После возвращения в Англию Морлэнд становится секретарем Терло, а в мае 1656 года в ранге «чрезвычайного посла» отправляется с поручением Кромвеля к герцогу Савойскому. Морлэнд должен был убедить герцога – католика отменить религиозные гонения на членов протестантской секты вальденсов в долине Пьемонта. Дипломатическая миссия Морлэнда успешно завершилась в конце 1656 года.
В Англии Морлэнд вновь занимает пост секретаря Терло. Однажды он стал случайным свидетелем беседы Кромвеля с государственным секретарем и неким сэром Ричардом Уиллисом. Они обсуждали подробности заговора, цель которого заключалась в том, чтобы склонить будущего короля Карла II и его брата произвести высадку на берег Суссекса и убить их. Кромвель, обнаружив Морлэнда, который притворился спящим за своей конторкой, выхватил кинжал, чтобы убит шпиона. Однако Терло клятвенно уверил лорда – протектора, что его секретарь провел подряд две бессонные ночи и, конечно, заснул за своим рабочим столом. Вмешательство Терло спасло Морлэнду жизнь, но он, будучи смертельно оскорбленным, начинает двойную игру: сначала тайно сообщает Карлу II о заговоре, а затем, захватив кое – какие самые важные документы , бежит к нему в Голландию. Карл милостиво встретил Морлэнда: он возвел его в звание баронет и обещал быстрое продвижение по службе. Однако это обещание выполнено не было; Морлэнд получил лишь пост почтмейстера и пенсию в 500 футов стерлингов, однако, запутавшись в долгах, вскоре был вынужден продать и пенсию и пост. «И тогда, - пишет Морлэнд в своей автобиографии, - разочаровавшись в возможности повышения по службе и получения како – либо недвижимости, я посвятил себя математике и таким экспериментам, которые могли бы доставить удовольствие королю».
Так начинается второй период жизни Морлэнда, похоронивший средней руки государственного служащего и открывший выдающегося механика.
В 1661 году Сэмюэль Морлэнд обращается за своим первым патентом на «машину для подъема воды из шахт силой воздуха и пороха совместно». Первые конструкции изобретения оказались неработоспособными, как, впрочем, и аналогичные «пороховые машины» Дени Папена. Но после нескольких лет напряженной работы ему удается создать превосходный насос, именующийся в наши дни «насосом плунжерного типа». В январе 1673 года Морлэнд успешно демонстрирует его работу королям и высшим чинам Адмиралтейства в Вулвическом доке и вскоре по заказу Карла II строит «водяную машину», которая подавала воду из Темзы в Виндзорский замок.
Но не только насосы и другие средства подъема воды были предметом занятий Морлэнда в этот период – он берется за любую работу, лишь бы она хорошо оплачивалась: вставляет зеркала в оливковые рамы, подряжается следить за работой печатного станка, берет патент на «металлический камин» и т. д.
Кульминационный момент в жизни сэра Сэмюэля – присвоение ему звания королевского «магистр меканикорум». Но так как это звание не сопровождалось денежным вознаграждением, Морлэнд был по–прежнему добывать свой хлеб изобретениями.
В 1682 году Карл II, узнав, что Людовик XIV собирается строить «водяную машину» для подъема воды из Сены к садам Версаля, посылает Морлэнда во Францию. Там королевский «магистр меканикорум» представляет свой проект машины и ведет с французскими чиновниками нескончаемые переговоры о строительстве насосных станций, а затем неожиданно возвращается в Англию. Причиной внезапного отъезда Морлэнда было то, вероятно, его новое изобретение ( «машина для подъема воды на любую высоту с помощью силы пара»), о которой он спешил рассказать королю. Машину Морлэнду построить не удалось, и он довольствовался лишь изложением ее идеи в книге, выпущенной им в 1685 году в Париже.
После возвращения в Англию Морлэнд продолжает заниматься изобретательством, но уже с меньшим успехом и живет главным образом на скромную королевскую пенсию.
Конец жизненного пути Сэмюэля Морлэнда был печальным: он ослеп и умер в одиночестве, мучимый раскаянием в своем предательстве, умер 30 декабря 1695 года.
Как человек сэр Сэмюэль особых симпатий не вызывает – он был слабохарактерным, до болезненного тщеславен, зависим от чужого мнения и трусоват. Но как изобретатель он имеет не так уж много равных себе в богатом на изобретательские таланты XVII столетия. Помимо насосов и паровых машин, ему принадлежит авторство сохранившегося до нашего времени рупора – громкоговорителя; устройства для «улавливания звуков» (прообраза современного акустического локатора), кабестана для поднятия тяжелых якорей и т. д. Морлэнд занимался математикой, криптографией, фортификацией и выпустил около десятков книг по различным вопросам.
Особый интерес Морлэнд представляет как изобретатель первых английских счетных машин. Таких машин было три. Первая предназначена для решения треугольников и нахождения значений тригонометрических функций. Со второй машиной – суммирующей – мы уже познакомились ранее. Наконец, третья машина представляла собой попытку механизации «палочек Непера».
Суммирующее устройство Морлэнда – одна из простейших (если не самая простая) механических конструкций. Точнее, она может быть названа квазимеханической – в ней отсутствует передача десятков (десятки не передаются в старший разряд, а подчитываются специальным счетчиком и ручным способом вводятся в старший разряд). Суммирующее устройство, названное Морлэндом «арифметическим инструментом», было сконструировано в 1666 г. оно содержит девять одноразрядных, каждый из которых имеет свой счетчик оборотов . все это выполнено наиболее простым и в то е время эффективным способом. Одноразрядные счетчики представлены однозубым колесом, а счетчики оборотов – колесами с десятью зубцами (один оборот однозубого колеса поворачивает на 1/ 10 оборота колесо счетчика). Прибор ориентирован на денежные подсчеты: шесть счетчиков предназначены для подсчета единиц, десятков сотен и т. д. фунтов стерлингов, а три счетчика – для подсчета шиллингов, пенсов и фартингов. В каждом разряде подсчеты ведутся независимо, а результаты (по данным счетчиков оборотов) потом переносятся в старший разряд.
В 1666 г. Морлэнд изобретает устройство, названное им «Новым множительным инструментом». Оно было изготовлено в нескольких экземплярах, один их которых был подарен английскому королю Карлу II, а другой – Козимо III Медичи (Флоренция).
В устройстве Морлэнда палочки Непера приобрели форму дисков. Лицевая сторона одного диска соответствовала одной палочке (т. е. Содержала таблицу умножения однозначного числа на однозначные), а обратная сторона – другой палочке (на одном диске были палочки «0» и «9», на другом – «1» и «8» и т. д.). Таким образом, десять дисков представляли двойной набор (20 шт.) палочек Непера. 11 – й диск предназначался для извлечения квадратного корня. Цифры на дисках располагались. Таким образом, чтобы единицы и десятки находились на противоположных концах круга. Диски были насажены на полукруглые оси в верхней части множительного устройства.
Хотя «множительная машина» Морлэнда на самом деле лишь упрощала считывание промежуточных результатов, современники находили ее «весьма искусной».
3.4. Другие варианты механизации палочек Непера
Вслед за Кирхером и Шоттом цилиндрическую форму «палочек» использовали в своих счетных устройствах и другие изобретатели. В XVIIвеке это сделал Рене Грийе, часовой мастер Людовика XIV, опубликовавший в «Журнале ученых» за 1678 год описание «Новой арифметической машины». Она представляла собой сочетание суммирующего механизма Паскаля с «цилиндром Непера». Машина состояла из суммирующей части и множительного устройства, представляющего собой семь свернутых в цилиндры палочек Непера. Известно, что Грийе демонстрировал ее работу в монастыре св. Жана Латранского и впоследствии изготовил еще одну усовершенствованную копию машины. Изобретатель дал описание внешнего вида машины в своей книге «Математические редкости», вышедшей в 1673 г.
Примерно в те же годы популярностью пользовался «барабан Пти», названный по имени его изобретателя Пьера Пти (1594 – 1677 гг.), генерального инспектора по фортификациям, друга Паскаля и большого любителя точных наук. Пти наклеил полоски бумаги с начерченными «палочками» на картонные ленты и заставил их двигаться вдоль оси цилиндра.
В 1727 году немецкий механик Якоб Лейпольд видоизменил «барабан Пти», придав ему десятиугольную форму.
Якоб Лейпольд родился 25 июля 1674 года в Планице, в семье талантливого самоучки – ремесленника. Из – за стесненных материальных обстоятельств Лейпольду не довелось много учиться; он слушал некоторое время лекции по математике в Иене, затем штудировал теологию в Виттенберге. Когда деньги, отпущенные ему семьей на обучение, подошли к концу, Лейпольд решил возвратиться в родной город, но, заехав по дороге в Лейпциг, он не удержался от искушения прослушать несколько лекций в университете и изменил свое решение: он снова будет учиться.
Лейпольд поступает в Лейпцигский университет на богословский факультет и одновременно работает как репетитор – математик. Позже он начинает изготавливать на продажу различные приборы и инструменты. В это время, к счастью, нашелся некий лиценциат Зелигман, который наставил Лейпольда на «путь истинный», сказавши, сто «Лейпциг имеет достаточно проповедников, но ни одного мастера, который бы поставил ремесло Непер математическую и физическую основу».
Лейпольд решает отказаться от духовной карьеры и стать профессиональным механиком. Так как у него не было денег для открытия мастерской, он решил «поправить обстоятельства женитьбой», и в 1701 году женился на дочери оружейника из Лукки. Тесть «добыл » для него место эконома в Лейпцигском лазарете, что дало возможность Лейпольду жить безбедно и заниматься в свое удовольствие любимой механикой.