Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени - Джеймс Бёрк

Несмотря на то что Уатт на самом деле паровую машину не изобретал, он является автором многих технологических новшеств, без которых промышленная революция была бы невозможна. Еще одно изобретение Уатта не так хорошо известно, но оно имело столь же далеко идущие последствия, как и появление паровой машины. Много позже, в XX веке, оно привело к не менее фундаментальным изменениям, чем промышленная революция, и все благодаря тому, что ввело в обиход сажу. Этот материал открыл путь к исследованию самой природы жизни на Земле и вызвал революцию в биологии.

Эта революция в корне изменит нашу жизнь в XXI веке, а началось все с фабрики паровых машин Уатта и тех неудобств, которые ему причинял успех его предприятия. Дело было в городе Редруте, в Корнуолле (здешние владельцы шахт очень интересовались паровыми насосами Уатта, поскольку штреки шахт были проложены под морским дном, и их очень часто заливало), и Уатт был перегружен бумажной работой от многочисленных подрядов. В одном из писем другу он сетовал, что «исключительно сложно найти толковых управляющих». В 1780 году он нашел способ, как помочь горю — изобрел новый способ копирования чертежей, счетов, писем, а также любых других документов. (Предыдущая его попытка с двойным наконечником пера окончилась неудачей.) Патент носил название «Новый метод быстрого копирования писем и иных записей».

Суть изобретения заключалась в следующем. Документ писали (или чертили) на влажной бумаге особыми чернилами, в состав которых входил гуммиарабик и которые не высыхали около суток. В течение этого времени документ можно было копировать. К исходному документу прижимали чистый лист бумаги и с него переносили изображение на другой лист. Сначала метод не имел особого успеха. Банки воспротивились ему из-за боязни подделок19 — 222, а бухгалтеры отмечали, что этот способ будет неудобен в условиях спешки или аврала. Однако за год Уатту удалось продать двести опытных образцов, а демонстрация изобретения в парламенте произвела на депутатов настолько неизгладимое впечатление, что они позабыли про законотворчество. Уже к 1785 году этот способ копирования получил широкое распространение.

В 1823 году американец Сайрес П. Далкин из Массачусетса усовершенствовал технологию, применив два материала, будущее значение которых сложно переоценить. Он покрыл оборотную сторону листа бумаги смесью из воска и углеродной сажи, получив прообраз копирки. Изобретение не получило широкого распространения вплоть до 1868 года, когда состоялся полет на воздушном шаре Либбиуса Рождерса20 — 69, 81, 135, занимавшегося производством печенья. Это событие освещалось агентством Ассошиэйтед-пресс, и после полета у Роджерса взяли интервью в редакции местной газеты. Беседовавший с аэронавтом репортер пользовался копиркой Далкина. Увиденное настолько поразило Роджерса, что, забросив воздухоплавание и печенье, он основал предприятие по производству копировальной бумаги для деловых документов (книг заказов, ордеров и счетов). В 1873 году состоялась демонстрация продукции в компании «Ремингтон»21 — 145, выпускавшей пишущие машины, и это было началом всеобщей популярности копировальной бумаги.

Парафиновый воск, который наряду с сажей составлял основу изменившего деловой мир изобретения, сначала получали из битумных сланцев. После того как в Пенсильвании в 1857 году обнаружили нефть22 — 165, парафин стали производить методом дистилляции и использовать для освещения в качестве замены китовому жиру, который становился дефицитом по мере быстрого роста производства ламп. Парафиновый воск представлял собой охлажденный и затвердевший парафин. Кроме осветительных нужд, его также применяли для реставрации крошащегося обелиска «Игла Клеопатры» в Нью-Йорке.

Росту популярности парафина способствовало появление нового способа извлечения огня. На протяжении веков путешественники были вынуждены либо возить с собой тлеющие угли, либо находить где-то уже разведенный огонь. По мере развития транспорта люди стали передвигаться дальше и быстрее, и эти способы становились все менее удобными. К середине XIX века большую популярность приобрели фосфорные спички. На тот момент самой успешной их разновидностью были спички, изобретенные братьями Лундстрём из Швеции. В их «безопасных спичках» использовался красный фосфор вместо белого, который был в ходу до этого и имел неприятную особенность воспламеняться в самый неожиданный момент (кроме того, его производство было ядовитым). Чтобы поддержать горение спички после вспышки фосфорной головки, в деревянную палочку вводилось небольшое количество парафина.

Использование фосфора имело еще один очень странный побочный эффект, из-за которого британцы приобрели дурную славу разорителей могил. Благодаря внедрению паровой машины Уатта и индустриализации, английские промышленные города развивались головокружительными темпами, а численность городского населения стремительно росла. Если в начале XIX века оно составляло треть населения Великобритании, а по итогам переписи 1851 года в стране впервые в мире был зафиксирован перевес в сторону городских жителей, то в конце века горожанами были уже около восьмидесяти процентов британцев. Типичный промышленный город Олдхэм в Ланкашире в 1801 году насчитывал двенадцать тысяч жителей, а в 1901 — уже сто сорок семь тысяч. Общее население страны за этот период утроилось.

Одной из причин такого роста было сокращение смертности, вызванное улучшением условий жизни, гигиены и состояния здоровья британцев23 — 175, однако главным фактором стало улучшение качества питания и расширение рациона продуктов. Это стало возможным благодаря открытию немецкого химика Юстуса фон Либиха, который проводил опыты по сжиганию растений, чтобы выявить их химический состав. Либих24 — 71, 214 полагал, что растения получают питательные вещества из почвы и воздуха. На собственные деньги в университете Гессена он организовал первую в мире настоящую химическую лабораторию, которая приобрела такую известность, что студенты съезжались в нее со всего света. Там он сформулировал свой знаменитый Закон минимума — открытие, имевшее грандиозные последствия. Согласно Либиху, для урожая сельскохозяйственной культуры наиболее значим тот питательный компонент, количество которого в данный момент минимально.

Один из ключевых выводов ученого — потребность всех растений в фосфорной кислоте. Наиболее простым путем ее получения была обработка серной кислотой измельченных костей. В Англии так хорошо освоили этот способ, что к 1870 году производили около сорока тысяч тонн фосфорной кислоты в год. Такой триумф дал Либиху повод обвинить англичан в том, что в попытке прокормить горожан они разоряют чужие могилы:

«Англия лишает другие страны источников плодородия. В своем рвении они уже перекопали поля сражений Лейпцига, Ватерлоо и Крыма, а из катакомб Сицилии вывезли скелеты нескольких поколений. Ежегодно, обкрадывая нас, они отправляют к своим берегам останки трех с половиной миллионов человек, а отходы сливают в море. Подобно вампиру Англия впилась в шею Европы — да что там, всего мира! — и пьет кровь других народов».

Если подобное разграбление могил и вправду имело место, то этому наверняка поспособствовал выход работы Либиха «Органическая химия в приложении к земледелию и физиологии». Книга имела огромный успех: она переиздавалась семнадцать раз, была переведена на восемь языков и превратила сельское хозяйство в отрасль науки. В ней Либих демонстрировал способ получения новых хорошо усваиваемых растениями удобрений путем обработки измельченных фосфорсодержащих минералов серной кислотой. Во всем мире резко увеличилась добыча апатитов, а в США производство удобрений вышло на новый уровень после открытия громадных запасов фосфорита в Южной Каролине, Джорджии и Флориде. Большая часть американских удобрений направлялась на табачные плантации.

Благодаря открытию Либиха во второй половине XIX века в странах Европы и Америки повысились урожаи, так необходимые для растущих промышленных городов. Оставалось только наладить систему транспортировки продовольственных товаров. Снова скажем «спасибо» Джеймсу Уатту, потому что на выручку пришли локомотивы на паровой тяге. Первый паровоз под названием «Ракета» был сконструирован Джорджем Стивенсоном25 — 100 для железнодорожного маршрута Манчестер — Ливерпуль в 1829 году. Изобретение встретили с недовольством: инвесторы не видели в нем перспективы для получения прибыли, к тому же считалось, что при скорости шестьдесят километров в час пассажиры будут задыхаться.