Sapiens. Краткая история человечества

Человечество умело пользоваться разнообразными источниками энергии и до промышленной революции. Люди жгли дерево, чтобы плавить металл, обогревать дома и печь хлеб. Парусные суда эксплуатировали силу ветра, чтобы плыть к далеким берегам, водяные мельницы перехватывали течение реки и заставляли его молоть зерно. Но у таких источников есть очевидные ограничения и изъяны. Не всюду растут деревья, ветер дует, когда ему вздумается, а не когда тебе нужно, от реки польза только тем, кто живет на берегу.

Еще большую проблему представляло неумение превращать один вид энергии в другой. Люди могли «оседлать» движение ветра и воды, заставить его двигать корабли и жернова, но с помощью этой энергии не получалось подогревать воду или плавить железо. И наоборот, тепловую энергию горящего дерева люди не умели направить на движение жернова. Человек располагал только одной машиной, способной к превращению энергии, – собственным телом. В естественном процессе метаболизма организмы людей и животных сжигают органическое топливо – пищу – и превращают высвобожденную энергию в мышечное движение. Люди и животные могли есть пшеницу и мясо, сжигать находящиеся в их составе углеводороды и жиры и использовать энергию, чтобы тащить повозку или пахать поле.

А поскольку тела людей и животных были единственными устройствами, способными превращать энергию, практически любая человеческая деятельность зависела от мускульной силы. Человеческие мускулы строили дома и сколачивали повозки, мышцы быка пахали поле, мышцы коня перевозили товары. Энергия, которой питались эти органические мускульные машины, происходила из одного-единственного источника – из растений. Растения же получают энергию от Солнца. В процессе фотосинтеза они накапливают солнечную энергию и «складируют» ее в органических соединениях. На протяжении почти всей истории все, что люди делали, они совершали за счет солнечной энергии, накопленной растениями и конвертированной в мускульную.

Соответственно, человеческая история подчинялась двум природным циклам: жизненному циклу растений и циклу солнечной энергии (день-ночь, зима-лето). Когда солнечного света недоставало и пшеница еще только зеленела, у людей было мало энергии. Амбары почти пусты, сборщики налогов уже выжали все, что могли, солдаты еле шевелятся, так что не до сражений, и цари соблюдают мир. Когда же солнце пригревало и созревала пшеница, крестьяне собирали урожай и наполняли амбары. Являлись за податью сборщики налогов. Солдаты принимались упражняться и точить мечи. Цари собирали советы и планировали походы. Все наполнялись энергией Солнца, полученной из пшеницы, риса или картофеля.

Секрет родом с кухни

Все эти долгие тысячелетия люди ежедневно видели ключ к величайшему открытию в области получения и превращения энергии – но не замечали его. А он был у них перед самым носом: каждый раз, когда хозяйка или слуга ставили на огонь чайник или горшок с картошкой, как только вода закипала, крышка чайника или горшка начинала прыгать. Тепло превращалось в движение. Но эти скачущие крышки казались лишь досадной помехой, особенно если забыть горшок на плите: вода выкипит. Быть может, неведомая миру служанка, оттирая плиту, восклицала: «Будь этот горшок побольше, он бы и карету с места сдвинул!» Но кто же слушает слова глупой служанки – да и у нее самой полно дел, некогда о локомотивах думать.

Первый опыт превращения тепловой энергии в движение – изобретение пороха в Китае в IX веке. Поначалу идея использовать порох для придачи ускорения снаряду никому и в голову не приходила, настолько это выглядело противоестественно. Столетиями порох использовался для забавы, в петардах. Но в конце концов – может, после того как некий специалист по петардам принялся дробить порох в ступе и при взрыве ему в лицо полетел пестик – появилось и огнестрельное оружие. От изобретения пороха до развития эффективной артиллерии прошло примерно 600 лет.

Но и тогда идея превратить тепло в движение казалась столь нелепой, что понадобилось еще 300 лет, чтобы люди придумали очередную машину, которая использовала тепло, чтобы приводить в движение механизмы. Новая технология зародилась на угольных шахтах Великобритании. По мере того как население острова росло, леса вырубали для «отопления» развивающейся экономики и освобождения места для домов и полей. Дров стало не хватать, вместо них научились использовать уголь. Многие угольные пласты находятся в заболоченных районах. Шахты заливало, и шахтеры не могли добраться до нижнего уровня. Эта проблема требовала решения, и около 1700 года оно было найдено: из британских шахт донесся неведомый прежде гул. Этот далекий гул стал предвестием промышленной революции: поначалу глухой, он становился с каждым десятилетием все громче, пока мир не погрузился в оглушительную какофонию, – гул паровых двигателей.