Почему властвует Запад... по крайней мере, пока еще

Радость пара

Конечно, мир обладал мощью и до Болтона. Но то, что он продавал, было мощью лучшего рода. На протяжении миллионов лет почти всю мощь, которая использовалась для воздействия на предметный мир, давали мускулы. И, несмотря на то что мускулы могли обеспечивать замечательные результаты — они построили пирамиды, выкопали Великий канал и расписали Сикстинскую капеллу, — у них есть свои ограничения. Самое очевидное из них — это тот факт, что мускулы есть части животных организмов, а животным требуется еда и кров, а зачастую также топливо и одежда. Все это получается от растений или других животных, которым также требуются еда, кров и т. д.; и для всего в этой цепочке в конечном счете требуется земля. Поэтому, по мере того как земля в центрах XVIII века становилась все более дефицитной, мускулы делались дорогими.

На протяжении веков сила ветра и воды дополняла мускулы, приводя в движение суда и вращая мельничные жернова. Но у ветра и воды также есть свои ограничения. Они имеются в наличии только в определенных местах; водные потоки могут замерзать зимой и пересыхать летом, и всякий раз, когда потоки воздуха ослабевают, крылья ветряных мельниц останавливаются.

Поэтому требовалась сила, которую можно было бы перемещать, — чтобы люди могли доставлять ее туда, где они работают, а не доставлять свою работу к ней; сила, которая была бы надежной и не зависела от погоды; и, наконец, сила, которая была бы «нейтральной» в отношении пространства и не отнимала миллионов акров, занятых деревьями и полями. Производители железа в Кайфыне XI века поняли, что решение в данном случае — каменный уголь; однако и у него имелись свои ограничения. Он мог высвобождать энергию только в виде тепла.

Прорыв — превращение тепла в движение — произошел в XVIII веке, и начался он на самих угольных шахтах. Там постоянной проблемой были затопления, и, хотя можно было удалять воду из шахт при помощи мускулов и ведер (у одного изобретательного английского шахтовладельца для перемещения цепи из ведер использовались пятьсот запряженных лошадей), этот способ был очень дорогостоящим. Задним умом решение кажется очевидным: удалять воду при помощи двигателя, который потребляет уголь из этой же шахты, а не при помощи животных, которые потребляют свой корм. Но это было легче сказать, чем сделать.

И восточный и западный центры в XVIII веке нуждались в угле, и оба они имели дело с затоплением шахт. Однако теми, кто нашел решение этой проблемы, оказались английские производители двигателей. Как мы видели в главе 9, здесь, на самой дальней северо-западной окраине атлантической экономики Европы, в особенности оказывалась вознаграждена полунаучная изобретательность. Явились люди именно такого типа, какие требовались для решения, — сочетавшие деловую проницательность с практическим опытом работы с металлами и некоторыми элементарными познаниями в области физики. Такие люди существовали в Китае и Японии, но они были редкостью, и, насколько мы знаем, ни один из них даже и не пытался экспериментировать с двигателями, работающими на угле.

Первый работающий насос на Западе — «друг шахтера», — был запатентован в Англии в 1698 году. В нем сжигался уголь, чтобы нагревать воду, а получавшийся при этом пар затем конденсировался, создавая вакуум, после чего обслуживавший его оператор открывал клапан, и этот вакуум всасывал воду из шахты наверх. Затем, закрыв клапан, работник поддерживал огонь, чтобы тот опять нагрел воду до состояния пара, и так процесс нагревания и конденсации, позволявший преодолеть силу гравитации, повторялся снова и снова.

«Друг шахтера» работал медленно, мог поднимать воду только на сорок футов за раз и имел явно неприятную склонность взрываться. Однако он обходился (обычно) дешевле, нежели прокормление сотен лошадей. К тому же он вдохновил на дальнейшее экспериментирование. Но даже улучшенные двигатели оставались ужасно расточительными. Поскольку в них использовался один и тот же цилиндр и для нагрева воды, и для ее последующего охлаждения, дабы создать вакуум, то для каждого движения поршня необходимо было каждый раз заново нагревать цилиндр. Поэтому даже в лучших двигателях преобразовывалось в силу, откачивающую воду, менее процента энергии угля.

На протяжении десятилетий эта неэффективность ограничивала применение силы пара единственной работой — откачкой воды из каменноугольных шахт. И даже там один из владельцев жаловался, что «столь громадное потребление топлива этими двигателями чрезвычайно снижает прибыль от наших шахт… Такой тяжелый «налог» почти что равносилен запрещению работать». А для любой сферы деятельности, где требовалось транспортировать уголь из шахт на предприятия, паровые двигатели были попросту слишком дорогими³.