Вскоре же правительство отобрало у Демидова заводы в казну, ввело на них военно-горное управление, обязало население Алтая в порядке рекрутской повинности давать рабочих и потребовало от Екатеринбургского главного горного управления неотступного наблюдения за Колывано-Воскресенскими заводами. Посылка специалистов с Екатеринбургского завода на Алтай свидетельствовала о том, что в Екатеринбурге, как и в Петербурге, понимали, каким огромным богатством может располагать здесь царское правительство.

В Барнауле Ползунов, не имевший горного офицерского чина, был назначен на должность гиттеншрейбера, то есть писаря при медеплавильном заводе.

При всех способностях ему предстояло «выслуживать» чины, прежде чем получить должность, соответствовавшую его склонностям и стремлениям.

Четыре года Ползунов скучал за канцелярской работой, нисколько не соответствовавшей его склонностям и выучке. Несколько раз он обращался к начальству с просьбами дать ему возможность, как он писал, «по желанию нашему, обучаться горным и плавильным наукам». Он жаловался, что до сих пор не исполнено «определение» начальства послать его с другим товарищем но школе на Колыванский завод для обучения, и горестно прибавлял в заключение:

«А желаю я, по силе оных определениев, тем наукам обучаться, дабы я за полагаемыми на меня другими должностями в знании оных наук против своей братии не мог понесть обиды. К тому же и молодость лет моих без науки втуне пропадает».

Товарищи обгоняли Ползунова, пользуясь покровительством начальников, прибегая к лести и протекции, к знакомствам и интригам. Ползунов был самолюбив и прямодушен. Он не заискивал перед начальниками, а требовал справедливости и однажды даже послал жалобу в Петербург, в которой просил устроить ему и одному из товарищей экзамен, чтобы убедиться, кто из них достойнее, кому принадлежит старшинство по службе.

Стремление к точному научному знанию, столь характерное для Ползунова, как и для Ломоносова, не являлось для великих русских ученых самоцелью. Они стремились к нему потому, что в точном знании видели источник практических приложений, более могущественный, нежели тот долгий опыт, каким шла к своим достижениям тогдашняя техника.

Хотя Ползунов и вошел в историю русской науки и техники со снисходительным прозвищем «самоучки», в действительности он был образованнейшим человеком своего времени. В арифметическом отделении Екатеринбургской горной школы Ползунов, соединяя теорию с практикой, проходил и геометрию, и тригонометрию, и логарифмические вычисления, и черчение. С более широкой программой в те времена специальных школ не было и в Англии, шедшей впереди технического прогресса в век промышленной революции.

Подлинные документы, дошедшие до нас и принадлежащие самому Ползунову, его докладные записки, чертежи и пояснения к ним свидетельствуют о том, что первый русский теплотехник стоял вполне на уровне научных знаний своего времени.

Просьбы, жалобы, требования «солдатского сына», и без того слишком выскочившего вперед, вровень с дворянскими и офицерскими детьми, не приводили ни к чему. Скорее они раздражали начальство, вызывали желание избавиться от беспокойного служащего. Поэтому Ползунова начали посылать на разные хозяйственные работы. Служил он надсмотрщиком на плавильном заводе в Барнауле, обмерял шахты на Змеиногорском руднике, принимал участие в постройке водяной мельницы, заведовал лесной пристанью на реке Чарыше, разъезжал с караванами судов, доставляя на заводы руду.

Он мок под дождями, обмораживал руки, тонул в реке, спасая разбитые барки, строил суда, производил ревизии, заготовлял дрова, выкуривал уголь, но желания своего «обучаться горным и плавильным наукам» не терял.

Среди всех этих многообразных хозяйственных поручений оказалось одно, за которое будущий теплотехник мог поблагодарить судьбу. В 1758 году Ползунов был командирован с обозом серебра в Петербург, где он прожил три месяца.

Ползунов в Петербурге.

Поездка в новую русскую столицу, знакомство с ее заводами, верфями, пристанями и кораблями, посещение знаменитой кунсткамеры Академии наук, встречи с новыми передовыми людьми — все это произвело огромное впечатление на Ползунова.

Петербург стал для Ползунова той высшей школой, которой только и не хватало ему для того, чтобы подняться до вершин тогдашней науки, техники и искусства. Если он и не возвратился из Петербурга законченным ученым и инженером, то, во всяком случае, вполне был готов к тому, чтобы стать и тем и другим.

Еще до поездки, в 1754 году, Ползунов был произведен в шихтмейстеры — это был первый чин для служащих казенных горных заводов, приравнивавшийся к производству в офицеры. Шихтмейстер должен был «осматривать горную работу, чтобы о своей работе мог всегда подлинно сведом быть», заботиться об исправности горного оборудования, «припасать» инструменты и материалы, «дабы в горном деле остановки не было», вести учет сделанной работе, наблюдать за рабочими, отчитываться в расходах.

В положении о должности шихтмейстера говорилось и о том, что «должен шихтмейстер с великим радением и охотою обучаться горному делу, дабы он горное дело мог править и русской нации людям показывать так и за то имел получить повышение чина». Следующим по рангу был чин механикуса, или машиниста, которому уже надлежало «знать всякие машины, до горного дела потребные, а именно для выливания воды, для подъему руды и протчего строить и в действо производить». Таким образом, открывалась наконец перед Ползуновым возможность свободно отдаться своим склонностям и прежде всего — обучаться наукам. Офицерское звание давало доступ в офицерское собрание, в библиотеку, избавляло от телесных наказаний, улучшало и моральное и материальное положение Ползунова.

Вскоре же из Петербурга пришел указ о том, чтобы все горные офицеры, работающие на казенных заводах, внимательно изучили изданную в 1760 году книгу профессора Шлаттера «Обстоятельное наставление рудному делу», представлявшую собой практическую энциклопедию горного дела. Автор не был чужим человеком на Алтае: в 1745 году он осматривал здесь рудники и начал плавку серебра на них. В своем капитальном труде он останавливался главным образом на характеристике состояния горнозаводского дела в России и отчасти в Западной Европе.

Ползунов внимательно ознакомился с книгой, и она произвела на него огромное впечатление. В ней будущий механикус, обязанный всякие машины «знать, строить и в действо производить», нашел слова, открывшие ему горький путь к славе, труду и мукам.

«Нет такого изобретения, — писал Шлаттер, переходя к описанию машины Ньюкомена, — которое бы разум человеческий столько прославить могло, как вымышление огнем действующих машин, которыми ужасные тяжести подняты быть могут и которые с начала сего века от англичан изысканы и во многих местах в употреблении для выливания из рудных и каменноугольных ям введены».

Так долго томившийся по большому и необыкновенному делу, изнывавший по творческой работе, для которой он готовился всю жизнь, Ползунов почувствовал в рекомендованной Петербургом книге наставника, друга, учителя и защиту от горного начальства. Читая описание машины Ньюкомена, он не только понял ее устройство, но сумел разобраться в основных принципах ее работы и найти в ней новые, неиспользованные возможности, скрытые даже от передовых умов европейских стран.

И вот Ползунов решает сам построить невиданную машину.

«И хотя правда, что новых и полезных дел начинателям не всегда вдруг делается удача, — писал Ползунов в своем объяснении к проекту год спустя, — однако таковых умной свет не почитает предерзкими, но мужественными и великодушными».

Хорошо знакомый не только с горной техникой, но и с горнозаводским хозяйством. Ползунов понимал все несовершенство водяных колес, применявшихся тогда в качестве двигателей: к водяному колесу приходилось издалека подводить воду или же строить заводы там, где была вода. Русский механик решил поэтому приступить к «вымышлению» такой «огневой» машины, которая могла бы не только откачивать воду из шахт, но стать универсальным двигателем, пригодным для всякой работы, во всяком месте, в любое время.