Происхождение. Как Земля создала нас

Солнечный свет и мышечная сила

На протяжении почти всей истории человечества силу, необходимую для строительства и поддержания цивилизации, давали мышцы рабочих – либо людей, либо животных. Мышцы, если их задействовать и скоординировать должным образом, способны на феноменальные свершения: египетские пирамиды, Великая Китайская стена, средневековые европейские соборы – все это выстроено при помощи мышечной силы и простых механических приспособлений – катков, пандусов и воротов. Однако мышцам тоже нужно топливо – пища, а для нее, в свою очередь, требуются пастбища и пахотные земли. Поэтому по мере роста населения и усиления дефицита сельскохозяйственных земель мышцы становились все дороже[591].

К тому времени уже появились альтернативы мышечной силе, задействовавшие природные источники возобновляемой энергии. Многого удалось достичь благодаря сначала воде, а потом ветру, сила которых вращала водяные колеса и ветряные мельницы. Водяное колесо было изобретено примерно 2500 лет назад, а к I веку н. э. китайцы применяли его как двигатель для мехов, раздувавших огонь в железоплавильных печах[592]. Самой мощной системой водяных колес, созданных в Риме, были шестнадцать водяных колес, построенных в местечке Барбегаль на юге Франции в начале II века[593]. Она давала рекордную в античном мире совокупную механическую энергию[594] – 30 киловатт[595]. Ветряки появились в Персии в IX веке н. э., а по мере распространения по средневековой Европе постоянно совершенствовались. Особенно широкое применение ветряки нашли в Нидерландах, где их с большим энтузиазмом применяли для осушения польдеров и отвоевания земель у моря, как мы видели в главе 4. Водяные колеса и ветряки обеспечивали движущую силу для самых разных задач: с их помощью мололи зерно и делали муку, выжимали масло из оливок, пилили бревна, дробили металлические руды и известняк и вращали прокатные валы, придававшие нужную форму железным брусьям.

Эта механическая революция, набиравшая ход с XI до XIII века, превратила средневековую Европу в первое общество, которое основывало свою производительность не только на изнурительном мышечном труде животных и человека. Тем не менее доступный объем энергии накладывал ограничения на продуктивность: водяные колеса и ветряки зависят от колебаний уровня воды в реке и прихотей ветра. И хотя они облегчали процесс производства физически, мы продолжали жить в мире, движимом мышечной силой и солнечным светом.

На протяжении истории мы научились преобразовывать энергию при помощи экосистем и направлять ее в наши организмы и в наше общество. Благодаря солнцу зреют наши посевы и зеленеют леса. Более того, на протяжении почти всей нашей истории продуктивность цивилизации основывалась на фотосинтезе и скорости, с которой способны генерировать пищу и топливо растения на оказавшейся в нашем распоряжении земле (и, собственно, ограничивалась этой скоростью).

Эту систему принято называть по-разному – например, органический энергетический комплекс, режим соматической энергии, старый биологический порядок[596], – но в его основе лежит все та же простая истина: до XVIII века вся история цивилизации держалась на солнечной энергии, которую собирали леса и посевы, и мышечной силе, которую давали люди и животные, а те, в свою очередь, работали на пище, собранной с растений. Но если продуктивность общества регулируется темпом роста растений и лесов (тем, насколько быстро ты умеешь собирать солнечный свет), она фундаментально ограничена площадью и качеством доступной земли. Более того, пища, которую можно есть, и топливо, необходимое для производства, конкурируют друг с другом за одну и ту же землю. Это прочный потолок, выше которого сельскохозяйственное общество подняться не может.

Избавиться от этих ограничений можно лишь одним способом: найти источники энергии, не требующие прямого сбора солнечного света. Этого удалось достичь в Европе XVIII века, когда человечество нашло доступ к колоссальным запасам энергии прямо у нас под ногами. Больше не нужно было извлекать как можно больше энергии из поверхности земли: мы закопались в недра и обнаружили там целый клад из древней древесины в виде каменного угля. Каменный уголь – это, в сущности, горючая осадочная порода, и один угольный пласт – это концентрированные залежи всего, что осталось после множества сезонов роста лесов, то есть окаменелый солнечный свет. Всего одна тонна каменного угля дает столько же тепловой энергии, сколько древесина, выросшая за год на целом акре леса, возобновляемого порослевым методом. Современный мир построен на каменном угле.

Энергетическая революция