Рычаг богатства. Технологическая креативность и экономический прогресс - Джоэль Мокир

Rover, построенный в 1885 г. Джоном К. Старли, механиком из Ковентри, стал первым велосипедом современного типа, хорошо уравновешенным и легко управлявшимся. Его цепной привод и сбалансированность конструкции, обеспечивавшаяся наличием двух колес одного размера, не содержали в себе ничего такого, до чего не могли бы додуматься, скажем, Генри Модсли или Ричард Робертс. На примере велосипеда мы видим, что технические изменения не могут быть до конца объяснены ни чисто техническими факторами, ни чисто экономическими факторами, ни даже их сочетанием. Велосипед представлял собой новшество в чистейшем смысле слова; он не пришел на замену какому-либо старому, менее эффективному устройству. Люди, в 1890-е гг. садившиеся на велосипед, прежде ходили пешком или пользовались общественным транспортом. Создание оптимальной конструкции велосипеда было сложным делом, поскольку во внимание приходилось принимать множество факторов, таких как скорость, комфорт, безопасность, элегантность и цена. Все их следовало учитывать и находить между ними компромисс. Их оптимальное соотношение могло сложиться лишь после длительных экспериментов (Pinch and Bijker, 1987)[63]. В случае абсолютно новых видов продукции обучение в процессе работы со стороны потребителя не менее важно, чем обучение в процессе работы со стороны производителя. Велосипед превратился в массовое транспортное средство, а влияние, оказанное им на городской образ жизни, не поддается никаким оценкам. После нескольких лет дальнейших усовершенствований конструкция велосипеда окончательно сложилась, и после 1900 г. мы уже не видим особых новшеств. Велосипед в некотором смысле вымостил путь для автомобиля и мотоцикла, став дешевым и демократичным, но все же личным транспортным средством. Хайрем Максим, изобретатель пулемета Максима (а также неудачного парового аэроплана), указывал, что «велосипед породил спрос нового типа, на который железная дорога не могла дать адекватный ответ. После того как выяснилось, что сам велосипед не в состоянии удовлетворить созданный им спрос… ответом стал автомобиль» (цит. по: Cardwell, 1972, p. 199–200).

Создание автомобиля представляет собой классический пример нового сочетания известных технологий и ряда важных оригинальных находок. Идею двигателя внутреннего сгорания впервые выдвинул Гюйгенс в XVII в. В 1824 г. Карно описал недостатки паровой машины и указал на нагретый воздух как на оптимальный потенциальный источник движущей силы. Несмотря на продолжительные исследования, оснастить паровой машиной безрельсовые экипажи оказалось затруднительно (Evans, 1981)[64]. В течение всего XIX века над проблемой создания двигателя внутреннего сгорания бились десятки изобретателей, осознававших его преимущества перед паровой машиной. Работающая модель газового двигателя была впервые сконструирована в 1859 г. бельгийцем Жаном-Этьеном Ленуаром и усовершенствована в 1876 г., когда немецкий коммивояжер Николаус Август Отто, изобретатель-самоучка, не имевший формального технического образования, построил четырехтактный газовый мотор. Он пытался решить эту проблему еще с 1860 г., когда прочел о двигателе Ленуара в газете. Первоначально Отто считал свою конструкцию лишь временным решением задачи о том, как достичь высокой степени сжатия. Четырехтактный двигатель Отто, до сих пор являющийся сердцем автомобиля, лишь впоследствии получил репутацию блестящего прорыва (Bryant, 1967, p. 650–657). Интересно, что четырехтактный цикл еще раньше был признан единственным способом, позволяющим сделать двигатель Ленуара эффективным. Опираясь на термодинамическую теорию Карно, французский инженер Альфонс Бо де Роша в 1862 г. описал эффективный двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу, сходному с предложенным Отто, и получил на него патент, хотя в итоге так им и не воспользовался. Впрочем, Отто сделал свое изобретение вне зависимости от теоретических выкладок Бо де Роша[65]. «Бесшумный» двигатель Отто (названный так в знак отличия от раннего варианта, более шумного и не столь удачного), имел большой финансовый успех. Преимущество газового двигателя состояло не в его бесшумности, а в том, что, в отличие от паровой машины, его можно было включить и выключить почти мгновенно.

Изобретение Отто вполне отвечает канону классических изобретений промышленной революции, а биография самого изобретателя в ряде важных аспектов напоминает биографию Джеймса Уатта. И тот и другой внесли принципиальные усовершенствования в конструкцию существующего, но достаточно редкого устройства, превратив его в преобладающую систему. Успех пришел к ним обоим в значительной степени благодаря доверию и деловой проницательности их партнеров – ими были Мэтью Болтон в случае Уатта и Ойген Ланген в случае Отто. Обоих изобретателей сделали богатыми полученные ими патенты (хотя один из патентов Отто был признан недействительным вследствие того, что аналогичный патент раньше получил Бо де Роша). Оба поддерживали контакты с учеными, но в конечном счете добились успеха благодаря чистой интуиции.

Газовый мотор Отто вскоре перешел на новое топливо. Несколько ранее, в 1860-х гг., был разработан процесс перегонки нефти, получивший название «крекинг». Поначалу он использовался главным образом для получения масел, парафина и тяжелых нефтяных фракций, а бензин считался опасным побочным продуктом перегонки. В 1885 г. два немца, Готлиб Даймлер (ранее работавший с Отто) и Карл Бенц, сумели построить четырехтактный двигатель типа Отто, работавший на бензине, который смешивался с воздухом в примитивном испарительном карбюраторе. В двигателе Бенца использовалась электрическая система зажигания с питанием от аккумулятора, предвосхищавшая современные запальные свечи. Вскоре на автомобиле нашли применение и пневматические шины Данлопа, первоначально предназначавшиеся для велосипедов. В 1893 г. Вильгельм Майбах, работавший у Даймлера, изобрел современный поплавковый карбюратор. В число других усовершенствований, добавленных около 1900 г., входили радиатор, дифференциал, заводная рукоятка, рулевое колесо и педаль тормоза. Автомобиль и велосипед оказали на технику примерно такое же влияние, что и механические часы пятью столетиями ранее: создание и починка этих устройств требовали идей и навыков, заимствованных из многих других сфер[66].

Одновременно продолжала совершенствоваться конструкция и повышаться экономичность паровых машин, хотя этот процесс сопровождался уменьшением отдачи, а новых революционных достижений становилось все меньше. После 1850 г. ученые постепенно разобрались в принципах работы паровой машины. Немецко-французский физик Анри Реньо в начале 1850-х гг. выяснил физические свойства пара, а в 1859 г. шотландец Уильям Ренкин издал свое знаменитое «Руководство по паровым машинам» – практический справочник для инженеров. Американец Джордж Корлисс внес много усовершенствований в конструкцию паровых машин, в итоге построив прославленную машину Centennial, демонстрировавшуюся на Филадельфийской юбилейной выставке 1876 г. – самую большую и мощную паровую машину из когда-либо построенных. В 1860–1914 гг. паровые машины постепенно становились более экономичными, дешевыми, простыми в обслуживании и тихими, но не подвергались никаким радикальным изменениям. Более революционная концепция лежала в основе паровой турбины, изобретенной Чарльзом Парсонсом в 1884 г. и представлявшей собой возвращение к идее героновского «эолипила». Проблема, которую решили Парсонс и работавший независимо от него в Швеции Гюстав де Лаваль, заключалась в том, что поршневые паровые комбинированные двигатели (машины-компаунды) могли развивать лишь ограниченную скорость[67]. Для того чтобы приводить в действие электрогенераторы и суда, требовалась намного более