Александр Речкин

Успех трио Жака де Вокансона вызвал повальное увлечение автоматами, которое продолжалось до конца XVIII столетия. Инженеры стремились переплюнуть друг друга, чтобы сделать самых необычных и сложных «роботов». Вершины в создании заводных автоматов достигли Пьер Жаке-Дро и его сын Анри-Луи. В наши дни фамилия Жаке-Дро (Jaquet-Droz) превратилась в бренд баснословно дорогой марки швейцарских часов, но путь к славе и богатству начался с автоматических механизмов (автоматонов)

Автоматы Пьера Жаке-Дро

Каллиграф, художник и клавесинистка

Пьер Жаке-Дро родился в 1721 году на ферме Сюр-ле-Пон, расположенной в окрестностях коммуны Ла-Шо-де-Фон в западной Швейцарии. Старшие члены семьи привили мальчику интерес к часовому делу и  высокоточной механике, который постепенно перерос в страстное увлечение. Пьер, работая не покладая рук, в течение десяти лет (1738–1748) изготавливает целую линейку напольных часов с движущимися фигурками и музыкальными механизмами. Его изделия и талант привлекают внимание самых обеспеченных и взыскательных клиентов.

Заработав первоначальный капитал, Пьер в 1750 году женился на Марианне Сандос. У них родились сын и дочь, однако семейное счастье не продлилось долго: уже в 1755 году супруга и дочь Пьера умерли. Тридцатипятилетний Жаке-Дро не женился во второй раз, а решил посвятить себя воспитанию сына и  полностью погрузился в работу. Примерно в это же время Пьер познакомился с Милордом Марешалем, губернатором княжества Невшатель, который посоветовал мастеру продемонстрировать его механические шедевры за границей — в частности, при дворе испанского монарха. Заручившись поддержкой губернатора, Пьер Жаке-Дро с шестью маятниковыми часами в 1758 году отправился покорять Мадрид. Спустя несколько месяцев ожидания Пьеру дозволили продемонстрировать свои творения королю Испании Фердинанду VI. Презентация произвела эффект взорвавшейся бомбы и стала настоящим триумфом мастера. Король и придворные были поражены часами Жаке-Дро. Все часы Пьера были разом приобретены для дворцов испанского монарха, а мастер получил баснословную сумму денег — 2 000 золотых монет. Вернувшись домой, Пьер вместе с сыном и соседским мальчиком Жаном-Фредериком Лешо (Пьер усыновил его) на рубеже 1773–1774 годов создали три шедевра робототехники: каллиграфа, художника и музыканта.

Андроиды Жаке-Дро приводят в неописуемый восторг и восхищение даже современных зрителей, а  представьте, как открывали рты придворные монархов Европы, видя подвижных кукол, которые пишут, играют на клавесине и рисуют портреты августейших особ!

Каллиграф, самый сложный автоматон, завершенный в 1773 году и состоявший из шести тысяч деталей, был изготовлен полностью из дерева за исключением головы, которую сделали из фарфора, чтобы придать лицу андроида более естественные человеческие черты. На создание семидесятисантиметровой куклы, которая сидела за деревянной конторкой, одетая в красный камзол, штанишки и белую рубашку, ушло не меньше двадцати месяцев. Каллиграф выглядел как прилежный ученик, он выполнял антропоморфные движения: макал перо в чернила, затем легонько его встряхивал, чтобы не сделать кляксу, двигал глазами и головой, следя за пером, пока выводил красивые округлые буквы. Заводной мальчик мог написать любые запрограммированные заранее фразы. Будущий текст вносился на зубчатый диск, который располагался в пояснице куклы. На изменение 40 клиньев, соответствующих различным буквам алфавита или пробелам, у «программиста» уходило порядка двух часов работы. Проворачивающийся диск был соединен с тремя эксцентриками, отвечающими за направление движения руки каллиграфа, а также за степень давления пера на бумагу. На фактическое написание предложения, состоящего примерно из 40 букв, андроиду требовалось три-четыре минуты. Каллиграф писал такие фразы, как «Я люблю свой город» или «Пьер Жаке-Дро — мой создатель».

Механизм художника, состоящий из двух тысяч деталей, был создан на основе принципов, заложенных в  каллиграфа. Естественно, автоматон рисует только определенные вещи, которые были запрограммированы заранее. Например, когда андроида презентовали во Франции при дворе Людовика XVI, художник нарисовал портрет монарха, украшенный лавровым венком. Картина так впечатлила Людовика, что он наградил Жаке-Дро орденом. В Британии андроид поразил придворную аудиторию, сделав наброски портретов Георга III и его жены Шарлотты на одном и том же листе бумаги. Потом художник нарисовал маленькую собачку, под которой написал «Моя Туту» (собачка Туту была любимицей предыдущего французского короля, Людовика XV), затем изобразил Купидона, едущего на запряженной бабочкой колеснице. Время от времени, когда рисунок был почти готов, заводная кукла отводила карандаш в сторону и осматривала собственную работу, двигая головой и глазами, художник поднимал карандаш, словно планировал сдуть графитовую пыль, а затем возобновлял рисование.

Самой впечатляющей работой семьи Жаке-Дро стал робот-музыкант: девушка двенадцати или тринадцати лет играла на миниатюрном клавесине, нажимая пальцами на клавиши. Автоматон был способен проигрывать пять мелодий, которые написал Анри-Луи Жаке-Дро. Клавесинистка, как и каллиграф и  художник, способна была выполнять определенные движения (например, изящный поклон), двигать головой и следить глазами за тем, на какие клавиши нажимают ее пальцы. У нее даже вздымалась грудь, словно девушка дышала.

Автоматы были впервые показаны в родном городе мастеров, Ла-Шо-де-Фон, центре часового производства, а затем, как и автоматы Вокансона, они отправились в турне по всей Европе и даже побывали при русском императорском дворе.

Сегодня трио андроидов Жаке-Дро можно увидеть в Музее Невшателя. Все куклы находятся в прекрасном состоянии и обычно раз в день устраивают представление. Кстати, в компании Montres Jaquet Droz можно заказать автоматон-каллиграф ростом до 80 см. На производство андроида уйдет чуть меньше года, в  зависимости от того, какое лицо, туловище, платье и прическу пожелает видеть клиент.

Пишущие автоматы Кнауса

Кажется, что любой, кто смог построить чудесный механизм и продемонстрировать свое изобретение при дворе какого-нибудь мало-мальски заметного монарха, сразу становился баснословным богачом, этаким царем Крёзом от механики, однако это не так. Считается, что семейный триумвират Жаке-Дро являлся отнюдь не первым изобретателем писчего автомата, ему предшествовал немецкий мастер Фридрих фон Кнаус.

Фридрих фон Кнаус родился 7 февраля 1724 года в Альдингене близ Людвигсбурга (ныне пригород Штутгарта). С юных лет Фридрих проявлял недюжинные инженерные способности, работая вместе с  братом и отцом механиком и часовщиком при дворе Гессенского дома в Дармштадте.

Кнаус сделал несколько (по меньшей мере пять) пишущих автоматов, первый из которых был представлен во Франции в 1753 году королю Людовику XV, но изобретение не произвело на монарха впечатления — то ли из-за того, что автоматон не заработал, как нужно, то ли потому, что он представлял собой всего лишь руку на своеобразном постаменте, которая держала карандаш и выводила слова на листе, закрепленном на доске. После неудачной попытки покорить Париж Кнаус переехал в Бельгию, где поступил на службу к  принцу Карлу Александру Лотарингскому, который активно продвигал изобретения мастера и даже презентовал их своему старшему брату — императору Священной Римской империи Францу I Стефану.

Автомат Кнауса из коллекции Венского технического музея

Мастер без устали совершенствовал свои изделия. Один из последних автоматов Кнауса представлял внушительное произведение искусства, установленное на деревянном пьедестале высотой около двух метров, в центре которого располагалась металлическая сфера диаметром около 80 см с механизмом внутри. Вся конструкция покоилась на двух бронзовых орлах. Сфера была изготовлена из чугуна и  первоначально покрыта золотом, а сетка линий меридианов выложена серебром. Над сферой, на платформе в виде облака, сидела фигурка античной богини. Она сжимала в руке перо, которое временами макала в чернильницу и писала слова на закрепленном на доске листе бумаги. Специальный механизм, расположенный позади величественной статуи, перемещал доску влево после каждой написанной буквы; когда строка заканчивалась, доска двигалась одновременно в горизонтальном и вертикальном направлениях. Механизм, спрятанный в сфере, представлял собой горизонтальный ролик, или цилиндр, состоящий из штифтов, введенных в соответствующие отверстия. При перемещении штифты нажимали клавиши на своеобразной клавиатуре, каждая клавиша соответствовала определенной букве. Автомат был способен написать 107 слов примерно за пятнадцать минут. В общем, Фридрих фон Кнаус изобрел автоматическую автономную печатную машинку, которая набирала заранее запрограммированный текст.

4 октября 1760 года изобретение Кнауса поразило двор императора Франца I Стефана, когда на глазах изумленной аудитории напечатало текст примерно следующего содержания: «Уважаемый сир, окажите мне милость и выслушайте меня. Весь свет считал, что мой создатель никогда не доведет меня до совершенства, и подвергал его гонениям, но теперь я, вопреки всем завистникам, умею писать на любом языке и являюсь вашим, государь, самым преданным секретарем». Таким образом, механизм немецкого мастера опередил каллиграфа Жаке-Дро почти на два десятилетия. После представления Кнаус подарил автомат императору.

В 1764 году аналогичный автомат мастер подарил своему покровителю принцу Карлу Александру Лотарингскому. Устройство до сих пор находится в исправном состоянии и экспонируется в Научно-техническом музее Галилео Галилея во Флоренции (Италия). Автомат около метра в высоту, изготовленный из посеребренной меди, выводит фразу «Huic Domui Deus nec metas rerum nec tempora ponat» («Да защитит Господь сей дом от гибели и краха»).

В то время как первые три машины Кнауса выдавали запрограммированный текст, четвертая, сохранившаяся до наших дней в Венском музее техники, могла написать любую произнесенную фразу, правда, предварительно оператор вынимал цилиндр из механизма и набирал шрифт, вручную управляя регистром рычагов.

Несмотря на удивительные изобретения, которые Кнаус презентовал своим покровителям, мастер не добился такой же популярности и признания в Европе, как Вокансон или семья Жаке-Дро. Помимо ряда автоматов-писателей Кнаус в 1757 году завершил работу над механическим музыкантом, который играл на флажолете (старинной продольной флейте высокого регистра со свистковым устройством), изготовил письменный стол для императора, оснащенный копировальным аппаратом и подвижными панелями. А  также построил настоящую говорящую голову!

Как мы помним, интерес к устройствам, которые способны воспроизводить речь человека, восходит еще к  античности, когда в Египте возвышались колоссы Мемнона, а жрецы на Лесбосе чревовещали через скрытые трубки. Теперь настала эпоха Просвещения, и многие мастера решили воплотить эти легенды в  жизнь. Кнаус не стал исключением. Созданные им четыре механические говорящие головы были представлены на конкурсе, устроенном Санкт-Петербургской академией наук, где они, согласно условиям состязания, должны были произнести пять гласных звуков. Однако жюри решило, что машина Кнауса не работает должным образом.

Говорящие головы аббата Микаля

Между 1770 и 1790 годами еще четыре человека — аббат Микаль, Христиан Готлиб Кратценштейн, Вольфганг фон Кемпелен и Эразм Дарвин — сконструировали функциональные говорящие машины. Интересно, что мастера работали в разных частях Европы и не были знакомы друг с другом.

Аббат Микаль, живший в Париже, получил значительное наследство и проводил досуг за конструированием механических диковинок. Он построил две механические флейты и сконструировал небольшой ансамбль автоматов, который, однако, уничтожил после того, как нагота фигур была подвергнута критике. В 1778 году аббат изготовил керамическую голову, которая могла произносить несколько фраз. Он уничтожил и этот механизм, так как считал, что недостоин похвалы, которую получил в Journal de Paris. Его самая сложная работа была завершена в 1783 году — пара бронзовых человеческих голов, помещенных на богато декорированном пьедестале лицом друг к другу. Они обменивались фразами, восхваляющими короля Франции:

— Король несет Европе мир...

— ...мир венчает короля славой...

— ...и мир делает людей счастливыми.

— О возлюбленный король, отец народа, счастье которого показывает Европе величие твоего трона!

Головы были выставлены в Париже, и в 1783 году Микаль попросил Французскую академию наук изучить его работу. Анатом Феликс Викк д’Азир (который тоже изучал физиологию голоса) написал благоприятный, хотя и не восторженный отзыв о головах. Вокальные звуки производились мехами, прикрепленными к  нескольким искусственным голосовым трубкам, расположенным поверх растянутых мембран, и давали очень несовершенную имитацию человеческого голоса. Слова произносились не слишком отчетливо, порой речь напоминала хриплое бормотание, некоторые слушатели даже находили их голоса нечеловеческими. Диалог говорящих голов был «записан» на кулачковом цилиндре, вращение которого передавалось на рычаги и вызывало соответствующие колебания мембран.

Микаль надеялся продать свои говорящие головы академии. Однако генерал-лейтенант полиции Ленуар счел изобретение Микаля недостойным, и приобретение автомата не состоялось. По одной из версий дальнейших событий, Микаль уничтожил свои шедевры в порыве отчаяния и умер, обремененный долгами, в 1789 году. По другой версии, головы были проданы. В любом случае их судьба сегодня неизвестна.

Христиан Кратценштейн изучает физиологию речи

В то время как академическое сообщество стало источником разочарования для аббата Микаля, для Христиана Кратценштейна ситуация была прямо противоположной. Родившийся в 1723 году в Пруссии и  получивший образование в Галле, Кратценштейн стал профессором физики и медицины в Копенгагенском университете. Его наиболее известные исследования касались терапевтического применения электричества. Поводом для создания говорящего автомата стал конкурс 1779 года, спонсируемый Императорской академией Санкт-Петербурга, членом которой с 1748 по 1753 год был Кратценштейн. Академия поставила перед конкурсантами две задачи:

1. Определить, в чем заключается природа и особенности резкого различия гласных звуков «а», «е», «и», «о», «у»?

2. Можно ли создать механическую систему, способную воспроизвести эти звуки?

Христиан Кратценштейн разработал акустическую модель звуков человеческой речи. Он составил таблицу положений гортани, языка, зубов, неба и губ для каждой гласной и воплотил ее в механическом устройстве, имитирующем работу речевого тракта. Основу устройства составляли резонаторы различной формы, в которых вибрировавшие при прохождении потока воздуха язычки производили пять гласных звуков.

Как предполагает американский исследователь Томас Хэнкинс, инициатором конкурса был математик Леонард Эйлер, который являлся движущей силой в Санкт-Петербургской академии. Поскольку Кратценштейн знал Эйлера и участвовал в работе академии, вполне возможно, что Эйлер поощрял исследования Кратценштейна или, возможно, интерес Эйлера к работе Кратценштейна стал одной из причин проведения конкурса. Даже если это предположение правдиво, то мы точно уверены, что интерес к объяснению физиологических механизмов речи возник в среде исследователей не по причине конкурса. Ни Микаль, ни Кемпелен, ни Дарвин не упоминали об этом соревновании и, похоже, не знали о нем. Кратценштейн, однако, получил первый приз.

Чудо-аппарат Вольфганга фон Кемпелена

В то время как Микаль и Кратценштейн находились по разные стороны баррикад научных сообществ, мотивы третьего создателя уникальных андроидов и автоматов объяснить не так просто. Вольфганг фон Кемпелен (1734–1804) был придворным аристократом. Он служил тайным советником при венском дворе и руководил венгерской соляной промышленностью. Кемпелен был выдающимся эрудитом, бегло владел несколькими языками, переводил пересмотренный юридический кодекс, сочинял стихи и эпиграммы. Титул барона Кемпелен получил за руководство масштабными стройками империи. Однако в историю он вошел как изобретатель и создатель автоматических машин. Среди его достижений — разработка гидравлической системы для увеселительного сада и фонтанов в летней резиденции австрийских императоров в Шёнбрунне. Кроме того, Кемпелен смог сконструировать говорящую машину.

Барон описал свои изыскания в трактате «Механизм человеческой речи», опубликованном на французском и немецком языках в 1791 году. В работе Кемпелен дал подробный разбор формирования членораздельных звуков. В последней главе повествуется о его говорящей машине. Кемпелен пишет: «Я точно не помню, что стало причиной, которая навела меня на мысль о подражании человеческой речи; я лишь помню, что в то время, когда я работал над своим шахматистом, в 1769 году, начал изучать различные музыкальные инструменты с намерением найти тот, который больше всего походил бы на человеческую речь». Барон перебрал великое множество музыкальных инструментов, пока случайно во время прогулки не услышал странный звук, отдаленно напоминающий пение ребенка. Подойдя ближе, он обнаружил, что это крестьянин играет на волынке. Кемпелен приобрел у музыканта инструмент и начал проводить испытания. Он прикрепил к мешку флейту, но эффект не удовлетворил изобретателя, тогда Кемпелен добавил малый кларнет и обнаружил, что, зажимая отверстия ладонью различными способами, он может извлекать из гибрида инструментов некоторые звуки, напоминающие гласные. Этот чудо-аппарат воспроизводил звуки достаточно хорошо, потому что жена и дети Кемпелена, которые, услышали результаты некоторых из его экспериментов, задались вопросом, какой гость взволнованно молился на незнакомом языке в покоях барона.

Шахматный автомат Кемпелена. Гравюра Йозефа Ракница

Кемпелен был уверен, что заложил фундамент, на котором сможет построить законченную систему человеческой речи. Чтобы добиться дальнейшего прогресса, изобретатель решил, что ему необходимо изучить механику артикуляции.

Кемпелен рассматривал легкие как пару мехов, а систему образования звуков он имитировал с помощью движений ящиков с откидными створками, изображающими губы и язык. Кемпелен пришел к выводу, что конфигурация горла и рта определяет звуки речи. Результатом его труда стало устройство, которое выглядело как деревянный ящик с двумя воронками из плотной материи. Основными частями машины были камера, выполнявшая роль легких, вибрирующий язычок, действовавший как голосовые связки, и  кожаная трубка, заменявшая речевой тракт человека. Изменяя механическим способом форму кожаной трубки, можно было воспроизводить гласные звуки. Согласные же звучали при прохождении струи воздуха через четыре сужающихся прохода, которые надо было зажимать пальцами.

Самые ранние упоминания о говорящей машине Кемпелена датируются 1783 годом, когда он повез улучшенную версию аппарата вместе с автоматом-шахматистом в европейское турне. В то время Кемпелен постоянно указывал, что его устройство еще несовершенно; тем не менее машина впечатлила зрителей произношением таких слов, как «папа», «мама», «Марианна» и «астрономия», а также коротких фраз вроде «Римский император Август». Машина говорила на французском и латыни. Гёте услышал «речь» машины и в 1797 году написал: «Говорящая машина Кемпелена, по правде говоря, не очень разговорчива, но некоторые простые слова она произносит очень красиво».

Большинство людей, которые видели говорящую машину, с удивлением отмечали, что изобретение Кемпелена не имело человекоподобного облика. Видимо, после демонстрации автоматов Вокансона и  Жаке-Дро зрители уже привыкли к тому, что механизмы должны быть похоже на настоящих людей, чтобы создавать пущий эффект, удивляя своими автоматизированными действиями. Кемпелен предположил, что мог бы при желании придать машине внешний образ шестилетнего ребенка. Подобная внешность соответствовала бы способностям машины и ее высокому голосу. Кемпелен считал, что облик ребенка мог бы сделать аудиторию более терпимой к нечеткому произношению машины. Однако, насколько известно, барон так и не построил человекоподобный говорящий автомат.

В первой четверти XIX века немецкий механик Пош построил копию кемпеленовской машины, используя авторские чертежи и расчеты. Знаменитый ученый-путешественник Александр Гумбольдт приобрел ее для прусского короля Фридриха-Вильгельма III. Машину Поша усовершенствовал венский механик Йозеф Фабер. Он значительно увеличил ее размеры и приделал к мехам ножную педаль. Если верить сохранившимся афишам, машина разговаривала на нескольких языках, шептала, смеялась и даже пела. Во второй половине XIX века она демонстрировалась в Бостоне и привлекла внимание молодого Александра Белла. Его отец преподавал в школе для глухонемых детей, обучая их произносить слова, которые те не слышали. Говорящая машина могла служить методическим пособием. Белл разыскал книгу Кемпелена «Механизм человеческой речи», прочел ее и рассказал отцу. Не исключено, что исследования и выводы барона способствовали вызреванию идеи создания телефона у Белла.

Говорящая машина деда Чарльза Дарвина

Следующий персонаж в нашем списке изобретателей говорящих машин (но отнюдь не последний) — Эразм Дарвин, дед знаменитого Чарлза Дарвина, великий интеллектуал, врач и натуралист.

Дарвин пришел к теме говорящих машин благодаря своему интересу к происхождению языка. Его наблюдения на эту тему записаны в примечаниях к работе «Храм природы, или Происхождение общества» (1803). Он описал положение языка, губ и зубов при образовании всех звуков речи. Произнося гласные, Дарвин вставлял в рот свернутые цилиндрики из фольги. Точки сжатия деформированных трубок показывали конфигурацию полости рта. Поскольку Дарвин сильно заикался, вполне вероятно, что он тщательно изучил человеческую артикуляцию, чтобы понять и, возможно, излечить свой недуг.

В 1771 году Дарвин сконструировал собственную говорящую машину, которая представляла ротовое отверстие, выполненное из дерева, с губами, изготовленными из кожи. Он так описывал работу своего изобретения: «В тыльной части машины располагались две «ноздри», которые при необходимости можно было быстро зажать пальцами. Между двумя гладкими дощечками натянута шелковая лента в  дюйм длиной и четверть дюйма шириной; когда струя воздуха из кузнечных мехов достигала ленты, та начинала вибрировать между дощечками, издавая приятные звуки, напоминающие человеческий голос. Голова произносила звуки «р», «б», «м», а также «а», которые складывались в простые слова. Когда она произносила слова «мама», «папа» и »карта»; губы медленно сжимались, тон становился почти жалобным, что производило на слушателей сильное впечатление».

Эразм Дарвин считал, что для воспроизведения человеческой речи машине достаточно иметь возможность осуществлять 13 различных видов движений, если только к вокальному звучанию, создаваемому в гортани, не добавлялось какое-либо разнообразие музыкальных нот. Машина могла бы взаимодействовать с клавишами клавесина или фортепиано, а при усилении звука говорить так громко, чтобы отдавать приказы войскам или инструктировать толпу (предтеча мегафона).

Однако Дарвина отвлекли другие дела, он прервал свои изыскания, и разработка более совершенной машины так и не состоялась.

Таким образом, увлечение механическими устройствами, которые подражали действиям настоящих людей, в течение XVIII века переросло из обычной забавы монархов и обывателей в интерес к тайнам человеческого тела. Андроиды и диковинные механизмы теперь использовались передовыми мыслителями эпохи, чтобы понять, как устроена физиология человеческой речи и функционируют мышцы, как можно скопировать эти естественные процессы и облечь их в искусственную форму с целью помочь немым заговорить, а хромым — ходить.

Литература: