычным и заурядным, оно аккумулировало очень ценную информацию: систематически изучая и анализируя процессы и продукты кустарного труда, можно было сделать новые изобретения на благо человечества. Этот подход к научно-техническим открытиям был сформулирован в монументальным труде Дени Дидро «Энциклопедия», первый том которой появился в 1751 году. Дидро сам предварил раздел о ремеслах вступлением, которое явно вдохновлено идеями из предисловия Галилея к работе «Беседы и математические доказательства двух новых наук»:

РЕМЕСЛО… Этим словом именуется любая профессия, связанная с ручным производством и ограниченная определенным количеством постоянно повторяемых механических операций, которые требуются для получения одного и того же продукта. Я не знаю, почему люди невысоко ценят то, что скрывается за этим словом, поскольку именно благодаря ремеслам мы получаем все необходимые в жизни предметы. Любой, кто не сочтет за труд заглянуть в ремесленные мастерские, повсеместно увидит там целесообразность, объединенную с высочайшими проявлениями интеллекта: в древности тех, кто изобрел ремесла, объявляли богами; в последующие века тех, кто совершенствовал эти самые ремесла, втоптали в грязь. Я предлагаю тем, у кого есть представления о справедливости, рассудить, на каком основании или в силу каких предрассудков мы с таким пренебрежением относимся к столь незаменимым людям. Поэт, философ, оратор, министр, воин, герой — все они были бы нагими и голодными без труда ремесленников, над которым они жестоко насмехаются [145] .

По меньшей мере один из живших позже поэтов, Дэвид Лоуренс, вовсе не презирал «вещи, созданные людьми, чьи руки проснулись». Он говорил, что артефакты, созданные столетия назад, хранят в себе тепло жизни, которую вдохнули в них забытые ныне мастера. Но уже в XVIII веке появились люди, которым было мало просто ощущать это тепло. И энциклопедисты, и Галилей понимали, что среди ремесленников есть профессионалы высочайшего уровня, у которых можно многому научиться. Во «Вступительном слове» к энциклопедии Дидро, написанном Жаном д’Аламбером, мы находим наблюдение, которое можно принять за описание категории людей, еще редкой в XVIII веке, — «мастеров своего дела, которые одновременно были бы и учеными». Но поскольку «большинство из тех, кто занимается ремеслами, выбрали ремесло по необходимости и работают, повинуясь инстинктам», а некоторые из них «работают по сорок лет, ничего не смысля в станках», то мало кто из ремесленников становился инженером.

Однако неважно, «знают» ли ремесленники что-либо о своих станках и могут ли описать словами то, что они делают руками: в самом ремесле при этом может быть заключена такая сложность, которую не свести к теории. В конце XVIII века признание существования неписаной традиции мастерства распространялось столь же медленно, как ее использование для ускорения технического прогресса. У быстрого распространения инноваций в ремеслах и тех видах деятельности, которые Агрикола называл «тяжким трудом», когда описывал общее состояние дел в добывающей промышленности XVI века, не было никаких шансов. За исключением «дюжины из тысячи ремесленников», которые одновременно были образованными, «книжными» людьми, или тех немногих образованных людей, которые были не прочь поучиться ремеслу, типичные представители профессии «снова и снова» строили одинаковые мосты и делали одинаковые карандаши, подобно тому как рудокоп всегда копает там, где до него уже копали другие. И наоборот, для типичного высокообразованного человека или даже ученого, желавшего осуществить технические перемены, было характерно бесплодное теоретизирование и повторение того, что уже описано в книгах. В отличие от них инженеры, ведущие начало от любознательных и умеющих формулировать мысли ремесленников, даже будучи всего лишь подмастерьями и притом опытными учеными-практиками, — новаторы по своей природе.

Конте сумел совершить революцию в карандашном производстве благодаря тому, что интересовался, подобно Галилею, и практическими, и теоретическими вопросами. До того как к нему обратился Лазар Карно, Конте уже изучал применение графита в качестве огнеупорного материала для изготовления плавильных тиглей и пушечных ядер, не говоря уже о материале для рисования; возможно, что Карно обратился к Конте именно по этой причине. Изготовление плавильных тиглей и карандашей — узкоспециализированные ремесла, которые далеко отстояли друг от друга в глазах всех предшественников Конте, что не давало им возможности применить зарождающийся научный метод для усовершенствований в каком-либо ремесле, базируясь на опыте из другой отрасли. Конте осуществил гигантский прорыв в теории изготовления стержней из графитового порошка и глины, поскольку ему уже было известно, как эти материалы соединяются при создании плавильных тиглей, обломки которых могли иногда случайно использоваться им в качестве маркеров (или же он мог заметить это, когда возился с ними в лаборатории).

Лаборатория в действительности является современной рабочей мастерской. Инженерные изобретения настоящего — это результат соединения научного метода с практическим опытом работы ремесленников. Становление современной инженерии в Англии и Америке происходило медленнее, чем в континентальной Европе, однако если оценивать этот процесс не по форме, а по существу, он постепенно начинал играть все более важную роль в превращении традиционного ремесленничества в технологичную деятельность, базирующуюся на научных исследованиях. В течение столетия после изобретения Конте эта трансформация затронула буквально каждую специализацию, от изготовления карандашей до строительства величественных мостов.