Читати книгу - "Людина розумна"

як пластик, гума, алюміній та титан, про жоден з яких нашої предки навіть не знали. Тоді як у 1700 році вози будувалися переважно силою м’язів теслів та ковалів, сьогодні верстати на заводах «Тойота» та «Боїнг» рухають двигуни внутрішнього згоряння та атомні електростанції. Подібна революція охопила також майже всі інші галузі промисловості. Ми називаємо її Індустріальною революцією.

Протягом багатьох тисячоліть до Індустріальної революції люди вже вміли використовувати велике розмаїття джерел енергії. Вони спалювали дерево, щоби виплавляти залізо, опалювати будинки та пекти хліб. Вітрильні кораблі підкорювали силу вітру, щоби рухатись, а водяні млини ловили річкові потоки, щоби молоти зерно. Однак усе це мало чіткі межі та свої вади. Дерево було доступним не скрізь, вітер дув не завжди, коли він був потрібний, а сила води служила лише тим, хто жив поблизу річки.

Ще більшою проблемою було те, що люди не вміли перетворювати один тип енергії на інший. Вони були здатні підкорити вітер та воду для руху кораблів та жорен, але не для підігріву води чи виплавлення заліза. При цьому вони не вміли використовувати теплову енергію, вироблену при спалюванні дерева, щоби змусити рухатися жорна. Люди мали лише одну машину, здатну виконувати такі трюки з перетворенням енергії: власне тіло. У природному процесі метаболізму організми людей та інших тварин спалюють органічне паливо, відоме як їжа, та перетворюють вивільнену енергію на рухи м’язів. Чоловіки, жінки та звірі здатні споживати зерно та м’ясо, спалювати їхні вуглеводи та жири, а потім використовувати отриману енергію, щоби тягнути візок або штовхати плуга.

Оскільки тіла людей та тварин були єдиними доступними пристроями для перетворення енергії, ключем до майже всіх людських занять була м’язова сила. М’язи людей будували вози та будинки, м’язи волів орали поля, а м’язи коней перевозили товари. Енергія, що підживлювала ці органічні м’язові машини, так чи інакше надходила від одного спільного джерела – рослин. Рослини, у свою чергу, отримували свою енергію від сонця. Завдяки процесу фотосинтезу, вони вловлювали сонячну енергію та перетворювали її на органічні сполуки. Майже все, що люди робили протягом усієї своєї історії, підживлювалося сонячною енергією, яка вловлювалась рослинами та перетворювалась у силу м’язів.

У людській історії, відповідно, домінували два основні цикли: цикл росту рослин та цикл перетворення сонячної енергії (день та ніч, літо та зима). Коли сонячного світла було недостатньо та коли пшеничні поля були ще зелені, люди отримували мало енергії. Комори були порожні, збирачі податків били байдики, солдати не бажали зайвий раз рухатись та битися, а королі зазвичай підтримували мир між собою. Коли ж сонце сяяло яскраво, а пшениця дозрівала, селяни збирали врожаї та наповнювали свої комори. Збирачі податків поспішали отримати свою частку. Солдати розминали м’язи та гострили мечі. Королі скликали ради та планували наступні військові кампанії. Усі підживлювалися сонячною енергією – вловленою та упакованою в пшеницю, рис та картоплю.

Кухонна таємниця

Протягом усіх цих довгих тисячоліть люди кожного дня стикалися з найважливішим винаходом в історії виробництва енергії – і не змогли його розпізнати. Він дивився їм просто в очі щоразу, коли домогосподиня чи кухарка ставили на вогонь чайник чи горщик з кашею. Коли вода закипала, кришка чайника чи горщика починала підстрибувати. Тепло перетворювалося на рух. Але кришки, що стрибали, викликали в людей лише роздратування, особливо якщо вони забували посуд на плиті й вода википала. Справжнього потенціалу цього явища ніхто не розумів.

Частковий прорив у перетворенні тепла на рух стався після винайдення в ІХ столітті в Китаї пороху. Спочатку ідея використання пороху для штовхання ядер здавалася настільки алогічною, що протягом століть його використовували переважно для виробництва запалювальних бомб. Але згодом – можливо, після того як якийсь спеціаліст із бомб почав товкти порох у ступі, при чому товкачик добряче стрелив, – почали з’являтися гармати. Загалом же між винайденням пороху та розвитком ефективної артилерії минуло близько 600 років.

Навіть тоді ідея перетворення тепла на рух залишалася настільки алогічною, що спливло ще три століття, перш ніж люди винайшли наступну машину, що використовувала тепло для пересування речей. Ця нова технологія зародилась у британській вугільній копальні. У міру збільшення кількості населення Британії ліси поступово вирубувалися для підживлення економічного зростання та звільнення місця під будинки та поля. Країна страждала від дедалі більшого дефіциту дров. Щоб якось замінити дерево, люди почали спалювати вугілля. Багато вугільних шарів розташовувалися в заболочених районах, де підтоплення не дозволяли шахтарям дістатися нижчих рівнів копальні. Це було проблемою, яка потребувала вирішення. Приблизно в 1700 році поблизу британських шахтних стволів люди почали чути дивний шум. Цей шум – передвісник Індустріальної революції – спочатку був легким, але ставав все голоснішим та голоснішим із кожним прожитим десятиліттям, поки не накрив увесь світ оглушливою какофонією. Як виявилося пізніше, він ішов від парового двигуна.

Існує багато типів парових двигунів, але всі вони мають один спільний принцип. Ви спалюєте якесь паливо, приміром вугілля, та використовуєте отримане в результаті тепло для кип’ятіння води, що дає пару. Прибуваючи, пара штовхає поршень. Поршень рухається, і все, що до нього приєднане, рухається разом із ним. От ви й перетворили тепло на рух! У британських вугільних копальнях ХVІІІ століття поршень був приєднаний до насоса, що відкачував воду з дна шахтних стволів. Найдавніші двигуни були страшенно неефективними. Щоби відкачати навіть мізерну кількість води, доводилося спалювати величезний запас вугілля. Але в копальні вугілля було багато, причому під рукою, тому ніхто цим особливо не переймався.

У наступні десятиліття британські підприємці покращили ефективність парових двигунів, винесли їх із шахтних стволів та приєднали до ткацьких верстатів і лебідок. Це здійснило революцію в текстильному виробництві, дозволивши виробляти більші, ніж будь-коли раніше, обсяги дешевих тканин. В одну мить Британія стала світовою фабрикою. Але ще важливішим було те, що винесення парового двигуна з копальні зруйнувало важливі психологічні бар’єри. Якщо можна спалювати вугілля для роботи ткацьких верстатів, чому б не скористатися тим самим методом, аби зрушити, приміром, транспортні засоби?

У 1825 році один британський інженер приєднав паровий двигун до потяга з вагонетками, повними вугілля. І цей двигун протягнув вагонетки по залізних рейках усі двадцять кілометрів, що відділяли копальню від найближчої гавані. Це був перший паровий локомотив в історії. Так само, якщо пару можна використовувати для перевезення вугілля, то чому б не інших товарів також? Або навіть людей? 15 вересня 1830 року була відкрита перша комерційна залізниця, що з’єднала Ліверпуль із Манчестером. Потяги рухалися тією самою силою