Приближался день испытания модели. Большинство академиков смеялось над Кулибиным. Никому не верилось, что «доморощенные» расчеты могут к чему-нибудь привести.
Однако, не имея ни малейшего представления о сопротивлении материалов — научной дисциплине, без которой теперь ни один инженер шагу не делает, — Кулибин вычислил сопротивление частей моста с помощью гирек и веревок и интуицией угадал законы механики, открытые позднее.
Из ученых только величайший математик XVIII века — Эйлер-отец — верил в Кулибина. Он даже взял его чертежи с математическими выкладками и проверил их. Все оказалось правильным. Выводы по проверке чертежей и математических правил Эйлер потом опубликовал в «Месяцеслове с наставлениями на 1776 год», изданном Петербургской Академией наук. В статье «Легкое правило, каким образом из модели деревянного моста или подобной другой машины, которая тяжесть нести должна, познавать можно ли тоже сделать в большем, чем в модели [виде]» приведены эти вычисления академика Эйлера, свидетельствующие о полной и научной обоснованности устройства кулибинской модели моста.
Но большинство академиков и после этого упорно не желало верить в русского изобретателя. «Этот Кулибин состроит нам лестницу на самое небо», острили они. И почти все были убеждены, что мост рухнет.
На проверке модели присутствовала комиссия, в которую входили лучшие ученые того времени — Леонард Эйлер, его сын Иоганн-Альбрехт, Семен Котельников, Степан Румовский, Крафт, Лексель и адъюнкты: Иноходцев, Фусс, Головин. Все члены комиссии насмешливо улыбались, был серьезен один Эйлер-отец — великий ученый своего века.
«Мы уже изъездили два моста, станем доезжать третий», сказал один из профессоров. Его острота вызвала общее веселье. Дело в том, что академики незадолго до этого уже освидетельствовали две модели мостов, представленных механиками. Модели эти от тяжести обрушились.
Кулибин сам руководил переноской груза на мост. На него было положено три тысячи пудов, что составляло предельную выносливость модели. Она держалась крепко. Кулибин велел увеличить тяжесть сверх нормы. Навалили кирпичей, и мост все же устоял. Взошли на мост все скептически настроенные академики и другие зрители. «А теперь, — сказал Эйлер, поздравляя Кулибина, — остается пожелать, чтобы исполнилось пророчество насчет лестницы до небес».
Академики еще раз проверили отношения между высотой моста и его длиной. Взяли мост под наблюдение: не будет ли каких изменений в нем во время пребывания под тяжестью. Был составлен «журнал» испытаний и представлен Екатерине. Заключение было следующее: проект признается правильным, по нему можно построить через Неву мост в 140 сажен.
Специалистов занимает вопрос о технических источниках творчества Кулибина. Хотя еще итальянский архитектор и инженер Палладио (1518–1580) изобрел сквозные фермы из дерева, но только в начале XIX века начался расцвет строительства деревянных мостов. Забытые фермы Палладио надо было изобретать заново.
Не могла быть прототипом кулибинского изобретения и модель швейцарца Альдова, появившаяся одновременно с кулибинской и хранящаяся среди коллекций Ленинградского музея железнодорожного транспорта. В свое время ее даже принимали за кулибинскую, и об этом были споры в газетах. Но у Кулибина конструкция пролетного строения совершенно иная, не говоря уже о том, что она проще, четче и экономнее.
И у других заграничных инженеров (знаменитый Перроне, Миноцци, Геррад), которым Екатерина заказывала модели мостов разной конструкции, Кулибин не мог ничего заимствовать, потому что свои проекты они составляли после него.
Правда, в качестве материала они уже проектировали камень. Но и в этом отношении Кулибин в дальнейшем опередил их: позднейшие его проекты (например, проекты 1814 года) предусматривали применение железа, тогда еще нераспространенного в строительстве мостов.
Установлено, что Кулибин еще до объявления конкурса Лондонской академией задумал свой проект арочного моста. Мысль эта стала занимать его тотчас по приезде в Петербург. Уже в 1771 году была построена и осмотрена его первая модель. Но нельзя отрицать, что объявление Лондонской академии подтолкнуло Кулибина в его работе. Он даже выписал это объявление из «Санкт-Петербургских Ведомостей». Но когда он создавал проект, то думал не о Темзе, а о Неве. Премия не была для него решающим стимулом в работе. Сохранилась черновая запись изобретателя, свидетельствующая о его истинных помыслах: «Таким образом, описанный к представлению на чертеже мост можно было построить (в соответственное доказательство желаемого наперед сего лондонского академического моста, простирающегося до 900 футов) здесь в Санкт-Петербурге над Невою рекою при всех находящихся ввиду около его предметов, простирающийся из одной дуги на 140 сажен или 980 футов английской меры, в чем уже и возможно через опробованную модель совершенно неоспоримо доказано».
Намекая на то, что проект отвечает условиям Лондонской академии наук, Кулибин ни на что не претендует, кроме констатации факта: проект этот стоит на уровне конкурсных требований.
Чтобы целиком постичь всю значимость этого изобретения, нужно учесть, что Россия до начала XIX столетия, кроме московского Каменного моста, не имела ни одного значительного мостового сооружения. Строились в городах лишь маленькие мосты через каналы. Лишь в 1813 году по проекту Бетанкура был сооружен первый постоянный мост через Малую Невку. Семипролетный, на деревянных свайных опорах — он явился первый деревянным арочным мостом в России. А через год Кулибин уже выступил с проектом железного моста.
Надо сказать, что кулибинский деревянный мост был бы очень дорогим сооружением: лесных материалов требовалось несметное количество; средств против гниения тогда не было, и мост не мог служить долго. Это хорошо понимал Кулибин; в 1799 году он писал: «Но как деревянные материалы в таком огромном строении, если употреблять на открытом воздухе, где б то ни было, подвергают себя скорому согнитию, то во отражении и сего в непрочности недостатка, доказывается средство по примеру деревянного, к построению моста из железного металла»[56].
«Кулибин сознавал, — отмечает по этому поводу крупный специалист по мостостроению, профессор Передерий, — что невозможно согласиться на постройку такого моста из дерева на срок службы в 20–30 лет»[57].
Основная заслуга проекта заключается в том, что Иван Петрович Кулибин явился изобретателем качественно новой конструкции деревянных мостов; он дал подробную разработку производства работ при этом сложнейшем сооружении; ввел в работу по конструированию моста элементы экспериментальных исследований частей сооружения на приборах, самим же Кулибиным изобретенных; изложил теорию изучения работы деревянного сооружения по испытанной модели; одним из первых начал применять свойства веревочного многоугольника до появления теоремы о нем; первый выдвинул вопрос о железе как материале для мостов.
Даниил Бернулли, пользовавшийся величайшим уважением просвещенных людей своей эпохи, долгое время работавший в Петербургской Академии наук, а затем ставший профессором в Базеле, поражался грандиозности кулибинских замыслов.
В 1779 году приехал из Базеля в Петербург ученик Бернулли, Николай Фусс. Он описывал своему учителю впечатление от русской Академии и, между прочим, подробно сообщал об очередном изобретении Кулибина. Даниил Бернулли отвечал Фуссу: «То, что вы сообщаете мне о вашем механике-самоучке Кулибине, по поводу деревянного моста через Неву, шириною в 1057 английских футов, дает мне высокое мнение об этом искусном строителе и плотнике, воспитанном между простыми крестьянами и обязанном своим высшим знанием только некоторого рода инстинкту… Вы, конечно, видели работу Г. Андрие, изданную в форме писем в Цюрихе в 1776 году; там вы найдете очень подробное описание деревянного моста в Шиффгаузене, длиною в 364 английских фута; но здесь воспользовались устоем, устроенным природою и находящимся посредине, так что длиннейшая часть имеет только 200 футов, очень ничтожных в сравнении с 1057. Эта длина Невы мне кажется чрезмерною и, признаюсь, что я не имел бы смелости одобрить постройку такого моста, разве можно было бы утвердить два или три устоя, чтобы разделить весь мост на три или на четыре почти равные части. У меня составилось это мнение только после внимательного чтения всего описания Г. Андрие. Я нимало не слушаюсь чистой теории в этих работах, потому что невозможно достаточно исчислить всех обстоятельств, которые непременно должны быть приняты в расчет; необходимо работать ощупью над бесчисленным множеством предметов, не допускающих никаких точных определений. Главный строитель обязан чаще всего обращаться к своей врожденной сообразительности. В этом-то я признаю все преимущество, которым может владеть такой человек, как Кулибин».