Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени - Джеймс Берк

Железнодорожный мост Дэйл-крик, построенный компанией «Юнион пасифик» в штате Вайоминг в 1868 году. Длина моста составляла двести метров, над руслом реки он возвышался на тридцать восемь метров. В качестве основного материала для строительства использовалась мичиганская сосна, и мост стал типичным примером хищнического истребления американских лесов. На пике строительства железных дорог ежегодно вырубалось до тридцати миллионов деревьев

Коксовый газ — побочный продукт коксования угля. Образующийся в ходе этого процесса дым отфильтровывался и использовался в качестве топлива. Газ горел достаточно ярким желтым пламенем и годился для освещения в ночное время. Уже в 1812 году житель Лондона мог, не опасаясь грабителей, прогуляться по оборудованным газовыми фонарями улицам, в 1821-м — сходить на концерт в залитый светом Брайтонский павильон, а в 1829-м — выйти на работу в вечернюю смену на фабрике или же просто почитать дома книжку при свете газового рожка. К этому моменту в Великобритании действовало около двухсот компаний — поставщиков газа, а в Америке к середине XIX века такие компании открылись в каждом большом городе, где перерабатывалось много угля.

Противники газа в Англии утверждали, что он подрывает китобойный промысел. В прежние времена для наполнения ламп использовали в основном китовый жир, но с распространением газа спрос на него стал снижаться. Сокращалось и количество опытных матросов-китобоев. В этот период Англия участвовала в наполеоновских войнах, и флот остро нуждался в обученных моряках.

Открытие коксового газа также стало причиной экологического бедствия: еще одним побочным продуктом коксования угля был каменноугольный деготь, зловонная жижа, которую угольщики обычно сливали в ближайшую реку или пруд. В середине XIX века Темза была так загрязнена, что члены парламента, не вынеся вони, приостановили заседания. Ситуация сподвигла англичан на срочные поиски решения проблемы, и исследователи задумались, что же можно еще делать с дегтем, кроме как просто сливать его в реку.

По обычаю того времени, на выручку пришли немецкие химики — они предложили подвергнуть деготь перегонке, вследствие чего мир узнал множество полезных веществ, включая керосин, синтетические краски, антисептики и аспирин. Кроме всего прочего, в результате перегонки дегтя получался креозот, густая черная маслянистая жидкость, которая и спасла американские леса. Покрытая креозотом древесина служила тридцать пять лет, тогда как необработанная — всего семь. Законсервированное таким образом дерево стало настолько популярным материалом, что в Новом Орлеане им даже мостили улицы.

Волею судеб деготь сначала помог железнодорожной отрасли, а потом ее же и погубил. В начале XIX века химик из Шотландии Чарльз Макинтош выяснил, что еще один из продуктов перегонки дегтя, нафта, частично растворяет каучук. Он открыл производство непромокаемых плащей из хлопчатобумажной ткани, обработанной растворенным каучуком. Его фамилия стала нарицательной — мы и по сей день иногда называем такие плащи макинтошами.

Метод растворения каучука открыл массу новых сфер для его применения. Сложность состояла в том, что каучук был очень неустойчив. Макинтош отмечал, что на жаре его плащи запотевают, а на морозе трескаются. Как водится, решение пришло случайно. В один из дней 1839 года молодой рабочий на каучуковой фабрике в Роксбери, что в Массачусетсе, возился с химикатами и случайно капнул смесью каучука и серы на горячую плиту. На следующее утро он заметил пятно и обратил внимание, что каучук не расплавился, а обуглился словно кожа. Он разумно предположил, что если остановить нагрев в нужный момент, то получится нечто похожее на кожу. В результате вулканизации (так молодой экспериментатор окрестил этот процесс) серой, каучук сохранял форму и эластичность в довольно широком диапазоне температур, и в зависимости от назначения его можно было сделать более жестким или более мягким.

В 1844 году наш изобретатель запатентовал этот процесс и основал одну из крупнейших производственных компаний за всю историю западной экономики и назвал ее своим именем — Гудьир. Несмотря на успех предприятия, Гудьир погрязнет в долгах (однажды даже окажется в парижской долговой тюрьме) и умрет в 1860 году в Нью-Йорке — как это часто бывает с изобретателями — без гроша в кармане.

Изобретение Гудьира имело огромное значение для велосипедистов и модников в прорезиненной одежде, а самой перспективной и доходной сферой применения резины стала обувная промышленность. Появились ботинки на резиновой подошве и с резиновым кантом. В 1857 году для приклеивания подошв был внедрен резиновый клей, а сами подошвы отливались в специальных вулканизационных пресс-формах. Благодаря росту среднего класса и повсеместному интересу к спорту и здоровому образу жизни (особенно после эпидемии холеры середины XIX века) в Англии вошел в обиход новый вид спортивной обуви — туфли с парусиновым верхом и резиновой подошвой. Поскольку полоска резины, закрывающая стык верха и подошвы, напоминала грузовую ватерлинию корабля или «круг Плимсоля», эти туфли стали называть плимсолями. В 1865 году начался выпуск туфель для велосипедного спорта, в 1876-м — обуви для игры в бейсбол, а в 1880-х годах с появлением асфальтированных стадионов и беговых дорожек возник большой спрос на туфли для бега. Однако решающим событием, превратившим резиновую промышленность в действительно серьезный бизнес, стала война Севера и Юга — для солдат требовались миллионы палаток, плащей и другой непромокаемой одежды.

На будущее плащевой ткани повлиял один специфический аспект этой войны. Войска северян добились значительных успехов благодаря использованию воздушных шаров. В 1862 году в сражении при Фэйр-Окс шары применялись для наблюдения за передвижениями противника, а позднее — для передачи информации. Аэростаты поднимали в воздух над холмистыми участками местности, в корзинах сидели солдаты-сигнальщики и обменивались сообщениями. Для изучения передового опыта Германия командировала в армию северян молодого офицера благородных кровей. Он был настолько впечатлен увиденным, что по прибытии на родину разработал собственный военный аэростат и назвал его собственной фамилией — Цеппелин. Во время Первой мировой войны жители английских городов, подвергавшихся бомбежкам дирижаблей-цеппелинов, первыми познали весь ужас массированного авиационного налета. Гигантские воздушные корабли могли летать практически в любую погоду — их газовые баллонеты были сделаны из прорезиненной плащевой ткани.

Строительство дирижаблей способствовало и усовершенствованию мотора нового типа, двигателя внутреннего сгорания — это он вращал пропеллеры цеппелинов. С появлением автомобилей производство резины выйдет на принципиально новый уровень. Железные дороги потеряют былое значение, и Америка превратится в страну автомобильных шоссе.

Ключевым фактором для развития резиновой промышленности стал темп производства. И тут снова помог деготь. В 1856 году еще одно новое вещество из него получили ученые Королевского химического колледжа в Лондоне. В этом учебном заведении немецкий профессор Август Гофман (ученик великого химика-органика Либиха) создал лабораторию, где самые способные ассистенты проверяли на практике его теорию о том, что основным компонентом химического состава дегтя является анилин, из которого можно получить множество различных соединений и веществ.