Энергия и цивилизация

Тремя годами позже трансформатора Стэнли Никола Тесла запатентовал первый практичный полифазный индукционный мотор на переменном напряжении (Cheney 1981; рис. 5.11). Как и лампы накаливания, это изобретение появилось после десятилетий экспериментов и испытаний, и даже коммерческого использования моторов постоянного тока, работающих от батарей, которое началось в 1830-х годах, и от динамо в 1870-х (Hunter and Bryant 1991). Высокие операционные издержки и ограниченная емкость батарей привели к тому, что небольшие моторы на постоянном токе были худшими первичными движителями, чем паровые машины.

Рисунок 5.11. Никола Тесло в 1890 году. Фотография Napoleon Sarony

Первый небольшой электромотор на постоянном токе (а их были проданы тысячи) также получал энергию от громоздкой батареи, и его запатентовал Эдисон в 1876 году; он монтировался на верхушке стилуса, чтобы приводить в движение изготавливающую шаблоны ручку, которая использовалась для механического копирования памятников (Pessaroff 2002). Как только появились большие динамо, тут же начались попытки устанавливать малые электромоторы на трамваях (сначала в Германии) и решать с их помощью производственные задачи (в основном в США). Перспективы изменились, по большому счету, только после изобретения Никола Тесла (1857–1943): концепция была придумана в Европе и воплотилась в работающую машину после того, как молодой сербский инженер эмигрировал в США.

Тесла утверждал, что исходная идея пришла к нему в 1882 году, но после переезда в США он поступил на работу к Эдисону, а тот мало интересовался переменным током. Тесла легко нашел финансирование, он открыл собственную компанию в 1887 году и оформил все необходимые патенты – 40 штук между 1887 и 1891 годами. Создавая свой полифазный мотор, серб нацеливался на то, чтобы «получить большую экономию при конверсии энергии, чем достигнута на данный момент, более дешевый, надежный и простой аппарат, которым можно было бы без труда управлять, чтобы избежать любой опасности при передаче экономически оправданных объемов тока высокого напряжения» (Tesla 1888, 1).

Вестингауз купил все патенты Теслы в области переменного тока в июле 1888 года, и в 1889-м компания получила первое электрическое устройство с мотором Теслы: маленький вентилятор (125 Вт) с мотором переменного тока равной мощности; к 1900 году было продано почти 100 тысяч единиц (Hunter and Bryant 1991). Первый патент серба был выдан на двухфазную машину, а первую трехфазную конструкцию создал Михаил Осипович Доливо-Домбровский (1862–1919), русский инженер, работавший на AEG. Трехфазные моторы (каждая фаза отстоит от другой на 120°) обеспечивают, чтобы одна из фаз всегда была на пике или рядом с ним, результатом становится более равномерный выход мощности, чем у двухфазной конструкции, и при этом они немногим хуже четырехфазных, которым требуется дополнительный провод. Трехфазные моторы быстро завоевали рынок, и это привело, как я расскажу в следующей главе, к большим изменениям в производстве.

Технические инновации

Великий переход от растительного топлива к ископаемому и от одушевленных первичных движителей к механическим повлек за собой беспрецедентные изменения, касающиеся появления новых, по-настоящему эпохальных черт цивилизации, а также скорости их принятия. В 1800 году обитатели Парижа, Нью-Йорка или Токио жили в мире, чьи энергетические основы почти не отличались не только от мира 1700 года, но и от мира 1300-го: дерево, древесный уголь, тяжелый труд и тягловые животные приводили в движение все общество. Но к 1900 году многие люди в крупных городах Запада жили в обществах, чьи технические параметры почти полностью отличались от тех, что доминировали в мире век назад, и были в своей основе ближе к нашему миру, к году 2000-му. Как сказал по этому поводу историк Льюис Мамфорд (Mumford 1967, 294): «Мощь, скорость, движение, стандартизация, массовое производство, систематизация, количественные параметры, однообразие, астрономическая регулярность, контроль, свыше всего контроль – вот что стало паролями для прохода в современное общество западного стиля».