Ричард Роудс - Энергия. История человечества

Сейчас вы отправитесь в четырехсотлетнее путешествие в компании некоторых из самых интересных и творческих из когда-либо живших людей. Эти люди – ученые, изобретатели и инженеры, и их произведения не всегда связывают с их именами. Но именно они придали миру, в котором мы живем, его вид – будь то во благо или во вред. По большей части, я считаю, во благо – и мне кажется, что вы, совершив это путешествие вместе с ними, согласитесь со мной. По меньшей мере вы узнаете, что́ они сделали, почему и как. Для меня было неожиданностью – а иногда настоящим шоком – узнать, сколь многие из их историй оказались забыты. Ряд источников, которые я использую, чтобы рассказать о них, – это исторические и биографические материалы двухсотлетней, а то и большей давности. Это старые книги и документы, но истории, изложенные в них, звучат совершенно по-новому.

Кто же эти герои? Среди них по меньшей мере один писатель – Уильям Шекспир, но он выступает здесь не в роли драматурга, а в роли совладельца «Театра» – самого первого в Лондоне. Во времена нехватки древесины в окрестностях Лондона он и его партнеры разобрали (а землевладелец утверждал, что украли) свой театр по бревнышку и перевезли его на другой берег Темзы, чтобы построить в злачном Саутуарке, рядом с площадкой для травли медведей, другой, более вместительный театр – «Глобус».

Это француз Дени Папен, стремившийся спасти бедняков от голода: изобретенная им пароварка проложила дорогу к созданию паровой машины.

Это, разумеется, Джеймс Уатт, шотландец, давший нам саму паровую машину, но также и его предшественник, Томас Ньюкомен: его огромная, неуклюжая атмосферная паровая машина существовала до изящных усовершенствований Уатта.

Я видел машину Ньюкомена, воссозданную в Англии, – в один из тех немногих дней в году, когда хранители ее запускают. Это сооружение размером с дом, поглощающее огромное количество угля (а уголь сейчас недешев, и именно поэтому машину так редко включают). Я забросил в топку ковш угля и поговорил с вышедшим на пенсию инженером, который управлял машиной. Я спросил: «Какое оборудование требуется для ее обслуживания?» – и он, ухмыльнувшись, поднял огромную кувалду. Машина Ньюкомена, вся состоящая из труб и кривошипов, часто выходит из строя, и кувалдой ее загоняют обратно в строй.

Машины Ньюкомена устанавливали у устьев шахт, чтобы откачивать из них воду. Они оказались настолько непроизводительными, что их не получалось сделать передвижными. Более производительная машина Уатта могла быть компактнее – достаточно компактной, чтобы поставить ее на колеса и отвозить уголь по рельсам от шахты к реке, где его грузили на баржи и отправляли в Лондон. Потом кому-то пришла в голову идея, что так можно возить не только уголь, но и людей: так возникли пассажирские железные дороги, быстро охватившие всю Англию. Появились они и в Америке, но там на протяжении большей части XIX в. жгли дрова, что позволило провести железные дороги вдалеке от угольных шахт и в конце концов соединить противоположные точки континента.

В число героев XX в. вошел Арье Хаген-Смит, голландский специалист по ароматическим маслам, преподававший в Калифорнийском технологическом институте (Калтехе) в Пасадине. Однажды в 1948 г. к нему в лабораторию, забитую в этот момент спелыми ананасами – там шла работа по конденсации их тропического аромата из воздуха, – пришли озабоченные государственные чиновники. Они попросили его выполнить ту же работу с ужасным лос-анджелесским смогом. Хаген-Смит убрал ананасы, открыл окно и закачал в лабораторию тысячу кубических футов (ок. 28300 л) пропитанного смогом воздуха. Прогнав воздух через фильтр, охлаждавшийся жидким азотом, он соскреб с него несколько капель вонючего коричневого налета, провел химический анализ и объявил, что налет состоит из автомобильных выхлопов и атмосферных выбросов близлежащих нефтеперерабатывающих заводов. В отличие от старого, часто смертельно опасного, «дымного тумана» (само слово smog – соединение слов smoke и fog [1] Соответственно «дым» и «туман» ( англ .). – Здесь и далее, если не указано иное, постраничные примечания переводчика. ), отравлявшего крупные города, когда в них жгли уголь, это новое вещество образовывалось прямо в воздухе, наподобие бинарного ядовитого газа. Катализатором этой реакции, придававшей воздуху оттенок сепии, служил солнечный свет.

Нефтяным компаниям эта информация была ни к чему. Химики этих компаний высмеяли анализ Хаген-Смита. Они объявили всему миру, что не обнаружили никакой подобной реакции. Но это лишь раззадорило упрямого голландца. Вернувшись к лабораторным исследованиям, он продемонстрировал, что роскошное оборудование, используемое химиками нефтяных компаний, не позволяло выяснить, как формируется смог. Сам же Хаген-Смит измерял, как озон, содержащийся в смоге, разрушает резиновые ленты, нарезанные из старых автомобильных камер, и выделял компоненты, сочетание которых отравляло воздух, на своем оборудовании для анализа состава ананасов. Затем в дело вмешались власти, и начался процесс очистки воздуха Лос-Анджелеса.

В этой книге много таких историй. Однако она не сводится лишь к ним. Ее серьезная цель – исследование истории энергии и выявление тех дилемм, с которыми мы сталкиваемся сегодня в связи с проблемой глобальных изменений климата. Те, кто работает в области энергетики, считают, что мы воспринимаем энергию как некую данность. Они говорят, что она интересует нас только в приложении к насосу или розетке на стене. Возможно, когда-то так оно и было. Сейчас это точно не так. Изменения климата стали крупной политической проблемой. Большинство из нас осознает это – все в большей степени – и беспокоится о них. Они затрудняют работу коммерческих компаний. Они кажутся столь же мрачной апокалипсической угрозой существованию нашей цивилизации, какой был в годы холодной войны ужас ядерного уничтожения.

Однако многие чувствуют себя исключенными из обсуждения этой проблемы. Литература по изменениям климата по большей части ориентирована на специалистов; дебаты о них понятны лишь посвященным. Разговор сосредоточен на нынешнем положении дел и мало касается человеческого прошлого – многовекового опыта, доставшегося человечеству дорогой ценой. Однако сегодняшние проблемы – это наследие исторических преобразований. Дрова сменились углем, уголь потеснила нефть, а теперь и уголь, и нефть уступают место природному газу, атомной энергии и возобновляемым источникам. Движители (системы, непосредственно преобразующие энергию в движение) прошли путь от животной и гидравлической тяги к паровым машинам, затем к двигателям внутреннего сгорания, генераторам и электромоторам. Мы многому научились, решая связанные с этим задачи, освоили такие переходы и сумели обратить предоставляемые ими возможности себе во благо.