Помоги проекту - поделись книгой:
В течение нескольких лет, исключительно своими силами и средствами, Хилл изучал особенности английской почтовой системы и обнаружил, что члены парламента злоупотребляют правом льготного франкирования, то есть бесплатной пересылки почты, и используют его в сугубо личных целях. Встречались, например, такие незаурядные почтовые отправления: пара гончих псов, корова, несколько окороков, две служанки и пианино. Подобные нарушения стоили британской казне умопомрачительных сумм — около миллиона фунтов в год.
Неэффективность в работе почты приводила к большим затратам времени, а главное, денег, что мешало развитию бизнеса и промышленности. К примеру, стоимость отправки письма зависела не от его веса, а от количества листов бумаги. Люди исписывали весь лист — и оборот, и поля, все шло в дело. Тарифы на пересылку зависели от расстояния между отправителем и получателем. Почтальон, помимо собственно доставки корреспонденции, занимался и сбором платежей с отправителей по домам и учреждениям. В итоге на доставку шестидесяти семи писем уходило до полутора часов. Хилл подсчитал, что если освободить почтальона от сбора денег, то за те же полтора часа он сможет доставить пятьсот семьдесят писем, да к тому же избежит риска быть ограбленным.
Вследствие упомянутых проблем многие письма отправлялись в обход почты, неофициальным путем. Было установлено, что на первой пароходной линии из Англии в Нью-Йорк8 — 237 на пять писем, отправленных по почте официально, приходилась тысяча нелегальных, и плыли они на том же корабле. Хилл предложил радикально упростить систему и вместо сорока с лишним тарифов ввести один. Самым главным его предложением был предварительный порядок оплаты, что ускорило бы доставку, ведь почтальону оставалось только опустить письмо в ящик. Хиллу возражал маркиз Лондондерри — дескать, граждане откажутся портить солидные и дорогие двери и проделывать в них дырки.
Обнародование проектов Роуленда Хилла в 1837 году получило большой резонанс — созывались парламентские слушания, его идеи широко обсуждались по всей стране, появились петиции и статьи в лондонской «Таймс». В августе 1839 года законопроект о введении единого почтового тарифа одобрил парламент, и 10 августа 1840 года первые сто двенадцать тысяч писем с пенсовыми марками разошлись по адресатам. Именно в этот день Ричарда Кобдена осенило, каким образом донести идеи лиги широкой публике, и он произнес: «Хлебным законам конец!» Кобден не ошибся — за неделю в один только Манчестер было доставлено три с половиной тонны листовок, и идеи свободной торговли стремительно завоевывали умы. За два года количество почтовых отправлений выросло до двухсот миллионов, и фиксированные почтовые тарифы стали применять во всем мире.
С 1840 по 1855 год в Великобритании было напечатано семь миллиардов почтовых марок. Идея использовать именно прямоугольный кусочек бумаги с клейкой оборотной стороной в качестве подтверждения оплаты — лишь один из множества вариантов. Сам Хилл предлагал проштампованные листы бумаги. В ходе открытого конкурса на лучшее техническое решение было заявлено две с половиной тысячи проектов — начиная с тисненых листов с изображением Британских островов и заканчивая знаменитым «черным пенни» — первой в истории маркой с портретом королевы Виктории.
Конкурсный контракт на печать марок выиграл Джейкоб Перкинс, американец из города Ньюберипорт, что в Массачусетсе. С 1819 года Перкинс жил в Англии и пытался получить подряд на печать английских банкнот при помощи нового изобретенного им способа печати. В то время в Англии процветали фальшивомонетчики9 — 222, а технология Перкинса позволяла создать настолько сложный рисунок денежных знаков, что его практически невозможно было воспроизвести. Однако, несмотря на поддержку многих провинциальных банков, изобретателю так и не удалось убедить Банк Англии использовать его технологию. Поэтому в 1839 году, когда Хилл искал подрядчика для производства марок, Перкинс оказался тут как тут.
Новый способ печати назывался сидерография. Рисунок гравировали на закаленном стальном листе и многократным прокатыванием переносили на вал из мягкой стали. Затем этот вал подвергался закалке и использовался для штамповки медных пластин, с которых в свою очередь и производилась печать бумажных листов. Эта технология применялась для производства «черных пенни», а впоследствии, когда Банк Англии наконец передумал и изменил свое мнение относительно изобретения Перкинса, и для печати банкнот. В результате английские купюры приобрели тот затейливый рисунок, который дошел и до наших дней. К сожалению, это не принесло изобретателю богатства, и он занялся созданием паровых двигателей для кораблей, обслуживавших дальние колониальные маршруты.
Примечательно, что изобретенная Перкинсом технология печати отчасти обязана своим появлением именно колониям. В середине XVII века, когда английские купцы привезли на Молуккские острова шерстяное сукно в надежде обменять его на пряности, они обнаружили, что островитяне предпочитают набивные хлопчатобумажные ткани из Индии. Так образовался торговый треугольник: в индийские колонии ввозили сукно и обменивали там на набивной ситец, который затем отправляли на Молуккские острова, получая за него пряности для метрополии. Какая-то часть ситца попадала и в Англию, постепенно он вошел в моду и вскоре индийские мастера стали получать заказы из Лондона.
Через некоторое время увлечение англичан ситцевыми тканями стало настолько повальным, что пробило брешь в доходах фабрикантов шерсти. В попытке защитить свое производство промышленники надавили на правительство, и оно запретило импорт набивных тканей из-за границы. Последовавший за этим период дефицита, естественно, лишь подстегнул ажиотаж, и спрос взлетел до невиданных высот. К середине XVIII века самым верным признаком хорошего вкуса в богатых домах (а потом и в не очень богатых) считались гармонирующие между собой цветные узорчатые шторы и обивка из индийского ситца. Фрэнсис Никсон из ирландского городка Драмкондра в окрестностях Дублина нашел способ массового производства запрещенных к импорту индийских тканей на родине.
Слово «ситец», так же как и английское chintz, восходит к хинди и означает «ярко окрашенный». Сложность и дороговизна печати по ситцу являлась следствием вычурности орнамента: цветы и птички, облака и пейзажи наносились на ткань по очереди, слой за слоем, при помощи деревянных форм с разной краской. В 1760 году Никсон предложил использовать для печати по ситцу медные, а не деревянные формы и заложил основу технологии, которую впоследствии использовал Перкинс для печати почтовых марок.
Сложные орнаменты на ситце удавалось печатать благодаря появлению другого изобретения — загустителя краски. Он придавал краске такую консистенцию, что она хорошо держалась на валах станка и не расплывалась по волокнам ткани. Этим загустителем была камедь из африканских деревьев. Чаще всего использовали сенегальскую камедь, которая к концу XVII века доставлялась в Европу в громадных количествах. Причиной тому было катастрофическое положение экономики Франции и те действия, которые предпринял человек, поднявший ее из руин.
Звали его Жан Батист Кольбер, он был сыном торговца тканями из Реймса, хотя сам называл себя потомком шотландских королей. Его описывали как человека не особо яркой наружности, «просто одетого, с мрачным лицом, глубоко посаженными глазами, густыми черными бровями и чудовищными манерами». Ко всему прочему он сильно злоупотреблял спиртным. В 1648 году Кольбер существенно упрочил свое финансовое положение браком с богатой наследницей, для отца которой он весьма кстати выхлопотал освобождение от налогов. После стремительного взлета при дворе кардинала Мазарини в возрасте сорока двух лет он уже возглавлял королевский совет и фактически управлял страной.
Кольбер решил исправить пошатнувшееся положение Франции. Задача осложнялась тем, что королем был Людовик XIV10 — 264, 274, Король-Солнце, построивший Лувр и Версаль и доведший страну до грани банкротства. В конечном итоге, несмотря на все препоны, поставленную задачу Кольбер решил, но сделано это было ценой собственной репутации. Когда он умер, неизвестный стихотворец (возможно, имевший проблемы с налогами) сложил о нем такие строки:
Начал наш герой с доселе не виданного обновления французской экономики. Чтобы подхлестнуть развитие внешней торговли, были предложены освобождение от налогов и монопольные права всем новым экспортным и импортным компаниям. Торговый флот имелся к тому времени у Голландии, Португалии, Испании и Англии, и внешняя торговля приносила этим странам хорошие прибыли. Кольбер решил, что настало время и Франции присоединиться к этому «клубу»11 — 157, 243. Когда была основана Новая сенегальская компания, он даровал ей монополию на работорговлю. В то время считалось, что река Сенегал впадает в Нил и является удобным торговым путем в Египет, в глубине континента находятся горы золота, а в Сенегале можно выращивать сахарный тростник, хлопок, тутовые деревья и индиго. На деле, конечно, вышло иначе, но помимо всего прочего французские купцы обнаружили там камедь, которую и привезли в Европу на радость Фрэнсису Никсону и другим.
Тем временем сама Франция оживилась под влиянием реформ Кольбера. Самым большим препятствием на пути к статусу великой морской державы было плачевное состояние французского военного флота. Он фактически трещал по швам. К моменту начала реформ арсеналы пустовали, а на плаву держались всего три военных корабля из двадцати двух, причем все устаревшие. Немногие сохранившие профессию моряки работали по найму за границей, а на французских судах оставались лишь галерные рабы. По инициативе Кольбера были созданы военно-морские центры, верфи получили заказы на постройку ста военных судов, были переоборудованы гавани, пополнены арсеналы, начат регулярный набор матросов, открылись школы гидрографии. Спустя десять лет после прихода Кольбера к власти бюджет военно-морского флота вырос в сорок пять раз.
Политика в области внутренней торговли велась не менее радикально. Кольбер искоренил коррупцию в фискальной сфере и упростил шкалу налогов. Он унифицировал дорожные сборы и ввел высокие импортные пошлины для защиты французской промышленности, принял программу строительства дорог и создал сеть фортификационных сооружений по всей стране. Была стандартизирована система мер и весов. В результате реформ государственный долг сократился на четверть, возникли стимулы для развития промышленности, появились торговые гильдии. Кольбер учредил государственные монополии (например, табачную мануфактуру и ткацкую фабрику братьев Гобелен12 — 123). Строгие правила и ограничения в экономической сфере способствовали формированию цивилизованных отношений в торговле и промышленности. Когда работа была завершена, Франция уже стояла на пути экономического выздоровления.
Видом же самого главного памятника реформам Кольбера можно насладиться и сегодня. Это Южный канал, который протянулся на двести сорок километров от Тулузы на впадающей в Атлантику реке Гаронне до средиземноморского города Сет в окрестностях Марселя. Постройка канала была частью грандиозного проекта по усовершенствованию транспортной системы Франции, в программу которого входило и углубление рек. В эпоху плохих дорог реки являлись единственным надежным способом транспортировки грузов. Идею строительства Южного канала высказал Пьер Поль Рике. Он предположил, что суда, следующие из Атлантического океана в Средиземное море, предпочтут путь напрямик вместо длительного и опасного путешествия вокруг побережья Испании. В таком случае доходы от транзита, которые до сих пор доставались испанскому королю, пойдут в казну Франции.
Грандиозное и беспрецедентное для того времени строительство началось в 1666 году, а впоследствии канал стал эталоном для всех аналогичных проектов в Европе. Для возвышенных участков, куда невозможно было направить воду из рек (один из них расположен на высоте около двухсот метров над уровнем моря), было создано первое в истории искусственное водохранилище. Впервые в Европе здесь появился судоходный тоннель протяженностью свыше ста пятидесяти метров. Три огромных акведука проводили суда над мелкими реками и ущельями. Был построен сто один шлюз, в том числе и восьмиярусный ступенчатый каскад поблизости от города Безье. Южный канал был открыт в мае 1681 года и стал чудом Европы. Строительство заняло восемь месяцев, в нем было занято двенадцать тысяч человек.
Одним из инженеров, работавших на строительстве канала, был Себастьен Ле Претр де Вобан — еще один человек, который оставил заметный след в истории Франции. Уже известный к тому времени военный деятель, Вобан прославился реализацией оборонной программы Кольбера, а именно строительством фортификационных сооружений по всей стране. Помимо строительства и военного дела, Вобан приложил руку к производству пороха, архитектуре, горному ремеслу, проектированию дорог и мостов, гидрографии и геодезии. Ему принадлежит авторство сочинений на самые разные темы, в том числе по лесному хозяйству, разведению свиней, налогообложению, колониальной политике, религиозной терпимости, каперству и пчеловодству, в которых время от времени прослеживалось его мрачноватое чувство юмора. В 1705 году, после выхода в отставку, он написал трактат «Размышления человека на досуге», в котором подсчитал, что стотысячное население Канады к 2000 году вырастет до пятидесяти миллионов человек. Еще о Канаде он напишет: «Пусть не говорят, что это бедная страна и там нечего делать… Там есть всё!»
Был ли предел дарованиям этого человека? Де Вобан спроектировал и построил один из трех акведуков Южного канала, а по окончании строительства проинспектировал весь объект по заданию короля. Именно он изобрел применяемое по сей день крепление армейского штыка и разработал новую тактику осады крепостей. Метод заключался в следующем: параллельно стене осаждаемого вражеского замка выкапывалась траншея, в нее устанавливались мортиры для огневого прикрытия, затем делалась более широкая перпендикулярная траншея, в нее тоже устанавливали орудия и так далее, вплоть до стены крепости. Последнюю параллельную траншею прокладывали возле стены так, чтобы на решающем броске штурма пехоту от огня обороняющихся закрывала сама стена.
Самым блистательным примером использования «параллельного» метода стала осада города за тысячи километров от Франции пять веков спустя. Взятие американскими и французскими войсками Йорктауна 19 октября 1781 года13 — 230 стало завершающим сражением Войны за независимость США. Две недели атакующие рыли траншеи, для этого было задействовано пятнадцать тысяч человек, огнем их прикрывали три тысячи мушкетеров. Сто артиллерийских орудий, установленные в окопах, фактически не оставили от города камня на камне. Поверженные англичане покидали город под музыку баллады «Мир перевернулся».
Однако мир сильно изменился не только для англичан. Пожалуй больше самих британцев от поражения в этой войне пострадала стотысячная «армия» их сторонников-американцев, так называемых лоялистов. В их число входили проанглийски настроенные колонисты, например губернатор штата Массачусетс Томас Хатчинсон, черные рабы, которых хозяева настроили против новой власти, представители национальных меньшинств, притесняемые пуританами, сторонники англиканской церкви (их, в свою очередь, притесняли конгрегационалисты), а также уроженцы южных штатов. В общей сложности лоялистски настроенные граждане составляли около двадцати процентов населения страны. Именно переоценка англичанами реального числа своих сторонников и послужила причиной стольких поражений в этой войне.
После победы восставших лоялисты подверглись преследованиям как изменники. Такого человека могли обмазать дегтем и вывалять в перьях, экспроприировать собственность или даже казнить. Один из судей в штате Вирджиния был так скор на расправу, что его фамилия — Линч — стала именем нарицательным. Спасаясь от гонений, больше ста тысяч человек бежали в Англию и Канаду. Примерно тридцать тысяч осели в канадской провинции Новая Шотландия. Там они присоединились к шотландским горцам, выселенным из родных мест в результате политики огораживания (земли Шотландии освобождались под пастбища для овец простым и эффективным способом — депортацией и резней).
В Канаде переселенцев ждала нелегкая жизнь, особенно это касалось негров. Безработица была высока, и многие, опасаясь отправки назад в Штаты и продажи там в рабство, отправлялись в Африку, в Сьерра-Леоне. Условия были настолько тяжелыми, что английское название местности Nova Scotia переиначили как Nova Scarcity[1]. То и дело вспыхивали эпидемии и голод, а воровство каралось очень сурово. Белых ждали штрафы, а негров — телесные наказания. Зафиксирован случай, когда за украденную пару ботинок женщине присудили семьдесят восемь ударов плетьми и месяц исправительных работ. Попавшемуся на краже два раза полагалось двести плетей. Был случай, когда одного вора повесили за кражу вороха старого тряпья, а другого — мешка картошки.
В эту «гостеприимную» северную страну однажды прибыл лоялист по имени Абрахам Кундерс, в прошлом владелец небольшой торговой флотилии из Филадельфии, потерявший все после Войны за независимость. Несмотря на сомнительную репутацию Новой Шотландии, лоялисты и иммигранты из-за океана продолжали прибывать в больших количествах, и они нуждались в средствах передвижения. Кундерс нашел двух партнеров и занялся судостроением, а позднее начал покупать пароходы, которые использовал сначала для перевозки пассажиров-лоялистов вдоль американского побережья, а затем — для доставки иммигрантов из Шотландии. Однако к 1840 году поток переселенцев пошел на убыль.
Когда Кундерсу стало известно о почтовой реформе в Великобритании14 — 189, он понял, что вопрос регулярного пароходного сообщения по Атлантике вскоре станет весьма актуальным. Через несколько недель он явился в Лондон с пакетом предложений, и вскоре контракт был у него в кармане. Первым почтовым маршрутом Кундерса стал Лондон — Галифакс — Нью-Йорк (этот Кундерс был далеко не дурак!). Новое предприятие получило название Британская и североамериканская почтовая пароходная компания. К середине XIX века семейство Кундерсов уже владело флотилией из тридцати судов, а с началом эпохи трансатлантических пассажирских лайнеров15 — 237, 299 компания еще сильнее упрочила свои позиции. В начале XX века ее пароходы «Лузитания» и «Мавритания» господствовали на океанских маршрутах, завоевывали призы за скорость и поднимали планку роскоши и комфорта морских путешествий на новую высоту.
В 1969 году состоялось первое плавание «Королевы Елизаветы II», крупнейшего лайнера пароходства. Фамилия Кундерс, благодаря ошибке какого-то канадского или американского клерка, благополучно трансформировалась в Кунард и стала частью нового названия компании — «Кунард-лайн». На борту «Королевы Елизаветы II», как и на всяком круизном лайнере, был парикмахерский салон, где пассажирки могли сделать «перманентную» химическую завивку.
Двигатели корабля работали по принципу, который впервые пришел в голову одному шотландцу, пытавшемуся осушать шахты…
2
Революции
Исторический миф — живучая штука. Несмотря на все опровержения, несмотря на факты, мифы продолжают существовать. Например, вот такой: Джеймс Уатт сидит с мамой на кухне, смотрит на кипящий на плите чайник и мечтает о паровой машине, промышленной революции и новой эпохе в истории человечества.
На самом же деле революционная идея пришла в голову Уатту в мастерской университета Глазго, а случилось это по весьма прозаической причине — в университете сломалась паровая машина. Она на тот момент уже существовала и использовалась для опытов на факультете естественных наук. Уатт лишь внес в конструкцию одно незначительное дополнение, благодаря которому и снискал славу изобретателя нового двигателя, полностью затмив имя первого разработчика паровой машины — Томаса Ньюкомена, торговца из Дартмута.
Причиной популярности изобретения Уатта был экономический бум в Великобритании и неуклонно возрастающие потребности в минеральном сырье. Шахтеры копали все глубже и глубже, а их ноги становились все мокрее и мокрее, поскольку шахты заливало грунтовыми водами. Машина, разработанная Ньюкоменом (на самом деле это был паровой насос), плохо справлялась с откачиванием воды, пока Уатт не усовершенствовал ее механизм. Новый насос стал пользоваться большим спросом, и блестящее будущее производителя паровых машин для осушения шахт Уатту было обеспечено, что его вполне и устраивало. Ни он, ни кто-либо другой не задумывались о других сферах применения паровой машины. Об использовании ее для механизации фабрик речи пока не шло, так как планетарно-солнечная передача для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное была изобретена только шестнадцать лет спустя. Придумал ее Уильям Мердок16 — 59, 103, работник Уатта (который получил место после того, как пришел наниматься в сделанной собственными руками деревянной шляпе).
Передача была устроена достаточно просто. На рычаге, подвижно соединенном с поршнем паровой машины, крепилась неподвижная шестерня. Она сцеплялась с другой шестерней, закрепленной на свободно вращающемся вале. При возвратно-поступательном движении поршня шестерня рычага оборачивалась вокруг шестерни вала, подобно планете вокруг Солнца, и таким образом вращала вал.
Теперь паровые двигатели с ременными передачами вращали оборудование мельниц, бумагопрядильных фабрик, камнедробилок, прокатных станов, гончарных мастерских, лесопилок, литейных цехов (энергия пара приводила в действие мехи в доменных печах), пивоварен, маслобоек. Что же касается промышленной революции, то на фабрике паровых машин Уатта в Бирмингеме17 — 136, 221 к 1795 году были внедрены все основные технологические приемы прогрессивного индустриального производства18 — 78. Все было сделано для максимально быстрого выпуска стандартизированной продукции. Производственный процесс делился на этапы, которые выполнялись рабочими определенной квалификации, и, поскольку Уатт знал, сколько времени требуется на изготовление той или иной детали, действовала сдельная оплата труда.
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.
Это мелкое препятствие, однако, не смогло сдержать невероятный рост железнодорожного строительства в США26 — 56, 180. К 1838 году железные дороги были проложены во всех восточных штатах кроме Вермонта, а в 1850-м было налажено сообщение со штатами Кентукки и Огайо. По окончании Гражданской войны (в которой железные дороги сыграли ключевую роль)27 — 297 протяженность железных дорог составляла тридцать пять тысяч миль, а в 1890 году — уже сто шестьдесят четыре тысячи миль28 — 57. Строительство приобрело беспрецедентный размах. Начиная с 1869 года, когда трансконтинентальная магистраль была проложена полностью, большинство железнодорожных компаний добавили к своим названиям слово «западная».
Несмотря на то что железные дороги способствовали развитию страны и созданию новых городов — центров концентрации населения, — наибольшее влияние они оказали на грузовую отрасль. Эхо паровозных гудков оглашало просторы Америки, и километровой длины составы громыхали в ночи, снабжая промышленные города восточного побережья неистощимыми богатствами американского континента. Чтобы обеспечить безостановочную перевозку грузов через всю страну, железнодорожные компании заключали между собой союзы; всего было создано более сорока сквозных маршрутов. Это способствовало снижению тарифов и росту объемов грузоперевозок: с десяти миллиардов тонно-миль в 1865 году до семидесяти двух миллиардов в 1890 году. К 1876 году более восьмидесяти процентов всего зерна перевозилось по железной дороге, были созданы специальные вагоны для транспортировки скота, в середине 1870-х вагоны-рефрижераторы уже везли из Иллинойса свежую клубнику, а жители Нью-Йорка впервые за несколько десятилетий смогли снова попробовать свежее молоко.
Кроме всего прочего, железные дороги (особенно в Европе) невероятно способствовали мобильности. Люди находили себе спутников жизни в других городах, обновляя генофонд. Рост добычи угля (на выплавку чугуна для локомотивов и на растопку этих же самых локомотивов) привел к появлению большого количества сырья для производства угольного или светильного газа. Этот газ был побочным продуктом процесса коксования угля29 — 60, 103. Начало коммерческому применению этой технологии положил все тот же ассистент Уатта Уильям Мердок, придумавший планетарно-солнечную передачу и заставивший паровую машину крутить колесо. Газовое освещение позволило людям проводить больше времени за чтением, стимулировало развитие вечернего обучения и способствовало появлению большого числа образованных работающих женщин.
Экономики Запада, таким образом, имели в своем распоряжении сытых грамотных рабочих и клерков, источники сырья для заводов и фабрик, производивших товары, и торговцев, продавших эти товары, пользуясь железной дорогой. Для Соединенных Штатов единственным препятствием на пути к роли мировой сверхдержавы явилось отсутствие действенного способа связать эти ресурсы единой коммуникационной системой. Главную роль в решении этой проблемы опосредованно и совершенно непредсказуемым способом сыграли железные дороги. Зачастую для проезда составов, следующих в противоположных направлениях, использовалась всего одна колея (что послужило причиной ряда весьма эффектных лобовых столкновений). В 1851 году для организации движения был применен телеграф30 — 114, 235, 275 — поезд получал команду проезжать или ожидать своей очереди. Переход от передачи азбуки Морзе до передачи речи по телефону был уже вопросом времени. И важнейший шаг в развитии телефонной связи сделал Томас Эдисон31 — 41, 55, 104, который на заре своей карьеры работал именно железнодорожным телеграфистом.
Когда телефон вошел в повседневную жизнь, его главным недостатком была плохая слышимость — даже если говорящий на другом конце провода кричал в микрофон. Эдисон использовал для улучшения качества звука угольный порошок или дисперсную газовую сажу, тот самый материал, при помощи которого Сайрес Далкин делал копировальную бумагу. Сажа сама по себе не была открытием. Из всех известных материалов сажа обладала самыми мелкими частицами, и еще в Древнем Египте (а также в Индии и Китае) ее использовали в качестве черного пигмента для чернил и прообраза современной туши для ресниц. В древности ее получали из нагара масляных ламп и светильников, а в XIX веке основным источником дымного нагара выступало пламя светильного газа и каменноугольных смол, в том числе креозота32 — 65, 140.
Принцип работы телефона основывался на вибрации металлической мембраны в микрофоне говорящего, которая вызывает изменение напряжения и силы тока в электромагните. На противоположном конце провода оно вызывало изменение магнитного поля, создаваемого другим электромагнитом, что в свою очередь приводило к колебаниям мембраны динамика, которая и воспроизводила звук33 — 51. Эдисон и его инвесторы из компании «Вестерн юнион» занимались вопросом улучшения слышимости телефона, и в 1877 году кто-то предположил, что сажа может быть чувствительна к электрическому заряду, а под давлением ее сопротивление изменяется. Эдисон приступил к опытам, прежде всего отделив передающую часть телефона Белла34 — 54 от приемника (раньше они помещались в одном корпусе, что вызывало помехи) и поместив спрессованный угольный порошок между мембраной и электромагнитом. Демонстрация в совете директоров «Вестерн юнион» произвела фурор. С тех пор капсюли с угольным порошком использовались на протяжении еще пятидесяти лет.
Благодаря появлению телефона в 80-е годы XIX века изменился облик городов — возникли пригороды (в современном смысле этого слова, то есть районы, жители которых работают в городе). Для выездов на природу издавна использовались конки, но, чтобы обосноваться за городом, жителям, а особенно бизнесменам, нужны были средства связи с городом — конторой или фабрикой. С появлением телефона такая возможность появилась. Кроме того, индустриализация вызвала стремительный рост цен на землю, и жить в большом доме в центре города стало накладно. Так или иначе, новый богатеющий средний класс предпочитал селиться подальше от рабочих, которые ютились в арендованных комнатушках рядом с фабриками.
Рост стоимости земли привел также к появлению небоскребов, и теперь архитектор или начальник стройки мог пообщаться с прорабом на верхнем этаже здания не при помощи посыльного или сигналов свистка, а по телефону. Вскоре из-за выросших цен на недвижимость мелкие розничные магазины стали перебираться в пригороды, их владельцы просто заказывали товар по телефону у городских оптовиков35 — 115.
К концу XIX века бурное заселение пригородов породило спрос на индивидуальные средства передвижения. Ответом стал автомобиль «Модель Т» Генри Форда36 — 166. В шинах автомобилей использовалась более прочная резина, изготовленная с добавлением сажи. Исследования, проведенные в 1904 году, показали, что сажа значительно увеличивает прочность резины37 — 67, 144, так как снижает интенсивность ее окисления.
И тут произошел один из тех крутых поворотов, которыми знаменита история: вместе сошлись и фосфаты, благодаря которым удалось накормить горожан, и электрический телефон, изменивший повседневную жизнь. Ответственность за эти события лежит на ученом, который не мог найти работу.
Уже некоторое время было известно, что, если пропустить электрический заряд через кусок металла в вакуумной трубке, возникает поток загадочных частиц38 — 52, 239, который получил название катодный луч (по названию электрода). Эти лучи можно было сфокусировать в пучок толщиной с карандаш, а затем при помощи магнитного поля направлять его в нужную сторону. Также демонстрировалось, что, если подставить под луч стекло, покрытое фосфором, оно будет светиться в месте падения луча.
Ученых заинтересовал этот феномен: они надеялись побольше узнать о поведении электричества в условиях, близких к вакууму. Однако никто всерьез не думал о каком-либо практическом применении катодных лучей. Конец XIX века ознаменовался открытием «волшебных икс-лучей»[2] 39 — 116, 226 и все увлеклись поисками другого излучения, которое могло бы производить в вакууме столь же удивительные эффекты.
И тут наступает тот самый драматический поворот. Немецкий физик Фердинанд Браун с горечью осознал, что тема его работы (излучение в вакуумных трубках), мягко говоря, переоценена. Все, что можно было сделать с трубками, токами, катодами и экранами, уже сделано. В 1896 году Браун решает изучить единственное неисследованное явление — сами катодные лучи. Несколькими годами ранее Генрих Герц доказал, что в электрическом токе переменно чередуются положительные и отрицательные циклы и характеристики тока можно описать частотой этих циклов в секунду. Тем не менее электрические циклы никто не наблюдал воочию. Браун предположил, что увидеть их можно при помощи катодных лучей. В перспективе это позволило бы отслеживать и контролировать стабильную частоту генерируемого тока. До сих пор возможностей для такого мониторинга не существовало.
Браун изготовил вакуумную трубку, раструб которой заканчивался фосфоресцентным экраном. Вокруг раструба он расположил электромагниты, чтобы с помощью их поля регулировать направление потока частиц. Магниты реагировали на чередование положительных и отрицательных циклов тока и соответствующим образом направляли луч. Таким образом, по мере движения луча вверх и вниз в ответ на изменения направления тока световое пятно описывало на экране синусоиду. Прибор Брауна, известный нам сегодня как осциллограф, позволял определять частоту любого переменного тока. Этот высокоточный инструмент стал прообразом телевизионной электронно-лучевой трубки40 — 50, 280, изображение в которой формируется вертикальной последовательностью пучков частиц, развернутым по горизонтали в форме строк на экране.
Открытая Брауном возможность измерения частоты тока стала сюжетом нового эпизода нашей истории, в котором на сцене вновь появляются сажа и Эдвард Ачесон, двадцатидвухлетний сотрудник Томаса Эдисона41 — 31, 55, 104. Проработав некоторое время в Европе, в 1880 году он вернулся в Штаты и занялся установкой осветительного электрооборудования. Рынок был уже достаточно развит, и шансов проявить себя оставалось мало, поэтому Ачесон выбрал специфическую нишу — изготовление промышленных абразивов для производства генераторов.
Сперва Ачесон задумал изготовить искусственный алмаз для абразивной обработки. Он смешал глину с коксовым порошком и сплавил их вместе в электрической печи при крайне высокой температуре. В результате получился карбид кремния или карборунд, как он его назвал, своей твердостью уступавший только алмазу. Абразивные характеристики нового материала оказались настолько хороши, что Ачесон получил контракт с компанией Вестингауза, которая поставляла осветительное оборудование на Всемирную выставку 1893 года в Чикаго42 — 73, 109.
Когда однажды Ачесон случайно превысил обычную температуру и нагрел состав до четырех тысяч градусов Цельсия, он обнаружил, что из карборунда испарился кремний, а остался практически чистый графит. Графит представляет собой редкую форму углерода, этот материал крайне устойчив к износу и нагреву. В то время природный графит импортировали с Цейлона. Ачесон быстро нашел патентоспособные пути использования графита для производства электродов, динамо-машин и электрических батарей. Спустя несколько десятилетий инженеры Третьего рейха нашли графиту еще одно, гораздо более страшное применение.
В октябре 1942 года нацистская Германия осуществила первый пуск ракеты Фау-2 с полигона Пенемюнде на Балтике. Полное название ракеты в переводе с немецкого означало «Оружие возмездия — 2»43 — 119. Она была четырнадцать метров в длину и полтора — в диаметре. Тяга составляла двадцать восемь тонн на взлете, горение топлива продолжалось чуть больше минуты, а скорость на момент прекращения горения составляла шесть тысяч километров в час на высоте около ста километров. В период с 1944 года до конца войны по Англии было выпущено более тысячи таких ракет. Первоначально Фау-2 обладала радиусом действия всего триста километров, но Гитлер мечтал о разработке новой модификации, способной долететь до Нью-Йорка. Поскольку продолжительность горения топлива для такого полета была бы намного больше, для решения этой задачи требовался графит. Графит был единственным материалом, пригодным для изготовления газовых рулей в сопле ракеты, только он мог выдержать такой длительный нагрев и не деформироваться.
Открывает эту главу рассказ об индустриальной революции, начало которой положил Уатт. Получение графита стало ключом к началу еще одной революции. Эксперименты Брауна с вакуумными трубками в 1895 году были вызваны всеобщим ажиотажем вокруг рентгеновского излучения, ученые силились понять, что же собой представляют эти «икс-лучи». Сам Вильгельм Рентген, первооткрыватель этого феномена, полагал, что это световые волны очень высокой частоты. К сожалению, доказать это можно было единственным способом — проверить, вызывает ли рентгеновский луч, подобно лучу обычного света, интерференционную картину. Интерференция световых волн возникает в том случае, когда свет отражается от множества поверхностей сразу. Волны отраженного света в процессе дифракции сталкиваются и либо усиливают друг друга, либо гасятся, образуя характерный муаровый узор. Проблема заключалась в том, что для постановки эксперимента с рентгеновским излучением, которое обладает крайне малой длиной волны, в качестве отражающих поверхностей нужно было найти очень мелкие однородные объекты.
Несколькими годами ранее французский геолог Рене Гаюи отметил, что кристаллы горных пород при раскалывании образуют фрагменты правильной формы, которая остается неизменной и при дальнейшем измельчении. Ученый предположил, что такое возможно при наличии у кристаллов упорядоченной структуры атомов, иначе говоря, кристаллической решетки. В 1912 году физик из Германии Макс фон Лауэ пришел к мысли, что если кристаллы действительно имеют в своей основе такие регулярные атомные структуры, то они могут выступать как бесконечно малые равномерно упорядоченные мишени для отражения рентгеновских лучей и с их помощью можно получить интерференционный узор. Гипотеза Лауэ подразумевала, что под действием рентгеновских лучей, падающих на кристалл, электроны станут испускать «вторичные» лучи, которые, в свою очередь, будут интерферировать друг с другом (если полагаться на предположение Рентгена о световой природе этих лучей). Лучшим кристаллом для такого эксперимента оказался графит, поскольку его электроны не так прочно связаны с атомом и могли хорошо отреагировать на попадание рентгеновских лучей.
Первый же эксперимент подтвердил правоту Лауэ. Рассеянные вторичные лучи развернулись вокруг центрального рентгеновского луча и экспонировали фотобумагу44 — 191. Постепенно вокруг оси основного луча сформировались вызванные дифракцией интерференционные узоры. Таким образом «икс-лучи» действительно оказались разновидностью световых волн. Однако самой захватывающей находкой было то, что узоры варьировались в зависимости от атомной структуры кристаллов. Впервые в истории появилась возможность недеструктивного исследования твердого вещества. Так был изобретен метод рентгеновской кристаллографии.
Именно с его помощью в 1952 году Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон смогли доказать трехмерную структуру молекулы протеина. Исследователи увидели, что она имеет форму двойной спирали, как и было ранее предсказано на основании расчетов. Полученная ими дифракционная модель подтвердила существование молекулы ДНК.
Открытие молекулы ДНК подтолкнуло науку к новой, биологической, революции: генной терапии для лечения и предотвращения заболеваний, комбинированию генов для получения гибридных организмов, например помидоров с более насыщенным вкусом или морозоустойчивой клубники, или, возможно, даже «конструирования» новых видов животных. Уже сейчас идет работа по расшифровке генома человека[3], своего рода библиотеки ДНК, заложенной в любом человеке, от которой зависит, кто мы и какие мы: больные или здоровые, белые или черные, а, возможно, глупые или умные. Мир оказался не готов к далекоидущим социальным последствиям промышленной революции, вызванной первым детищем Уатта — паровой машиной. Готов ли он сейчас к биологической эволюции, начало которой было положено другим его изобретением — копировальной бумагой?
Ученые смогли увидеть дифракционную модель ДНК только потому, что отраженные от атомов рентгеновские лучи были зафиксированы на фотографии…
3
Фотофиниш
В великой паутине перемен многое взаимосвязано: одни ее элементы возникают благодаря тому, что существуют другие. На современных автогонках, например таких, как Серия Ле-Ман, момент финиша и поднятия клетчатого флажка фиксируется для истории фотографами и телевизионщиками. В данном случае принцип действия паутины проявляется в том, что машина, результат которой зафиксирован фотографами, именно фотоснимку обязана своей победой.
Технология получения снимков, которая включала зарядку в камеру пленки, фотографирование и сдачу пленки в мастерскую для проявки, впервые пришла на ум Джорджу Истману, американцу из города Рочестер в штате Нью-Йорк. В один из дней 1870 года начальство банка, в котором он, бросив школу, работал с четырнадцати лет, отказало ему в долгожданном повышении. Он уволился и на личные сбережения открыл свое дело — мастерскую под названием «Производство и продажа фотографических принадлежностей». В те времена фотодело было занятием хлопотным, сложным и затратным — фотографу приходилось возиться с негативами на стеклянных пластинах, ведрами химикатов и неуклюжими деревянными камерами. Когда же Истман закончил свои эксперименты и начал работу, девизом его фирмы стало: «Вы только нажимаете кнопку, остальное делаем мы».
В 1884 году, на начальных стадиях работы, «пленка» Истмана представляла собой рулончик бумаги с нанесенной на нее эмульсией бромистого серебра. Это не являлось открытием — еще в 1875 году данный метод применил изобретатель Леон Варнеке. Кассету экспонировали и проявляли, затем бумажную ленту накладывали на стекло лицевой стороной вниз, чтобы перенести на него изображение, а в конце убирали бумагу. Такой способ тоже был не нов, не принес он удачи и в этот раз — эмульсия пузырилась, бумага рвалась, а снимки получались нечеткими. Однако направление мысли было правильным.
Вскоре ответ нашелся. (Впрочем, есть мнение, что его нашел не Истман, а Ганнибал Гудвин, скромный епископальный священник из Нью-Арка; с его семьей адвокаты Истмана в конце концов утрясли этот вопрос за пять миллионов долларов.) Изобретение Гудвина-Истмана представляло собой полоску прозрачного гибкого негорючего материала. Благодаря своей инертности он идеально подходил для работы с фотохимикатами45 — 108. В 1895 году фирма Истмана начала выпуск кассет с такой пленкой для первого миниатюрного фотоаппарата, который можно было просто держать в руках, получившего название «Кодак». Эти камеры вывели фотографию на новый уровень — уровень простого любителя — и своей популярностью превратили маленькую фирму из двух человек в огромную компанию с фабриками по всему миру и штатом в тридцать тысяч сотрудников.
Чудесный материал, из которого Гудвин и Истман придумали делать пленку и который перевернул фотодело, появился благодаря шумихе, начавшейся в 1867 году со статьи в «Нью-Йорк таймс» об истреблении африканских слонов. Охотники-европейцы в Африке отстреливали слонов с устрашающей скоростью. Например, некий майор Роджерс прославился тем, что за всю свою охотничью карьеру убил больше двух тысяч животных. Такая бойня была вызвана возросшей популярностью слоновой кости в Европе и Америке — за тридцать лет ее потребление утроилось. К 1864 году в Англию ввозилось около миллиона фунтов слоновой кости в год, а если учесть, что бивень слона весил примерно шестьдесят фунтов (двадцать семь килограммов), то только Англия импортировала 8333 и 1/3 слона в год. Столь желанная слоновая кость шла на изготовление различных украшений и шаров для бильярда, наиболее популярного «салонного спорта». Качественные шары изготавливались из центральной части самых лучших бивней, без единой трещинки или пятнышка. Их тщательно отбирали — в работу шел только один бивень из пятидесяти — и выдерживали в течение двух лет. Неудивительно, что вести об исчезновении слонов в Африке были с унынием встречены европейскими и американскими бонвиванами.
В 1869 году американские производители бильярдных шаров Фелан и Колландер с истинно американской предприимчивостью посулили награду в десять тысяч долларов изобретателю, который предложит материал — заменитель слоновой кости. На призыв откликнулись двое печатников из Олбани — Джон и Исайя Хайатт. Их материал был не отличим от слоновой кости и впоследствии перевернул не только мир бильярда, но и антикварный рынок. Субстанция размягчалась при температуре сто градусов Цельсия, что облегчало ее формовку, была прочной, эластичной и однородной, обладала большой прочностью на растяжение и не боялась воды, масел и кислот. В первую очередь ее стали использовать вместо натуральных материалов — резины, гуттаперчи, кости, рога и раковин. Также материалу можно было придать вид слоновой кости, янтаря, жемчуга, оникса и мрамора.
Вещество получило невероятно широкое распространение, вот лишь некоторые из товаров, для производства которых оно применялось: куклы, вазы, дверные ручки, расчески, пуговицы, музыкальные инструменты, рукоятки ножей, изоляция для проводов, игрушки, спортивные товары, наперстки, перьевые ручки, термосы, шашки, домино, коробки для игральных костей, дешевая бижутерия, солонки, мыльницы, брелоки, термометры, портновские сантиметры, ручки для щеток, игольницы, пуговицы46 — 75, растяжители для перчаток, подставки для заколок, ложки для обуви, коробки для зубного порошка, талька, помады, вазелина и кремов. Материал вдохнул новую жизнь во французский городок Ойонна, который стал европейским центром производства расчесок и солнцезащитных очков XIX века.
Изобретение братьев Хайатт изменило и жизнь клерков. Из нового материала получались прекрасные воротнички и манжеты, которые не изнашивались, всегда выглядели чистыми и как будто только что отутюженными. Они стали обязательным элементом гардероба в банках и конторах. Забавно, но еще одна сфера применения нового материала возвращала его к «историческим корням» — братья открыли компанию «Олбани дентал» по производству искусственных зубов из искусственной же слоновой кости. В рекламе новых протезов говорилось, что, поскольку при их изготовлении применялась камфара, они «источают аромат чистоты». Кроме того, по сообщениям «Нью-Йорк таймс», такие зубы иногда еще и взрывались.
Исайя Хайатт дал чудесному веществу название целлулоид. История его появления началась в 1833 году с экспериментов французского химика Анри Браконно, который обработал картофель азотной кислотой (в то время эти забавы назывались растительной химией). Другой француз, Теофил Жюль Пелуз, провел аналогичный опыт, заменив картофель бумагой. Наконец, в 1846 году Кристиан Шёнбейн, профессор химии Базельского университета, пошел еще дальше: он использовал вместо картофеля и бумаги волокна хлопка и добавил серную кислоту. Получилось секретное (но ненадолго) оружие — так называемый ружейный хлопок.
Существовало несколько путей его использования. Можно было смешать ружейный хлопок с эфиром и применять как антисептик для открытых ран, что было проделано в 1847 году в Бостоне. Обработанные ружейным хлопком медвежьи кивера английских гвардейцев сделались водонепроницаемыми. По-другому поступили братья Хайатт: они смешали ружейный хлопок с камфарой, нагрели, спрессовали и получили целлулоид. Однако наиболее интересное и эффектное применение новому веществу с радостью нашли военные.
Ружейный хлопок обладал рядом очень ценных качеств. Он был в три раза мощнее обычного пороха, а кроме того, детонировал без вспышки и дыма, что делало выстрел или залп незаметным для противника. Одно только это обстоятельство уже гарантировало ему популярность в артиллерийских войсках. Кроме того, он обладал другими преимуществами, которые выгодно отличали его от пороха: он не намокал, на него не действовала высокая температура, он не оставлял налета в стволе орудия.
Ружейный хлопок был впервые применен в 1864 году, а уже 1880-м его популярность привела к существенному росту производства латунных гильз. Единственным серьезным недостатком ружейного хлопка была слишком высокая взрывоопасность. На фабриках, где его производили, он то и дело взрывался, а однажды разрушил даже целый английский город — Фавершам. Спустя некоторое время Альфред Нобель47 — 138, 148, богатый швед, наживший большую часть своего состояния на разработке нефтяных месторождений в Баку, и увлеченный пироман, смешав ружейный хлопок с эфиром и алкоголем, получил нитроцеллюлозу. Соединив ее с нитроглицерином и добавив древесных опилок, Нобель создал динамит48 — 139, 149, который был более стабилен и предсказуем. И снаряды полетели…
Эти горячие забавы в свое время приведут к «Конкордам» и атомным бомбам, и всё потому, что одному человеку из Вены в один прекрасный момент стало интересно, что происходит, когда мимо уха пролетает пуля. Общеизвестно, что если такое случается в бою, то слышно два хлопка. Первый — это звук выстрела, но откуда второй хлопок? Венский ученый Эрнст Мах решил выяснить причину этого явления. Мах был философом и занимался проблемами человеческого восприятия. Он прочитал об опыте одного школьного учителя из Венгрии. Антолик, так звали экспериментатора, ставил опыты с электрическими искрами и сажей, насыпанной на стеклянную пластину. По непонятной причине искры «сдували» сажу. Мах поставил свой опыт. Поперек стеклянной трубки, изнутри покрытой сажей, он натянул два тонких провода, по которым производился выстрел. Когда пуля перебивала каждый из проводов, возникали вспышки электрических искр и срабатывал затвор фотоаппарата, который фиксировал происходящее. Фотографии частиц сажи в трубке позволили увидеть на первом снимке волну в форме V-образной дуги перед пулей, а на втором — вихревые возмущения воздуха позади пули.
Мах вычислил, что дуга в форме буквы V возникает быстрее, чем движется звук. (Он обозначил скорость звука за единицу, поэтому в современной физике принят термин Мах-1.) Дуга представляла собой ударную волну. Увидеть ее Мах смог благодаря тому, что свет, проходящий через стеклянную трубку, из-за завихрений воздуха преломляется, образуя неоднородные полосы в виде прожилок и полос дрожащего воздуха. Такая техника фотосъемки называется шлирен-методом (от нем. Schlieren — неоднородность, свиль стекла) и с тех пор применяется во всех аэродинамических экспериментах. Именно благодаря открытию Махом ударной волны много позже физики, вооруженные этими знаниями, вычислят оптимальную точку подрыва атомного заряда в Хиросиме.
Мах стремился воочию наблюдать возникновение ударной волны, поскольку был убежден, что только видимые, осязаемые и поддающиеся подсчету объекты представляют собой реальность. Он говорил: «Если вы не можете это почувствовать, забудьте об этом». Мах отрицал существование универсалий и признавал лишь конкретные феномены, воспринимаемые человеком субъективно. Некоторые опыты Маха по изучению восприятия предвосхитили методику тренировок астронавтов перед полетом. Испытуемых усаживали в кресло, установленное на конце четырехметрового рычага, пристегивали и надевали на голову мешок. Механизм вращался подобно карусели, и на большой скорости человек переставал чувствовать вращение. Это подтверждало суждение Маха о субъективности человеческого восприятия и относительности явлений.
Эти мысли были сладчайшей музыкой для другого ученого, Альберта Эйнштейна, тоже имевшего самое непосредственное отношение к событиям в Хиросиме49 — 227. Эйнштейн всегда отмечал влияние идей Маха на возникновение теории относительности и отзывался о его трудах как о «материнском молоке», которым вскормлено большинство физиков его времени.
Помимо теории относительности, мы должны быть благодарны Эйнштейну за Голливуд и индустрию кино. Дело в том, что в начале XX века никто не знал, какова природа света. Иногда свет проявляет себя в виде волн, которые расходятся от источника концентрическими кругами и обладают такими характеристиками, как длина и частота. Подобное поведение света подтверждается наличием интерференционных узоров. С другой стороны, иногда он проявляет свойства потока частиц. Это было обнаружено в 1873 году. Оператор трансатлантической телеграфной станции на ирландском побережье обратил внимание на то, что его аппаратура выдает электрический ток, сила которого зависит от количества света, падающего из окна. Чем ярче светило солнце, тем выше был ток, а вечером его не было вовсе. Выяснилось, что солнечный свет из окна попадал на селено-металлические резисторы и именно селен, по всей видимости, и производил электрический ток под действием солнца.
Есть события, которые можно сравнить с перекрестками магистральных линий, пересекающих все полотно паутины перемен. В своих странствиях по ней мы периодически оказываемся на таких перекрестках. К их числу относятся и открытия Уатта, и исчисление бесконечно малых величин, и движение романтизма, и Ньютон, и книгопечатание, и углеродная сажа. Открытие свойств селена является еще одним примером такого основополагающего события, за которым следует множество революционных изобретений.
Поделиться книгой: