Энергия

Создаваемая человечеством «вторая природа»— культура — играет существенную роль и в удовлетворении потребности людей в энергии.

На протяжении чрезвычайно долгого времени мускульная сила людей была единственной (если, разумеется, не брать в расчет огня) «энергетической базой», имевшейся в их распоряжении.

Только шесть — восемь тысяч лет назад к этому добавилась мускульная сила домашних животных. Примерно в это же время была впервые использована сила ветра — для движения кораблей. Парусный корабль до сих пор остается символом романтики. И есть за что: ветер наполнял паруса кораблей мифического Одиссея, позволяя гребцам снять с весел натружен

==72

ные руки. Колумб с помощью парусов и ветра достиг Америки, Магеллан проплыл вокруг земного шара. Самые большие скорости, которые дано было ощутить человеку до изобретения парового двигателя, подарил ему парус.

А потом, через тысячелетия, появились ветряные мельницы, которые быстро перестали быть только мельницами: энергия ветра приводила в действие не одни жернова, моловшие зерно, но и мехи на железоделательных заводах, и агрегаты

для перекачки воды (орошение, водоснабжение). Потом их поставили на службу фабрикам и заводам.

Дж. Лилли, автор книги «Люди, машины, история»,констатирует, что на побережье Англии уже в начале второго тысячелетия нашей эры приходилось по водяной мельнице примерно на каждые пятьдесят душ населения — это была фантастическая по тем временам энерговооруженность, предвещавшая будущую славу Британии как «мастерской мира».

Весельное судно древних римлян.

Локомотив, построенный в 1813 г. Вид у него довольно неуклюжий, да и скорость была невелика.

на фабриках, где из шерсти изготовляли сукно, и насосы, откачивавшие воду с затопленных морем низин Голландии.

Издревле научились люди использовать и энергию воды. Первые водяные мельницы появились раньше ветряных, еще до нашей эры, и «водяные двигатели» научились использовать

==73

В XVIII веке в России, скажем, на энергии рек работали заводы, немалые даже по современным масштабам. Дошедшие до наших дней их изображения впечатляют и человека, привыкшего к размаху нынешней техники.

Однако вплоть до XVIII века энергетику человечества можно назвать, по аналогии с типами хозяйства, в основном «присваивающей». Природные силы воды и ветра использовались, но новых источников энергии человек не создавал. Огонь, служивший

ему сотни тысяч лет, сводил леса и готовил пищу, раскалывал скалы и плавил металл, варил стекло и обжигал глиняную посуду и кирпичи, но при этом в таких производственных операциях скорее выступал в роли своеобразного орудия труда, чем как источник энергии. Только с появлением паровых машин произошло то, что можно назвать энергетической революцией, которая, в свою очередь, была только частью революции промышленной.

За последние двести лет

Очень давно научились люди использовать для своих нужд энергию ветра. Примером тому могут служить ветряные мельницы.

Так выглядела электростанция в конце XIX в.

энерговооруженность человечества возросла больше чем в сотню раз. Вот некоторые конкретные цифры. Вся энергетическая мощность Европы в конце XVIII века составляла самое большее 30 миллионов лошадиных сил. Больше трети этой величины все еще давал рабочий скот, столько же —

==74

энергия сожженной древесины, 1 миллион лошадиных сил — мускульная энергия самих людей, столько же — или меньше — ветер, наполнявший паруса множества кораблей и приводивший в движение ветряные мельницы. Общую мощность всех водяных колес (вертели они мельничные жернова или давали энергию для фабрик и заводов) оценивают в 1,5— 3 миллиона лошадиных сил. Вот и все! Через век, в конце XIX столетия, только мощность паровых двигателей составила

может повыситься настолько, что это вызовет разбалансировку климата.

Уже сегодня ясно, что возможности человечества по развитию энергетики ограничены прежде всего не размерами земных энергоресурсов, а именно некоторыми последствиями их слишком широкого использования.

С этим приходится считаться и бурно развивающейся ныне атомной энергетике, и будущей термоядерной.

Правда, некоторые прогнози-

Многие века надежно служат людям водяные мельницы.

те же 30 миллионов лошадиных сил, а сейчас энергетическая мощность Европы давно перевалила за 3 миллиарда лошадиных сил.

Некоторые ученые считают, что над Землей нависла угроза перегрева. В результате деятельности человечества температура на поверхности планеты

сты (неизвестно, оптимистами или пессимистами их следует называть в этой ситуации) утверждали, что с исчерпанием естественных запасов горючего проблема перегрева планеты может стать неактуальной. Пока же на земле открывают все новые и новые месторождения каменного угля и нефти, хотя

==75

при таком интенсивном использовании этих видов горючего их запасы истощаются очень быстро.

Человечество может избежать зависимости от нефти, используя атомные и термоядерные источники энергии. К концу XX столетия атомные электростанции будут давать, по некоторым прогнозам, четверть всей используемой нами энергии. Но это отнюдь не снимет угрозу перегрева, а, скорее, усилит ее.

И тут главная надежда многих ученых — Солнце. Большая

них пустынь. Создаются все более совершенные солнечные батареи — если их удастся сделать достаточно производительными, энергии человечеству хватит надолго. И, что очень важно, при этом появится возможность снять проблему перегрева планеты — использоваться ведь будет тепло, которое постоянно поступает на Землю.

Временные трудности с топливом, испытываемые ныне человечеством, которые принято называть энергетическим кризисом, заставили людей более

Атом служит миру. Нововоронежская атомная электростанция.

часть энергии, которую оно дает Земле, пропадает, с точки зрения человека, зря, раскаляя голые камни гор и песок бескрай

активно искать новые источники энергии. Энергетический кризис резко ускорил развитие ветродвигателей, подтолкнул работу

==76

над приливными электростанциями и использованием подземного тепла. Продолжает внедряться атомная энергетика. Появляются проекты, кажущиеся ныне и вовсе фантастическими.

Словом, не так, так эдак, а найдет человечество способ согласовать рост своих энергетических потребностей с земными и космическими энергозапасами.

Власть над расстояниями

Побыстрее, поскорее, немедленно... Вот слова, которыми мы с вами пользуемся на каждом шагу. И они как нельзя лучше отвечают стремительности нашего времени. Переворот в отношениях человека со временем, который произошел на планете за последние полтора века, прецедентов в прошлом не имеет.

Почему мы назвали именно этот промежуток времени? Нам хотелось обратить внимание читателей на один рубеж в истории техники, рубеж, с которого человек научился двигаться по своей планете со скоростью, до тех пор казавшейся для него абсолютно недоступной. Ведь именно полтора с небольшим века назад паровоз потащил за собой первые вагоны с пассажирами. Впервые на суше был использован для передвижения источник энергии, искусственно созданный, а не предоставленный природой, живой или неживой. Этим источником энергии стала паровая машина.

В июне 1189 года германский император Фридрих Барбаросса отправился в крестовый поход. Первое письмо своему сыну он

отправил из Адрианополя (города неподалеку от Мраморного моря) 19 ноября. Получено оно было адресатом в марте следующего года. В походе император погиб. Известие об этом дошло до Германии лишь через четыре месяца.

В средневековой Руси, как и в Древней Греции или Иране, как в наполеоновской Франции и Древнем Египте, естественной мерой всякого пути были дни. День конного пути в Киевской земле равнялся примерно пятидесяти километрам. Если удавалось проехать за день больше — это значило, что дороги хороши, а конь великолепен, либо наездник молод, стремителен и неутомим. Но даже самая сильная и быстрая лошадь не могла нести гонца быстрее чем со скоростью тридцать километров в час.

Вплоть до второй четверти XIX века скорость передвижения человека определялась мускульной силой его собственных ног, скоростью лошадиного бега и скоростью парусного корабля.

Приручение лошади по меньшей мере удвоило когда-то скорость передвижения человека по суше. Изобретение и усовершенствование паруса удвоило, утроило, учетверило скорость корабля по сравнению с той, которую могли дать весла. Но, как справедливо замечает Стефан Цвейг, «армии Валленштейна продвигались вперед едва ли быстрее, чем легионы Цезаря; войска Наполеона не наступали стремительнее, чем орды Чингисхана; корветы Нельсона пересекали моря лишь немногим быстрее, чем пиратские ладьи викингов или галеры финикийцев. Лорд Байрон в путешествиях Чайльд Гарольда преодолевал ежедневно не больше миль, чем Овидий на пути

==77

Современный воздушный лайнер.

в понтийскую ссылку; Гете в восемнадцатом столетии путешествовал почти с таким же комфортом и такой же скоростью, как апостол Павел в начале первого тысячелетия. В эпоху Наполеона время и пространство так же разделяли страны, как и в годы Римской империи; упорство материи все еще брало верх над человеческой волей».

Уже в 20-е годы XIX века поезда перекрыли скорость самой быстрой лошади вдвое и втрое. При этом, в отличие от лошади, они могли поддерживать такую скорость длительное время. За короткий срок поезда достигли почти нынешних же

лезнодорожных скоростей. На

смену конному дню пути в 50, 100, 150 (в лучшем случае) километров пришли в том же XIX веке две тысячи километров в сутки.

О том, как выросли с применением парового двигателя и дизеля скорости кораблей, знает каждый.

С изобретением в конце

XIX века двигателя внутреннего сгорания появились автомобили и самолеты. Затем, в середине

XX века, в нашу жизнь вошла реактивная авиация и, наконец, космические ракеты. Появление новых средств передвижения сопровождается стремительным ростом скоростей.

==78

Полет от Москвы до Владивостока занимает сейчас приблизительно восемь часов. За это время самолет покрывает расстояние в 9302 километра. Современный искусственный спутник Земли облетает планету за час с небольшим, а ракеты, направляющиеся к Луне, Венере, Марсу, Юпитеру, движутся со скоростями, превышающими скорость спутника вдвое, втрое, вчетверо.

Герой романов Александра Дюма д'Артаньян потратил на то, чтобы переплыть на корабле Ла-Манш, около суток. Сегодня паром на воздушной подушке пересекает этот пролив за полчаса.

Как известно, скорость — это расстояние, деленное на время. Люди делают знаменатель этой дроби все меньше и меньше.

А как развивались в человеческом обществе, употребляя современные термины, средства связи, передача информации на значительные расстояния? Известно, что марафонский бег — один из труднейших видов спорта — назван так в честь гонца, принесшего в Афины весть о победе греков в битве под Марафоном. Он пробежал сорок с лишним километров менее чем за три часа и, сообщив о выигранном сражении, рухнул замертво. Но слава о нем как о самом быстром гонце продолжала жить в веках.

Скорость передвижения гонцов (конных и пеших) во многом зависела от качества дорог. Поэтому издревле люди, общество, государство заботились о постройке дорог и следили за их состоянием.

О специальных почтовых дорогах, дорогах прежде всего для связи (ну и для передвижения товаров и войск),неуклонно заботились во всех больших

государствах, где необходимость быстро узнать о вторжении врага или мятеже на окраине была сверхнасущной. Великолепные почтовые пути древней Персии, облегчавшие связь и торговлю как внутри страны, так и с соседними государствами, способствовали ее процветанию. Но они же способствовали и ее гибели: успехи Александра Македонского и его небольшой подвижной армии объясняются, в частности, тем, что он использовал эти прекрасные дороги. А слава римских дорог прошла через тысячелетия.

Но лучшие транспортные магистрали древнего мира и средневековья были проложены в древнем Перу, в великой державе инков, может быть, именно потому, что здесь не знали ни колес, ни лошади. Чтобы спрямить магистрали и уменьшить число подъемов и спусков на них, засыпали ущелья и прорубались сквозь горы. До сих пор государства, расположенные на территории рухнувшей четыреста лет назад империи, не • могут догнать инков по качеству дорожного строительства, да и по количеству транспортных путей, пожалуй, уступают грозной некогда державе Солнца.

И всюду — в Персии, в Риме, в Перу — был только один реальный способ ускорить связь по сравнению с обычной транспортировкой: применить принцип эстафеты. От одного скорохода к другому, от одного конного гонца к другому — такая передача посланий позволяла вместить в день пути не десятки, а сотни километров. Так и в старой России шла почтовая «ямская гоньба».

И все-таки выигрыш в скорости связи за счет принципа

==79

эстафеты был, если можно так сказать, тактическим, а не стратегическим.

Поэтому уже в глубокой древности люди изобрели многочисленные способы сигнализации на большое расстояние. Огни на башнях, столбы дыма в степи... Так удавалось передавать, конечно, лишь простейшую информацию, но зато чрезвычайно важную. Известия о войне могли уже за считанные минуты преодолеть сотни километров. Но вот подробности, даже очень нужные, этим способом сообщить было невозможно.

И появляется первый «телеграф». Естественно, без электричества. Это своего рода семафоры, приспособления для подачи зрительных сигналов, расставленные на таком расстоянии, чтобы от каждого из них были хорошо видны два ближайших.

Электрический, точнее, электромагнитный телеграф появился только в 30-е годы XIX века. Изобрел его русский ученый Павел Львович Шиллинг. Его изобретение, в модификациях, созданных другими крупными изобретателями, чрезвычайно быстро распространилось по Европе и Северной Америке, что свидетельствует о том, какую настоятельнейшую потребность общества оно удовлетворяло.

Обратимся снова к словам Стефана Цвейга: «Но какими поразительными ни казались современникам скорости железных дорог и пароходов, они все-таки не выходили из пределов, доступных пониманию. Мы, более поздние поколения, никогда не сможем до конца понять восхищения тех, кто был свидетелем первых успехов электрического телеграфа, их безмерного и восторженного удивления перед тем, что та же

самая, едва ощутимая искра Лейденской банки, которая еще вчера преодолевала лишь расстояние в один дюйм до сустава подставленного пальца, превратилась вдруг в могучую силу, способную проложить себе путь через равнины, горы и целые материки; что едва додуманная до конца мысль, не успевшая еще просохнуть запись на бумаге в ту же секунду принимается, читается, понимается за тысячи миль; что невидимый ток. может распространяться по всей земле, пробегая ее из конца в конец...»

Минуло несколько десятилетий — и с открытием Александра Степановича Попова связь перестает нуждаться в проводах. Радиоволны связали весь мир воедино.

Повернув ручку приемника, человек совершает путешествие от одного края света до другого, получая отовсюду необходимую ему информацию. Радиоволны могут сделать возможной общую беседу зимовщиков на льдине у Северного полюса, членов экспедиции, пробирающейся через бразильскую сельву, альпинистов, взбирающихся на горные вершины Памира или Гималаев.

Как переживал великий фантаст Жюль Верн, что не сумел предвидеть появление радио!

Оно изменило нашу культуру в степени, которую трудно вообразить. И дело не только в возможности мгновенной связи. Неграмотные бедуины Центральной Аравии или негры Тропической Африки благодаря транзисторным приемникам получили неисчерпаемый источник информации, что, несомненно, оказывает влияние как на духовную, так и на социально-политические сферы их жизни. Слово человека, распространяв

К оглавлению

==80

шееся прежде на расстояние только благодаря письму или посланию, а затем прессе, теперь проникает повсюду со скоростью света.

А большая скорость — во всяком случае, по представлениям современных физиков — вообще невозможна. Тут достигнут предел, и это уже сегодня беспокоит инженеров, управляющих на расстоянии в 380 тысяч километров луноходом или корректирующих путь ракеты, приближающейся к Марсу. С точки зрения сегодняшних космических связистов, свет движется слишком медленно.

00.htm - glava17

Дата добавления: 2015-07-17