ترقی در معدن

انقلاب فرانسه جنگ را که تا آن هنگام فقط کار کسانی بود که حرفه ی ایشان جنگ کردن بود تبدیل به مسئله ای ملی کرد. تجهیز توده های عظیم مردم که به وسیله ی سران انقلاب انجام گرفت مخالفان آنها را نیز وادار به ایجاد ارتش های بزرگ کرد و همه ی این امور ایجاب می کرد که بیش از پیش اسلحه و مهمات فراهم آورند.
به این طریق احتیاجات نظامی مهمیزی به فعالیت فلزکاری زد و در حدود سال 1800 مصرف فلزات به طور روز افزونی رو بتزاید گذاشته بود.
درسال 1740 تولید آهن در اروپا، سالیانه از صد هزار تون تجاوز نمی کرد و بیش از دو ثلث آن را ممالک جنگل خیز از قبیل سوئد و روسیه تأمین می کردند. انگلستان 17350 تون آهن تهیه می کرد و در همین اوقات بازای هر نفر از ساکنین خود 15 لیور (قدری کمتر از 7 کیلوگرم) درسال مصرف می نمود و حال آن که بقیه ی اروپا به طور متوسط بازای هر ساکن خود 2 لیور مصرف می کردند اما در سال 1800 مصرف آهن اروپا از صد هزار تون ناگهان به 800 هزار تون رسید. بعد از آنکه زغال سنگ برای تهیه ی آهن به کار رفت طبیعی بود که مصرف آن نیز همین سیر صعودی را تعقیب کند.
انگلستان برای آنکه پیشرو اروپا در این سیر صعودی باشد هیچ گونه زحمتی را تحمل نمی کرد. بیش از یک هیجدهم تمام خاک این کشور منطقه ی زغال خیز بود و مهمترین مناطق معدنی آن عبارت بودند از کشور گال که زغالهای مخصوصی را که به زغال کاردیف Cardiff موسومند بدست می داد و دیگری منطقه ی نیوکاستل بود.
هیچ انگلیسی در این نکته تردید نداشت که کشورش تمام قدرت خود را مرهون مناطق زغال خیز و کوره های تولید فولاد می باشد و به همین دلیل بود که از آن اوقات معادن زغال خود را «هند سیاه» لقب داده بودند.
با این حال مردم انگلیس فن بهره برداری از معادن را از آلمانها اقتباس کرده بودند. کشف معادن نقره در فرایبرگ (1) Freiberg در سال 1170 شوق خاصی را برای اینگونه صنایع به وجود آورده بود، اما این شوق در دوران قرون وسطایی دچار خمودی شده بود. نقره ی فرایبرگ همان تقدم تجارتی را برای آلمانها ایجاد کرده بود که در عهد عتیق معادن نقره ی لوریون Laurion نصیب آتنی ها کرده بود. هر کس به خوبی درک می کند که آنان سعی کردند حداکثر استفاده ی ممکن را از این ثروت طبیعی بدست آورند و بنابراین در امر استخراج معدن مطالعه کردند و روشهای استخراج را اصلاح نمودند و مهندسی به نام اگریکولا کتابی در این خصوص نوشته بود که مدتهای مدید رهبر تمام همکاران او در خاک اروپا می بود.
با این حال فنون استخراج در دوران قدیم در مرحله ای بسیار مقدماتی قرار داشت. هر چاه معدن ملک دهقانی ثروتمند یا بهره برداری خصوصی بود و وی چند کارگر را در آن به کار می گماشت و چون اسباب و ابزار لازم را در اختیار نداشت کار را با هر وسیله ای که بدست می آمد تعقیب می کرد و از این راه تقریباً همانقدر فایده می برد که امکان ادامه ی بهره برداری میسر باشد. از این گفته چنین نتیجه می شود که در غالب موارد دیواره های معدن را به جای آنکه شمع بزنند و مستحکم سازند هم چنان به حال خود رها می کردند. در مواردی که آب در دالانها نفوذ می کرد. در حدود مقدورات با آن مبارزه می کردند. تهویه ی معدن تقریباً انجام نمی گرفت و استفاده از رگه ها با روشهای بسیار بدوی به عمل می آمد و به تمام مفهوم کلمه معدن را غارت می کرده اند. گذشته از این عمق معادن عموماً از پنجاه متر تجاوز نمی کرد و چون ایجاد پلکان برای وارد شدن در معدن ممکن نبود کارگران شکافهایی در جدار دیوار ایجاد می کردند و پای خود را در این شکافها گذاشته به پائین می رفتند.
لیکن از ابتدای قرن هفدهم، اولین نتایج تمرکز صنعتی در دست مجموعه ای از مقاطعه کاران، بخصوص در معادن انگلیسی ظاهر شد. همه کس خوب می داند که در این اوقات تجارت و صنعت در این کشور چگونه راه ترقی می پیمود و بنابراین هر کس خوب می فهمد که صاحبان معادن نیز با تمام نیروی خود کوشش می کردند که هر چه قدر بیشتر ممکن است زغال و آهن و قلع و سرب بدست آورند. می بایست به هر قیمت که ممکن شود بیش از پیش کار کرد، اسباب و وسایل قوی تر به کار برد، زمین را دورتر و عمیق تر حفر نمود. این کار از عهده ی مالکان کوچک ساخته نبود و بنابراین طولی نکشید که معادن در اختیار گروههای سرمایه دار قرار گرفت و آنان نیز بدون هیچ گونه تردید در صدد بر آمدند فنونی را که شایسته بود و به مقیاسی که بایسته بود به کار برند.
بلافاصله شرکت های سهامی بزرگ ایجاد شد و به خصوص ما بین دوران گییوم سوم و جرج اول (2) تعداد آنها رو به ا فزایش گذاشت و در تمام شعب تجارت فعالیت می کردند.
از سال 1750 به بعد این شور و هیجان سود جویی و ترقی خواهی از دریای مانش عبور کرد و کشور فرانسه را نیز به تصرف در آورد، به طوریکه در همه جای این کشور شرکتهایی پیدا شدند و توسعه پیدا کردند و منظور همه ی آنها این بود که گنج های زیرزمینی را مورد استفاده قرار دهند.
اگر می خواهیم به طور نمونه شاهد منظره ای از این توسعه باشیم خوب است فی المثل کوشش های یکی از بهره برداران کوچک معدنی شارلروآ (3) Charleroi را تعقیب کنیم. این شخص از اهل بلژیک بود و ژاک دساند روئن - Jacques Desan drouin نام داشت. در سال 1716 مشاهده کرد که رگه های زغال خیز این منطقه با شیب ملایمی در عمق به طرف خاک فرانسه پیش می روند و کم کم در زیر توده ای از گچ ناپدید می گردند. با خود گفت از کجا معلوم است که اگر این توده ی گچ را سوراخ کنم در زیر خاک فرانسه به معدن زغال سنگی بر خورد ننمایم؟ آنگاه به کار پرداخت و در جستجوی رگه ی مفقود این سو و آن سو را سوراخ کرد و روزی از روزها غریو شادی بر آورد: طبقه ی زغال خیز را در عمق صد متری پیدا کرده بود.
متأسفانه استخراج زغال این معدن بسیار مشکل بود، زیرا آب فراوانی در معدن نفود کرد و بیم آن می رفت که تمام تأسیسات او را غرق سازد و برای جلوگیری از آن چاره ای نبود جز آنکه به کاری مشکل و پر خرج تن دردهند و آن اینکه همه ی دیواره های معدن را از چوب بپوشانند. لیکن برای اینکه بهره برداری از معدنی سود ایجاد کند، کافی نیست که فقط یک چاه حفر کنند، حتی اگر همچون چاه فعلی آن را تا عمق 300 متری جلو ببرند. بنابراین درصدد حفر چاههای دیگر بر آمد و مجبور شد که دیواره ی هر کدام آنها را نیز با چوب بپوشاند و مخارج حفر هر چاه به این ترتیب 400000 لیور(4) می شد و.... و فقط در سال 1734 بود که دساندروئن در کار خود توفیق کامل یافت و معادن زغال آنزن را کشف کرد، اما همه ی این فعالیت ها مانع از آن نشد که وی ورشکست و از هستی ساقط گردد.
اما در همین هنگام سرمایه داران وارد میدان عمل شدند. از سال 1744 به موجب قانونی حقوق دولت بر ثروت های زیرزمینی مسلم گردید و دوازده سال بعد از آن تاریخ شرکت سهامی تشکیل شد که بسیاری از اعیان و اشراف دربار سلطنت در آن سرمایه گذاری کردند به طوری که برای معادن آنزن دوران بهره برداری صنعتی آغاز گردید. تمام وسایل فنی جدید را در این دستگاه به کار بردند به طوریکه سود صاحبان سرمایه ها کاملاً تأمین می گردید. به جای نردبانهایی که سابقاً برای نزول در معدن به کار می بردند سبدهای بزرگی که متکی بر طنابها بودند به کار رفت و فایده ی آن این بود که غیر از حمل و نقل کارگران برای خروج زغال نیز از آن استفاده می کردند و مجموعه ی آنها به وسیله ی چرخ چاههایی به حرکت در می آمد که نیروی اسب عامل محرک آن بود. برای تهویه ی معادن چاههای کمکی حفر کردند و به منظور جلوگیری از نفوذ آب بعد از تخته بندی دیواره ها را با ملات محکمی می پوشاندند و آب زیادی را با تلمبه های قوی خارج می ساختند.
چاهها اکنون بیش از پیش عمیق می شدند و حال آنکه در ابتدا عمق متوسط ما بین صد تا سیصد متر بوده است به تدریج تا 400 متر افزایش یافت و حتی یک بار تا عمق 1200 متر پیش رفتند. برای استفاده از معدن معینی حلقه چاههای متعدد حفر می کردند و در سال 1791 تعداد آن ها به 46 حلقه چاه می رسید. در این هنگام شرکت معادن آن زن 4000 کارگر و 600 اسب در اختیار داشت و دوازده «تلمبه ی آتشی» بکار انداخته بود که هر کدام معادل صد هزار لیور ارزش داشتند و هر سال در حدود 375 هزار تون زغال استخراج می کرد. همه ی این ترقیات هنوز مانع از آن نبود که شغل معدنچیان به وضع وحشتناکی خطرناک باشد و برای محافظت ایشان می بایست انتظار سال 1815 را بکشند. در این سال همفری دیوی Humphrey Davy (5) چراغ اطمینان معروف خود یا چراغ معدنچی را اختراع کرد که شعله ی آن به وسیله ی غربال ظریفی از هم پاشیده می شد و به وضع مؤثری معدن چیان را از انفجار گریزو Grisou(6) حفظ می کرد.
بسیاری از صاحبان سهام معدن که به هیچ وجه نه از انفجار و نه از ریزش سقف معادن باک داشتند درباره ی خطر مهیب دیگری همواره نگران بودند و آن خطر ریزش و نفوذ آب بود. این خطر مداوم فقط حیات یک یا چند تن از کارگران را تهدید نمی کرد بلکه تمام معدن و دار و ندار ایشان در معرض تهدید بود.
باید اذعان کرد که در هیچ عهد و هیچ زمانی نتوانستند بر این خطر غلبه کنند و در غالب موارد آن بزرگترین مانع و قاطع ترین مشکل در راه بهره برداری صحیح از معادن بوده است.
گاهی از اوقات که نوک تیشه ی معدنچیان بر نقطه ی نامناسبی وارد می شود ناگهان آب به صورت سیلی هجوم می آورد و هر چه را که در راه خود می بیند غرق می سازد و زمانی دیگر از منافذ نامرئی وارد می شود و علی رغم کوشش مداوم تلمبه ها سطح آن به تدریج بالا می آید و تمام کوششی را که تا آن هنگام شده بود بیهوده می سازد. رومیان که از معادن اسپانیا بهره برداری می کردند برای جلوگیری از هجوم آب در معادن زه کشی می کردند و یا از تلمبه هایی که با نیروی غلامان بکار می افتاد استفاده می نمودند بعد از اکتشاف معادن بزرگ زغال سنگ عین همین روش را با مقیاس بزرگتری بکار می بردند لیکن اسب ها جانشین غلامان شده بودند. برای خروج آب از معادن آوسن آنزن Avesnes - Anzin، به تنهایی، دست کم احتیاج به 20 کارگر و 50 اسب داشته اند و حال آنکه در مقام مقایسه معادن فرانسه از این لحاظ به مراتب بر معادن انگلیسی رجحان داشت: این معادن عموماً در مجاورت دریا واقع بودند و در عین حال که چنین موقعیتی از لحاظ حمل و نقل و صدور مواد معدنی مسلماً بسیار مساعد می باشد بیش از مواقع دیگر در خطر راههای آب زیرزمینی و ایجاد مخاطرات شدید است. مسئله آنقدر جدی و خطر آن اندازه بزرگ بود که در اواسط قرن هفدهم بسیاری از صاحبان معادن منطقه ی نیوکاستل از خود سئوال می کردند که آیا بهتر نیست با وضع موجود از بهره برداری صرفنظر و معادن را تعطیل کنند؟

پیشقدمی به نام دنی پاپن

حقیقت آن است که در دوران قرن هفدهم مسئله ی خروج آب از چاه فقط در معادن مطرح نبود. هرجا که بالا بردن آب به ارتفاع مهمی مورد احتیاج بود عین این مئسله مطرح می شد: چه برای خروج آب از چاههای معمولی، چه برای آب دادن باغها و ایجاد چشمه ها و فواره ها و یا خشک کردن زیر زمینهایی که آب در آنها جمع می شد با همین مشکل مواجه می شدند. فن ساختمان تلمبه ها که از دوران عتیق مورد استفاده قرار می گرفت هیچ گونه مشکلی ایجاد نکرد تا روزی از روزهای سال 1637 که چشمه ساز دوک بزرگ شهر فلورانس با نهایت حیرت مشاهده کرد که آب از اوامر او اطاعت نمی کند و به هیچ عنوان حاضر نیست در لوله ها بالا رود. برای رفع این مشکل از گالیله مشورت کردند و وی اظهار داشت که ممکن نیست بتوان به کمک وسایل عادی آب را بیش از ارتفاع 31 قدم یعنی 10 متر و سی وسه سانتیمتر بالا آورد.به محض آنکه چاه شهر فلورانس، لوله ی تلمبه را در عمق بیشتری فرو می بردند آب از چسبیدن به سمبه خودداری می کرد و در قسمتی از طول لوله که مافوق این ارتفاع قرار داشت خلائی ایجاد می کرد.
همه می دانند که چگونه این تجربه توجه توریچلی Toricelli را جلب کرد و چگونه توانست باتکای این موضوع کشف کند که اگر آب قادر نیست که از 10 متر و 33 سانتیمتر بالاتر بیاید به این علت است که ستون آبی به این ارتفاع با فشار هوا بر سطح آب تعادل ایجاد می کند؛ و نیز چگونه تجربه ی پاسکال در بالای کوه پویی دو دوم Pyu-de-Dome در فرانسه نظر توریچلی را تأیید کرد و درنتیجه ی مساعی مردانی از قبیل اوتودوگریک Otto de Guericke و رابرت بویل Robert Boyle وماریوت Mariotte تمام مکانیک گازها بر تجربه ی مزبور متکی شد (7) . خلاصه ی موضوع آن است که درحدود اواخر قرن هفدم تمام فیزیک دانان بر این مسئله واقف بودند که اگر آب قادر نیست که در داخل لوله از ارتفاع 10 متر و سی وسه سانتیمتر بالاتر رود علت آن است که فشار جو مانع آن است. نتیجه ی این موضوع خود به خود واضح بود:
اگر می خواهند آب را وادار کنند که به ارتفاع بیشتری بالا رود باید بتوانند این فشار را حذف کنند و به مفهوم دیگر در قسمت بالای سمه خلاء به وجود آورند.
حداقل می توان گفت که این فکر در سال 1671 برای دنی پاپن Danis Papin جوان پیدا شد.
این شخص که در 22 اوت سال 1647 در شهر بلوآ (8) Blois متولد شده بود در سال 1671 بیست و چهار سال داشت و به کار طبابت می پرداخت، اما بیش از کار طب در دانش فیزیک به تجربه مشغول بود، وی در مسقط الرأس خود با خانم بزرگی از اهل شهر بلوآ آشنایی یافته بود و این بانوی بزرگ همسر وزیر بی نظیر، کولبر بود. چگونه ممکن بود که این بانو از حمایت همشهری خود که استعداد شایسته ای در علم نشان می داد خودداری کند؟
بدون تردید کافی بود که همسر مزبور به عنوان سفارش کلمه ای درخصوص او به هویگنس بگوید و دانشمند بزرگ او را به سمت معاون خود انتخاب کند.
نابغه ی بزرگ هویگنس در این اوقات از دوستی و مراحم کولبر برخوردار می گردید. در همین هنگام لویی چهاردهم امر به ساختمان کاخ ورسای داده بود و متخصص بزرگ باغ سازی لنوتر Le Notre کار تزیینات و ایجاد چشمه های بزرگ و آبشارها و استخرهای آن را برعهده داشت. این هنرمند از جمله در پی وسیله ای می گشت که بتواند آب رودخانه ی سن را ابتدا تا سطح قنات مارلی Marly بالا آورد و از آنجا که آن را به باغهای ورسای برساند و در موارد متعدد از هویگنس تقاضا می کردند که بیاید و نظر خود را در مورد بعضی نقشه های تلمبه سازی و بالا آوردن آب اظهار دارد
اما در همین اوقات دانشمند بزرگ ساعت آونگ دار دیواری و ساعت جیبی با فنر مارپیچی را اختراع می کرد و درعین حال قوانین اصلی مکانیک را کشف می نمود.
و برای منجم مشهور کاسینی Cassini دوربین های نجومی بزرگ می ساخت. این اکتشافات شورانگیز و حیرت آور به مراتب بیشتر جلب توجه او را می گیرد تا مشکلاتی که برای آبیاری کاخ ورسای با آن مواجه بودند... به همین دلیل کارهای عملی مزبور را بر عهده معاون خود گذاشت و بنابراین در حدود سال 1671 دنی پاپن مجبور شد که درباره ی مسئله ی ساختمان تلمبه ها و وسایلی که به کمک آنها ممکن است آب را به ارتفاعی بیش از 31 پا بالا کشید به تفکر پردازد.
برای این کار می بایست در لوله های آب ایجاد خلاءکنند، بنابراین کافی بود که لوله های مزبور را به ماشین تخلیه ی هوا متصل سازند اما ماشین تخلیه ی هوای بزرگ و اصلاح شده ای که برای همین منظور ساخته باشند. جستجو کننده ی جوان در سال 1674 در اولین کتاب خود عیناً همین طور دستور داد و نام کتاب مزبور این بود: «تجارب جدید درباره ی خلاء و شرح ماشینی که برای ایجاد آن می توان به کار برد» این کتاب با خوشوقتی بسیار حسن استقبال شد و «روزنامه ی دانشمندان» (9) از تمجید فراوان درباره ی آن خودداری نکرد اما این تمجید فقط از لحاظ ادب و اخترام بود. زیرا بدیهی می نمود که در این اوقات هنوز ماشین تخلیه ی هوا آن قدر قدرت نداشته است که بتواند آب رودخانه ی سن را تا کاخ ورسای بالا بکشد!
به احتمال قوی خود مؤلف کتاب نیز سودای خام در سر نمی پرورانید و انتظار نداشت که بتواند تجربه ای را که فقط در آزمایشگاه توفیق یافته بود با مقیاسی این قدر بزرگ به مرحله ی اجرا در آورد.
دنی پاپن تا هنگام مرگ مردی مضطرب، ناپایدار و آشفته و پر هیجان بود که هیچ وقت به مقامات و موقعیت های ثابت پایبند نمی شد و غالباً با حامیان خود قهر می کرد و مشاغل پایدار و محترم و مطمئن را ترک می کرد و در پی پندارهای خویش می رفت.
با این حال حالت توجه آنست که مسئله ی بالا بردن آب در لوله ی تلمبه ها را هرگز ترک نگفت و در تمام دوران زندگی به آن فکر می کرد و به جرأت می توان گفت که صرف نظر از بعضی اختراعات جزوی این مسئله ی واحد حاکم بر تمام زندگی علمی او شده بود.
مدتهای مدید پیش از این، موضوع تهیه ی آن برای کاخ ورسای را حل کرده بودند اما پاپن با ایمان وعقیده ی کامل می خواست راههای دیگری برای حل آن بدست آورد.
به همین دلیل در سال 1687 که در شهر لندن اقامت داشت به فکر افتاد که نوعی تلمبه ی جدید بسازد. این تلمبه ی جدید از دو استوانه تشکیل می یافت و در هر یک از این دو استوانه سمبه ای قرار داشت که با کمک چرخی از جا بلند می شد و این چرخ با نیروی آب آبشاری به حرکت در می آمد. چون سمبه از جا بر می خاست در زیر آن و در داخل استوانه خلاء ایجاد می شد و بنابراین مقاومت هوا با شدت آن را به محل اول می راند به طوری که اگر باری را به وسیله ی طناب به ا ین سمبه ها متصل می کردند بار مزبور را ممکن بود به این وسیله از جا بلند کرد./
متأسفانه این ماشین «که برای انتقال نیروی رودخانه به مسافات دور دست» درست شده بود، هرچه کوشش کردند در مقابل اعضای «جامعه ی پادشاهی» از کار کردن خودداری کرد. اما مخترع آن مأیوس نشد و به زودی علت این خودداری را دریافت علت آن بود که خلائی که به این وسیله ایجاد می شد هنوز کامل نبود. پاپن مرتباً به مغز خود فشار می آورد و می گفت: چه وسیله ای بر انگیزم که بتوانم خلاء خوبی به وجود آورم؟
در سال 1688 که باسمت استاد ریاضیات در دانشگاه آلمانی ماربورگ (10) Marbourg معین شد فکر دیگری به خاطرش رسید: آیا می توان با احتراق باروت در داخل استوانه هوای موجود در آن را خارج کرد و خلاء به وجود آورد؟ با این فکر در واقع پاپن نقشه ای قدیمی را می خواست اجرا کند که اول بار در سال 1678 به وسیله ی آبه ژان دو هو تفوی Jean de Hautefeuille (1724- 1647) داده شده بود و حتی خود هویگنس در زمانی که پاپن سمت معاونت او را داشت درباره ی آن به تجارتی پرداخته بود. تجربه ای که پاپن می بایست اجرا کند این بود که بسته ی کوچکی از باروت در انتهای جسم استوانه ی تلمبه قرار دهد. در نتیجه ی انفجار باروت شعله ای ایجادمی شد و هوا را از دریچه های مخصوصی که وضع مناسبی قرار گرفته بودند خارج می ساخت. به این طریق خلاء منظور حاصل می گشت و بقیه ی کار مثل تجربه ی سابق بود یعنی می بایست سمبه در نتیجه ی فشار هوا به شدت به پایین رانده شود.
پاپن حساب کرد که اگر یک قدم یعنی 33 سانتیمتر قطر استوانه باشد میزان این فشار برابر 1800 لیور یعنی 871 کیلو گرم خواهد بود.
افسوس، افسوس! این بار هم نتیجه ی کار بر خلاف انتظار بود: نه فقط انفجار باروت قدرت آن نیافت که هوا را کاملاً از استوانه خارج سازد بلکه خود هوا نیز در نتیجه ی خاصیت فشردگی در کنار استوانه جمع می شد و قسمتی از آن خارج نمی گردید. اما لجاجت و سرختی دنی پاپن از پایداری هوا بیشتر بود و همچنان مسئله را نزد خود مطرح می نمود: چگونه این خلاء را کامل کنیم؟ خلایی که بدون آن ممکن نیست که فشار هوا با تمام تأثیر و شدت نقش خود را ایفا کند.
در سال 1660 راه حل سومی بدست آورد: داخل استوانه ی تلمبه ی را از بخار آب پر کند و آنگاه بگذارد که این بخار منقبض شود و با این طریق تمام حجم بخار تبدیل به مقدار ناچیزی آب می شود و چیزی در داخل استوانه باقی نمی ماند و به این تدبیر ممکن است خلاءمطلق به وجود آورد.
هر کس خوب متوجه موضوع می شود. این بار دنی پاپن توانسته بود انگشت خود را روی راه حل اصلی و اساسی بگذارد که راهنمای آدمی به سوی اختراع ماشین بخار گردید. مسلماً بسیاری دیگر قبلاً به فکر افتاده بودند که از نیروی انبساط بخار آب استفاده کنند ولی هیچ کس نتوانسته بود برای روش منطقی بهره برداری از آن راه حلی بدست دهد. ائولیپیل هرون که در فصل دوم این کتاب از آن گفتگو کردیم حتی در نظر مخترع مزبور بازیچه ای بیش نبود.
تنها ارزشی که می توان براستی برای آن قائل شد آنست که چون از سال 1575به بعد ترجمه ی آثار مهندس بزرگ اسکندریه در اروپا انتشار یافت توجه عمومی را به سوی خواص بخار آب جلب کرد. پورتا Porta (1615-1538) از اهل ایتالیا در سال 1601 و سالومون دوکو Salomon de Caus (1626-1576) از اهل فرانسه در سال 1615 پیشنهاد کرده بودند که برای خارج کردن آب ظرفی می توان از نیروی فوران بخار آب استفاده نمود.
معمار ایتالیایی جیووانی برانکا Giovanni (Branca (1640-1571 در سال 1629 نقشه ی دستگاهی را ترسیم کرده بود که در آن فوران بخار آب چرخ پره داری را بدوران در می آورد. حتی یک نفر انگلیسی به نام مارکی ادوارد ورسستر Edward de (Worcester (1667-1601 مدعی بود که در سال 1663 توانسته است با نیروی فشار آبی که بغلیان در آمده بود گلوله ی توپی را پرتاب کند. اما بدیهی است که همه ی این نتایج تجارب ساده ای بیش نبودند و هیچ کس نتوانسته بود اسبابی تهیه کند که قادر به ایجاد کار مرتب و معینی باشد و حتی بسیاری از آنها حکایات و روایاتی بیش نبود که صاحبان آنها سبکسرانه می خواستند به صورت واقعیتی جلوه گر سازند.
اما اصول ماشینی که دنی پاپن در سال 1690 پیشنهاد می کرد و به تفصیل در احکام لایپزیک شرح داد با همه ی اینها متفاوت بود. قسمت اصلی این ماشین استوانه ای بود که سمبه ای در داخل آن تغییر مکان می داد. در انتهای این استوانه طبقه ای از آب قرار می گرفت. ابتدا سمبه را پایین می آوردند تا به محاذات این طبقه ی آب قرار گیرد و آنگاه استوانه را بشدت گرم می کردند به طوری که آب بخار می شد و فشار بخار سمبه را به بالا منتقل می ساخت و در این هنگام از گرم کردن خودداری می کردند و بخار آب سرد می شد و منقبض می گردید و در داخل استوانه خلاء ایجاد می کرد و سمبه در نتیجه ی فشار جو با شدت به وضع اول باز می گشت به طوریکه ممکن بود با نیروی این بازگشت وزنه ای را بالا برند یا تلمبه ای را به حرکت در آورند.
مسلماً این ماشین دارای نقیصه هایی بود: آب داخل استوانه را نمی توانستند تجدید کنند، میزان آب موجود در استوانه کافی نبود برای آنکه بخار آب حاصل بتواند نیروی قابل ملاحظه ای بر روی سمبه اعمال کند؛ از آنجا که انقباض بخار آبی در صورتی انجام می گرفت که استوانه کاملاً سرد شود باز گشت سمبه به وضع اولیه زمان درازی طول می کشید به طوریکه عمل دستگاه به طور ناامید کننده ای کند بود. خلاصه ی موضوع آن که ماشین دنی پاپن به صورتی که از زیر دست مخترع خارج شده بود احتیاج به اصلاحات فراوان داشت تا در مقام عمل قابل استفاده باشد. اگر این ماشین در آن هنگام جلب توجه می نمود و امکان بهره برداری می یافت مسلماً مخترع مزبور در اصلاح آن صرف وقت می کرد و به این کار توفیق می یافت ولی متأسفانه در همه جا گوشه ی چشمی به آن انداختند و گذشتند به طوری که مقاله ی «احکام لایپزیک» مدت بسیار کمی بعد از انتشار به کلی فراموش گردید.

پی نوشت ها :

1- فرایبرگ شهر آلمان واقع در ناحیه ی ساکس و در جنوب غربی شهر درسدن است. فرایبرگ یکی از نواحی معدنی مهم و نیز مرکز کارخانجات نساجی است نزدیک به 50 هزار جمعیت دارد. «یادداشت مترجم»
2- گییوم دوناسو معروف به گییوم سوم ( 1702-1650) از سال 1689 به سلطنت انگلستان رسید. جرج اول ( 1727-1660 ) از سال 1714 تا پایان عمر پادشاه انگلستان بود.
«یادداشت مترجم»
3- شارلروآ شهر بلژیک نزدیک مرز فرانسه و واقع در کنار رودخانه ی سامبر است و در مرکز یکی از مهمترین مناطق معدنی این کشور واقع است. 25 هزار جمعیت و مؤسسات فلزکاری و صنایع مکانیکی متعدد دارد.
«یادداشت مترجم»
4- لیور واحد قدیمی پول در فرانسه و بلژیک و بعضی ممالک دیگر بود که ارزش آن بر حسب نواحی تغییر می کرد و بعدها فرانک را جانشین آن کردند. ارزش تقریبی آن درمقام مقایسه در حدود 3 فرانک جدید امروزی فرانسه یعنی با معادل فعلی تقریباً معادل 50 ریال پول ایران بوده است.
«یادداشت مترجم»
5- اگر چه درموارد دیگر در این کتاب از اکتشافات همفری دیوی صحبت خواهد شد ولی برای اطلاع از شرح حال و تفصیل اکتشافات علمی این دانشمند بزرگ ممکن است به ترجمه ی فارسی کتاب تاریخ علوم تألیف پی یر روسو چاپ سوم صفحات ( 417 تا 422) مراجعه کرد.
6- گربزو که لغت زبان قدیم مردم جنوب بلژیک است گازی است که قسمت اعظم آن متان می باشد و از معادن زغال سنگ متصاعد می شود و مخلطو آن با هوا در مجاورت شعله تولید انفجار می کند.
«یادداشت مترجم»
7- شرح تفصیلی تجارب و اکتشافات فوق در ترجمه ی فارسی کتاب تاریخ علوم تألیف پی یر روسو چاپ سوم صفحات ( 218-224) مندرج است.
8- شهر کوچک بلوآ که در حدود بیست و پنج هزار جمعیت دارد در ناحیه ی لوآر در فرانسه واقع است و رود لوآر از وسط آن می گذرد. این شهر از لحاظ فعالیت مهم کشاوری ساکنان آن وهم از لحاظ آثار تاریخی در خور توجه است.
«یادداشت مترجم»
9- روزنامه دانشمندان مجموعه ای بود ادبی و علمی که از سال 1665 به سعی و اهتمام دنی دوسالو Denis de Sallo انتشار می یافت و اولین مجموعه ای از این نوع بود که در اروپا نشر می شد. نویسندگان عموماً ازاعضای آکادمی بودند و طی سالهای متمادی مقالات ادبی و جستجوهای تاریخی و فلسفی بسیار منتشر کرد. «یادداشت مترجم»
10- شهر ماربورگ در یوگسلاوی در کنار رودخانه ی دراو واقع است و بعد از جنگ وسعیت فوق العاده یافت و جمعیت آن که قبل از جنگ کمتر از سی هزار نفر بود به حدود صد هزار نفر رسیده. «یادداشت مترجم»

منبع: روسو، پی یر، تاریخ صنایع و اختراعات، حسن صفاری، تهران: امیر کبیر، چاپ هشتم، 1390.