Чому Захід панує - натепер

Радість водяної пари

 вичайно, світ мав енергію й до Боултона. Але він продавав ліпшу енергію. Протягом мільйонів років майже вся рухова енергія походила від м'язів. І хоча м'язи могли бути видатними — вони збудували піраміди, викопали Великий китайський канал, створили розписи Сикстинської капели, — вони все одно мають обмеження. Найочевидніше — м'язи належать тваринам, а тварини потребують годівлі, приміщення, а часто обігріву та покриву. Все це походить від рослин чи інших тварин, що також потребують годівлі, приміщення тощо. І все в цьому ланцюжку потребує землі. Позаяк у осередках вісімнадцятого сторіччя землі забракло, м'язи подорожчали.

Протягом сторіч енергію м'язів доповнювали вітер та вода, що штовхали човни та рухали жорна. Проте вітер та вода також мають обмеження. Вони є лише в певних місцях; струмки можуть замерзати взимку чи пересихати влітку, а коли немає руху повітря, зупиняються й вітряки.

Потрібна була мобільна енергія, така, що її можна було б доправити до місця праці замість доправляти працю до неї; надійна, незалежна від погоди; до того ж незалежна від простору, аби не споживала мільйонів акрів дерев та полів. Металісти Кайфина в одинадцятому сторіччі вважали розв'язком проблеми вугілля, але воно теж мало обмеження. Воно давало енергію лише у формі тепла.

Прорив, тобто перетворювання теплової енергії на рух, постав у вісімнадцятому сторіччі на самих вугільних копальнях. Постійною проблемою було затоплювання, і хоча витягати воду з шахт могли м'язи та відра (один винахідливий англійський власник копальні запряг до відерного ланцюга п'ятсот коней), вони були надзвичайно дорогі. З погляду назад, у минуле, розв'язок видається очевидним: замість використовувати тварин, що споживають харчі, витягати воду двигунами, що споживають вугілля з копальні. Але це легше сказати, ніж зробити.

І східний, і західний осередки у вісімнадцятому сторіччі потребували вугілля й потерпали від затоплювання, але розв'язок знайшли саме англійські інженери. У дев'ятому розділі ми побачили, що в найдальшій смузі північно-західної Європи атлантична економіка особливо добре віддячувала тим, хто займався напівнауковим майструванням. Це вивело на поверхню саме тих людей, що могли розв'язати проблему, мали бізнесову проникливість і водночас практичний досвід металообробляння та базове знання фізики. Такі люди були і в Китаї та Японії, але їх було мало і, наскільки нам відомо, ніхто з них навіть не намагався змайструвати двигуна на вугільному паливі.

Першу працездатну західну помпу, що мала назву "Друг гірника", запатентовано в Англії 1698 року. Вона спалювала вугілля й кип'ятила воду, потім водяну пару конденсувала й створювала вакуум; тоді робітники відчиняли клапана й вакуум висмоктував воду з копальні. Зачинивши клапана, робітники підтримували вогонь, що цю воду також кип'ятив та перетворював на пару, потім повторювали антигравітаційний процес кип'ятіння та конденсування знов і знов.

Друг гірника був повільний, міг підіймати воду лише з глибини сорок футів та мав явно небажану тенденцію вибухати, проте він (зазвичай) дешевший, ніж годівля сотень коней. Він також надихнув на нове винахідництво, але навіть вдосконалені двигуни залишалися жахливо витратними. Позаяк воду кип'ятили й потім охолоджували заради створювання вакууму в тому самому циліндрі, його треба було знов нагрівати на кожному такті толока. Навіть найкращі двигуни використовували на випомповування води менше одного відсотка енергії, що давало вугілля.

Протягом десятиріч низький коефіцієнт корисної дії обмежував використовування енергії водяної пари лише випомповуванням води з вугільних копалень, і навіть у цьому, як скаржився один власник копальні, "через неймовірне споживання палива ці двигуни страшенно зменшують прибуток від наших шахт... Цей тяжкий податок зводить прибуток майже до нуля"[375]. Для будь-якого бізнесу, що перевозив вугілля від копалень до фабрик, парові двигуни були надто дорогими.

Однак двигуни тішили професорів. Університет Глазго придбав мініятюрну копію, й коли жоден науковець не зміг змусити її працювати, вона 1765 року потрапила до майстерні Джеймса Вата, що виготовляв на потреби університету математичний інструментарій. Ват її запустив, але низький коефіцієнт корисної дії образив його майстерну душу. Між іншими завданнями Ват шукав кращих способів випаровувати та конденсувати воду аж поки, як він розповів,