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

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 дорогими^{264}

.

Однако эти двигатели были развлечением для профессоров. Университет Глазго приобрел один миниатюрный образчик двигателя, но, когда никто из ученых не смог добиться, чтобы он работал, университет обратился в 1765 году в мастерскую Джеймса Уатта, который занимался изготовлением математических инструментов для этого университета. Уатт запустил двигатель, но его неэффективность возмущала его душу мастера. В перерывах между прочими своими делами он настойчиво искал лучшие способы испарения и конденсации воды, пока, по его словам:

«Как-то в прекрасный субботний день я пошел прогуляться… и вот мне в голову пришла эта идея: раз пар является эластичным телом, он устремится в вакуум, а если сделать сообщение между [нагретым] цилиндром и вакуумной камерой, то пар устремится туда и сможет там сконденсироваться без охлаждения цилиндра… Я не успел еще миновать домик для гольфа, когда все это устройство уже оформилось у меня в голове»^{265}.

Поскольку затем наступил воскресный день, богобоязненному Уатту пришлось сидеть сложа руки, но в понедельник утром он собрал новую модель, отделив конденсатор от цилиндра испарения. Вместо того чтобы полностью нагревать и охлаждать один цилиндр, паровой котел теперь оставался горячим, а конденсатор холодным, благодаря чему потребление угля снизилось почти на четыре пятых.

Впрочем, это привело к возникновению множества новых проблем, но Уатт постепенно, год за годом, справлялся с ними. Его жена умерла, его покровитель обанкротился, а ему по-прежнему не удавалось добиться от своего двигателя надежной работы. Но в 1774 году — как раз когда Уатт был уже близок к тому, чтобы отказаться от дальнейшего экспериментирования в данном направлении, — ему на помощь пришел «железный вождь» Мэтью Болтон. Он выкупил долги покровителя Уатта и перевез мастера по двигателям в Бирмингем. Для решения этой проблемы Болтон предоставил деньги и привлек блестящего специалиста по работе с металлами Джона Уилкинсона по прозвищу «помешанный на железе» (Уилкинсон верил, что все следует делать из железа, в том числе и его собственный гроб).

Всего через шесть месяцев после этого Уатт написал своему отцу, что его двигатель оказался «довольно успешным»^{266} (такая заниженная оценка достижения очень поразила меня, хотя даже она уступает другому преуменьшению, о котором я расскажу в этой главе ниже). Во время генеральной публичной демонстрации в марте 1776 года двигатель Уатта и Болтона откачал из шахты за шестьдесят минут шестьдесят футов воды, при этом потребление угля составило лишь четверть по сравнению с таковым у предыдущих устройств.