Текст
                    ш


MEN, MACHINES AND HISTORY The Story of Tools and Machines in Relation to Social Progress by S. LILLEY LONDON, 196Б
С. Лилли люди, МАШИНЫ I ИСТОРИЯ История орудий труда и машин в ее связи с общественным прогрессом Перевод с английского B. А. Алексеева Под редакцией C. В. Шухардина и В. М. Родионова Послесловие С. В. Шухардина ИЗДАТЕЛЬСТВО „ПРОГРЕСС" МОСКВА 1970
Редакция литературы по историческим наукам Ы: I 31-70
Предисловие к первому английскому изданию Я задумал написать эту книгу так, чтобы ее могли прочесть учащиеся старших классов средней школы, студенты университетов, технических колледжей, специальных школ и т. д. Но когда я почувствовал, что эта тема интересует и тех, кто с годами приобрел более глубокие знания, я без колебаний включал в разных местах книги то фразу, то абзац, специально рассчитывая на читателей последней категории. Поскольку я задался целью рассмотреть историю орудий труда и машин в ее связи со всеми другими сторонами жизни, мне пришлось включить в книгу много сведений о социальных условиях в различные эпохи. У меня были основания для их краткого изложения, потому что эта книга входит в серию, в других томах которой прошлое будет освещено более подробно, что поможет исправить неточности, которые могут возникнуть из-за подобной краткости. Я решил толковать слово «машина» довольно широко. В частности, я включаю в это понятие многие электронные устройства (радио, звуковые фильмы, фотоэлектрические элементы для управления работой механизмов и т. п.), которые приобрели столь важное значение в нашем столетии, считая, что, хотя они и не являются «механическими» в строгом смысле слова, именно их развитие представляет собой современную форму той тенденции ко все большему господству над природой, которая прежде выражалась в строго механических формах. Работать над книгой мне пришлось исключительно в то свободное время, которое я с трудом выкраивал после исполнения своих основных обязанностей военного времени, и, хотя окончательный просмотр книги был сделан в первый год мирной жизни, у меня не хватало времени для тщательного изучения источников, какое хотелось бы провести. Эти обстоятельства наряду с широтой темы вынудили меня в значительной части книги ссылаться на второстепенные источники. Однако всегда, 5
когда представлялась возможность, я проверял полученные мною сведения, и, хотя в книге, возможно, и остались те или иные огрехи, вряд ли среди них найдутся такие, которые имеют серьезное значение. Ответственность за толкование этих сведений лежит, разумеется, только на мне. Выражаю благодарность всем тем, кто оказывал мне ту или иную помощь, начиная от советов по отдельным вопросам и вплоть до чтения и комментирования рукописи: С. Е. Аллену, редактору журнала «Машинери»; Е. Бремхиллу из «Шортер просес компани»; представителям «Бак энд химкэн компани»; П. В. Дэли; К. Дэви- су; У. Э. Дику, редактору журнала «Дискавери»; Р. Э. Дорэ из «Бритиш оксиджен компани»; Р. X. Хейн- делю, директору Американской библиотеки в Лондоне; А. Ф. П. Паркер-Родсу; покойному Джону Уилтону, секретарю общества Британских сельскохозяйственных механиков, и, наконец, — хотя их помощь была и не последней по важности — редакторам этой серии. С. //. Кембридж, август 1946 года
Предисловие но второму английскому изданию Когда я писал эту книгу в ее первом варианте, одной из главных трудностей для меня была крайняя недостаточность опубликованных материалов по рассматриваемой в ней теме. Пришлось по крохам собирать факты из огромного количества различных источников. Теперь же я столкнулся с трудностями обратного порядка. За минувшие годы было проведено множество исследований по истории техники и написаны многие тысячи страниц. Поэтому моим главным врагом стал недостаток времени. Попытка изучить весь этот новый материал отодвинула бы далеко в туманное будущее выход пересмотренного издания этой книги. Я был вынужден читать ее на выборку, так что мне остается лишь надеяться на правильность этого отбора. При этом мне пришлось, разумеется, внести значительные поправки в книгу. Расширяя рамки этой книги, чтобы включить в нее то новое, что произошло уже после 1945 года, я не смог бы правильно решить эту задачу, если бы, к своему счастью, не обнаружил, что подавляющую часть требующихся мне сведений можно было отобрать путем тщательного просмотра того, что было опубликовано в журнале Шью сайентист». Откровенно признаюсь, что я обращался з«а материалом к другим источникам лишь в тех не слишком многочисленных случаях, когда не находил его в «Нью сайентист», или для того, чтобы разрешить те или иные сомнения. Этим и объясняются многочисленные ссылки на этот журнал в третьей части книги. В основном третья часть книги была закончена к концу сентября 1964 года, но в некоторых поправках к ней учтены важнейшие события последующих трех месяцев; с этой же целью в ней было сделано несколько подстрочных примечаний. С большим сожалением я решил не рассматривать вопрос об оценке характера технического прогресса, которая занимала большое место в заключительной главе первого издания. Я сделал это отчасти для того, чтобы 7
уменьшить объем и, следовательно, снизить стоимость книги, но главной причиной все же было то, что задача пересмотра этого материала в свете более поздних его исследований другими учеными непреодолимо тяжела, да и распространение моего перечня «относительной ценности изобретений» за послевоенный период представляло бы значительную трудность. Я и поныне убежден, что изучение истории техники может лишь выиграть от применения количественных методов, и питаю надежду, что мой первоначальный очерк на эту тему не будет забыт. За оказанную мне помощь по многим вопросам я выражаю благодарность представителям правительств Советского Союза и Соединенных Штатов в Лондоне; редакторам и другим сотрудникам еженедельника «Совьет ньюз» и американского журнала «Сайенс хори- зонс»; представителям различных промышленных фирм, которые, как я надеюсь, будут удовлетворены этим общим признанием; библиотекарю Общества культурных связей с СССР; профессору Т. Кильберну (Манчестерский университет); Дж. Мэю (Ноттингемский университет); А. Л. Мортону и М. Корнфорту. Прошу простить меня, если я не упомянул о ком-либо из тех, кто оказал мне ту или иную помощь. Последним по счету, но отнюдь не по важности я хотел бы сказать следующее: я не смог бы выполнить эту задачу без постоянного поощрения и поддержки моей жены, не говоря уже о ее практической помощи в чтении рукописи и корректур. С. Л. Ноттингем, июль 1965 года
Часть первая ДРЕВНИЙ МИР И МИР СРЕДНИХ ВЕКОВ
Глава 1 ДРЕВНЕЙШИЕ ВРЕМЕНА (до 3000 года до н. а.) Уже самые древние люди, о которых мы знаем, делали орудия труда и пользовались ими. Человек, каким знаем его мы, пожалуй, не смог бы выжить без орудий труда он слишком слаб и тщедушен, чтобы бороться с силами природы лишь своими руками и зубами. Первые люди были существами, весьма отличными от современного человека, и они, вероятно, сумели бы прожить и без орудий труда. Но только благодаря тому, что эти более примитивные человеческие существа научились пользоваться орудиями труда, и развился современный человек. При этом он в значительной степени утратил физическую силу и скорость передвижения, характерные для первобытного человека, с лихвой восполнив эти потери развитием мозга, рук и глаз, что позволило ему поставить себе на службу многочисленные орудия и машины и что сделало его властелином мира. Объем книги не позволяет нам рассказать об использовании орудий труда людьми в древнейшие времена. Мы начнем с людей эпохи позднего палеолита (старый каменный век), то есть с подобных нам человеческих существ, живших охотой и сбором пищи. Уже на этой стадии люди имели в своем распоряжении громадное количество разнообразных орудий труда: топоры, ножи, пилы, струги, скребки из» тонких осколков камней, молотки, шила и сверла, иглы из слоновой кости, копья и гарпуны. У них были даже орудия для изготовления орудий. Они пользовались двумя важными механизмами: луком и копьеметателем. Первым созданным человеком механизмом, действующим по принципу накопления энергии, был лук. Лучник, постепенно натягивая лук, сообщает ему свою энергию, накапливающуюся и И
сохраняющуюся в луке до тех пор, пока она не будет освобождена в концентрированной форме в момент выстрела. Копьеметатель же представляет собой рычаг, удлиняющий руку человека и позволяющий бросать копье дальше. Приспосабливаясь к переменам климата, человек переходной мезолитической эпохи (средний каменный век) пошел еще дальше в своем развитии, создав, в частности, разнообразный плотничий инструмент, в том числе тесло, долото и стамеску. Тогда же был создан и первый механизм плотника — смычковая дрель, в которой сверло приводится в движение опоясывающей его струной, прикрепленной обоими своими концами к некоторому подобию лука, которому придавалось возвратно-поступательное движение К Этими усовершенствованными орудиями люди создавали такие важные средства передвижения, как сани, долбленые челны и весла. Они создали более совершенные рыболовные снасти и приручили собаку, сделав ее своим помощником на охоте. ЗАРОЖДЕНИЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Но только переход к земледелию (и скотоводству) заложил подлинное начало истории человеческого общества. Земледелие не было, конечно, чем-то придуманным сразу; оно явилось результатом множества отдельных достижений в этой области. Насколько это позволяет утверждать современный уровень научных знаний, хозяйства, основывающиеся на земледелии, появились впервые в Иерихоне и Ярме2 в VIII веке до н. э., и оттуда они постепенно распространились на Ближний Восток. Значение этого первого шага трудно переоценить. Прежде человек собирал лишь ту пищу, которую давала ему сама природа без всякого его участия. Теперь 1 Возможно, что смычковая дрель была действительно создана в эпоху палеолита, но это до сих пор еще окончательно не доказано. 2 То есть в современной Иордании и Северо-Восточном Ираке. Однако обнаруженные в этих местах находки не исключают и той возможности, что подлинный центр зарождения земледелия находился где-то в другом месте, откуда оно распространилось и в эти районы. Прогресс исследований столь стремителен, что в настоящее время ни одно утверждение по данному вопросу не является долговечным. 12
он научился заставлять природу снабжать его тем, в чем он нуждался. Все его предыдущие успехи выглядят малозначащими по сравнению с этим огромным скачком вперед. Развитие земледелия и сопровождавшее его развитие техники представляют собой первую в человеческой истории великую техническую революцию. Чтобы развивать земледелие, людям пришлось изобрести специальные орудия труда: деревянную мотыгу для рыхления почвы, деревянный или костяной серп с кремневой насадкой для жатвы хлебных злаков (рис. I), цеп для их обмолота, ручной жернов для размола зерна '. Но земледелие как основа жизни не могло Рис. I. Деревянный или костяной серп с кремневой насадкой (Египет). бы полностью заменить в этом отношении охоту и сбор пищи, если бы не было целого ряда вспомогательных нововведений. Для изготовления деревянной мотыги и серпа потребовались специальные инструменты. Земельные участки под посевы приходилось расчищать. Для этого да и для других целей люди совершенствовали плотницкие инструменты, появившиеся в мезолитическую эпоху. В частности, они широко пользовались теми приемами точки и шлифовки орудий из камня, которые, может быть, иногда применялись и ранее. Именно по этой причине данный период получил название эпохи неолита 1 Серп в его примитивной форме, в виде прямого ножа для жатвы, был изобретен незадолго до зарождения земледелия: он использовался для срезания съедобных дикорастущих трав. Мотыга также имела своего предшественника: палку для вскапывания почвы, применявшуюся в мезолитические времена. В свою очередь песты и ступы, употреблявшиеся палеолитическим человеком для других целей, использовались в качестве первых ручных мельниц. 13
(нового каменного века). Потребовались склады для хранения зерна и новые способы приготовления его. Пойманную дичь можно было, насадив ее на вертел, зажарить просто на костре, но для употребления в пищу злаков требовались другие, более медленные и более сложные способы их приготовления в особого рода сосудах. Земледельцы (хотя и не самые первые из них) решили эту задачу изготовлением глиняной посуды. Шкуры убитых на охоте зверей служили палеолитическому человеку одеждой. Земледельцу пришлось искать какую-то замену им, и он нашел ее — ткани. Но для изготовления тканей понадобились две новые машины: прядильная машина и ткацкий станок. Первая прядильная машина была очень простой !: она состояла из вилкообразной палки или рогатки, на которой держалась пряжа, и короткой палки с крючком или зарубкой на одном ее конце (к нему прикреплялась слабо скрученная пряжа) и с маховиком из камня или обожженной глины на другом, чтобы обеспечить постоянное вращение, посредством которого волокна свиваются в прочную нить. Веретено приводится во вращательное движение, в то время как прядильщик подтягивает понемногу пряжу от рогатки к концу нити: таким образом волокна постепенно свиваются в нить, которая накручивается на веретено. Этот по современным меркам весьма простой механизм был уже огромным усложнением по сравнению с любой предшествующей ему прядильной машиной. Вплоть до средних веков не произошло никаких коренных усовершенствований этого процесса прядения. Ткацкий станок даже в его простейшем виде (в виде двух брусков, прикрепленных к вбитым в землю колышкам, между которыми натягиваются нити основы, а ткач проталкивает пальцами нить утка попеременно над и под нитями основы) представляет собой сложное устрой- 1 Широко были распространены также и значительно менее хитроумные методы прядения, включая простое скручивание волокон вращением их между ладонями рук или между ладонью и бедром. Но рогатка и съемное веретено, описанные ниже, показывали направление будущего развития техники прядения. 14
ство. Начиная с этой стадии он постепенно совершенствовался добавлением к нему челнока, ремизки, нитеразделителя и других приспособлений '. Таким образом, с начала нового каменного века человек намного расширил число используемых им орудий. Есть некоторые основания полагать, что после достижения только что описанного технического уровня наступила некоторая временная пауза. Но вскоре последовал быстрый прогресс в развитии техники. Изменения в образе жизни человека стояли в прямой зависимости от изобретений Его положение стало более надежным, чем когда-либо прежде. Досуг, которым перемежался труд земледельца, позволял ему заниматься изобретательством. Сравнительно долгое проживание на одном месте, которое стало возможным благодаря земледелию (по крайней мере при высоком уровне его развития), позволяло ему создавать, накапливать и использовать орудия, которые для охотника были бы лишь тяжелой обузой. И наконец, у человека выработалась привычка подчинять себе природу ради собственной выгоды — привычка, которая поощряла его к поискам дальнейших улучшений. Особенно благоприятными для этого были природные условия в Месопотамии и в долинах Нила и Инда, где периодически разливавшиеся реки, режим которых в недалеком будущем подвергся регулированию посредством оросительных систем, поили влагой посевы и ежегодно оставляли (после половодья) новый слой ила, предотвращая тем самым истощение почвы. Деревни в этих краях вырастали в процветающие города, и за два тысячелетия, предшествовавших 3000 году до н. э., здесь тоже было сделано огромное множество изобретений и усовершенствований. В этот период человек научился выплавлять для своих нужд металлы, запрягать животных и использовать их в качестве тягловой силы, изобрел плуг, телегу и парус. Эти и многие другие изобретения легли в основу крупных социальных перемен, речь о которых пойдет ниже. 1 Текстильные механизмы трудно описывать словами, и ранний период их истории часто весьма туманен. Поэтому вплоть до средних веков мы будем касаться его лишь в самых общих чертах. 15
ЗАРОЖДЕНИЕ МЕТАЛЛУРГИИ Медь и железо порой встречаются в природе в самородном состоянии, и люди уже на одной из ранних стадий развития человеческого общества научились плавить и использовать их. Но они использовали их как высококачественный «камень» меньшей хрупкости, чем другие камни, из которых обычно изготовляли орудия труда. Такому «камню» можно было придавать нужную форму молотком, вместо того чтобы оббивать и стачивать углы и кромки, как это требовалось для обычных камней. Большой скачок вперед позволили сделать два ключевых открытия. Во-первых, оказалось, что прокаливание некоторых пород камней вместе с древесным углем давало медь — так был открыт процесс выплавки металлов. Во-вторых, медь можно было выплавлять в специальных печах и выливать в особый сосуд заранее выбранной формы, где затвердевающий металл воспроизводил форму внутренней полости этого сосуда; так был открыт литейный процесс. Эти открытия были сделаны, по всей вероятности, в Месопотамии или где-то по соседству с ней примерно в четвертом тысячелетии до нашей эры. Выплавка металлов из руд была важным шагом, потому что природные запасы самородных металлов незначительны и их использование не могло иметь существенного значения для жизни людей. Более того, без открытия литья наиболее ценные свойства меди остались бы неиспользованными. Хотя кое-где и существовали специализированные «заводы», но обычно каменные орудия изготовлялись самим человеком, пользовавшимся ими тогда, когда ему это было нужно. Иначе обстояло дело с металлом — тут требовалась высокоорганизованная система производства. Добыча руды в открытых карьерах (а затем и в подземных рудниках) потребовала уйму всякой техники для работы с глыбами твердых пород, такой работы, например, как раскалывание этих пород. Сначала люди разжигали на глыбах костры и затем заливали раскаленную поверхность камней водой или забивали в трещины клинья, пропитывали затем водой, чтобы расширяющиеся при этом клинья раскалывали камни. Затем руду нужно было плавить. Для этого требовались особые печи высокого нагрева и дутье. Лучше всего 16
это достигалось при помощи воздуходувного меха, но он был изобретен лишь к третьему тысячелетию до нашей эры, а до тех пор первым литейщикам приходилось подавать воздух в печь силой легких, через специальные воздуходувные трубки. После этого кузнецу предстояло превратить грубый кусок меди в необходимое орудие или оружие. Первым процессом было литье, которое, как и выплавка металла, требовало создания печей высокого нагрева и специальных тиглей, в которых можно было бы плавить металл. Кроме того, требовалось сделать из песка, глины или камня форму для заливки в нее металла и найти способы придать ее внутренним полостям необходимую конфигурацию. . Ведь даже при отливке самого простого изделия форма должна состоять не менее чем из двух частей, которые приходится соединять воедино для заливки расплавленного металла. После отливки заготовку подвергают различным операциям обработки — ковке, опиловке, заточке на камне и т. д. Отсюда видно, что для практического использования меди понадобились многие вспомогательные изобретения в целях выполнения необходимых при этом трудовых операций. К тому же для этих трудовых операций были нужны многочисленные ремесленники-специалисты, освобожденные от производства пищи и получающие ее от общин. Как люди научились выплавлять металл, нам неизвестно. Предполагают, что кто-то случайно обронил кусок малахита (минерал, содержащий медь, употреблявшийся и для косметического подкрашивания век и для борьбы с заносимой мухами инфекцией) в жаровню с древесным углем и вскоре увидел, как на ее дно с этого куска стекают капли жидкой меди. Или, что еще вероятнее, какой-то гончар плавил в своей печи для обжига посуды многоцветный кусок медной руды, который он решил использовать для глазурования. Быть может, такое открытие делалось неоднократно, но всякий раз забывалось как бесполезное. Нельзя забывать, что польза изобретения определяется социальным строем общества. Для использования меди потребовались специалисты — горняки и кузнецы, которые отдавали этой работе все 2 Зак. 339 17
свое время, в связи с чем их надо было кормить, одевать и предоставлять им кров из излишков, создаваемых другими членами общества. Пока уровень техники был недостаточно высок для того, чтобы создавать такие излишки, невозможно было содержать таких специалистов, а поэтому невозможно было и использовать металл. Таким образом, если процесс выплавки металла и был открыт случайно в какой-то период раннего неолита, то его просто отмели бы как бесполезный и вскоре забыли. Но с постепенным развитием неолитического хозяйства пришло наконец такое время, когда общество могло позволить себе содержать специалистов, которые совсем не занимались производством пищи, а после этого уже всякое случайное открытие выплавки меди могло быть употреблено на пользу человеку. Рудокопы и кузнецы отнюдь не были единственно необходимыми специалистами, без которых металлы не могли найти применения в жизни общества. Медную руду находили совсем не там, где жили передовые землевладельцы неолитической эпохи, которые могли содержать кузнецов и пользоваться их изделиями. Руду или медь приходилось доставлять издалека. Для этого требовались купцы и переносчики грузов. Ранние неолитические общества были более или менее автономными в хозяйственном отношении, и торговля в них ограничивалась предметами роскоши, украшениями и амулетами. Но как только эти общества стали производить больше, чем это было необходимо для удовлетворения непосредственных потребностей, они все сильнее проявляли тенденцию к обмену произведенных излишков на доставляемые издалека товары, важнейшими из которых были медь и медные руды. В то же время деревни вырастали в города с разным ремесленным производством, например кузнечным и плотничьим, а позднее в них возникли такие совершенно непроизводительные прослойки общества, как жрецы, царьки, привилегированная знать. Всех их надо было снабжать продовольствием и другими средствами удовлетворения основных жизненных потребностей, доставляемыми из окружавших города сельских местностей. Таким образом, развитие металлургии было бы невозможно без развития земледелия и средств сообщения. 13
ПЛУГ, ПОВОЗКА И УПРЯЖЬ Величайшим нововведением в земледелии (если не считать успехов в области ирригации, которой мы здесь касаться не будем) был плуг. По сравнению с мотыгой, которой взрыхляли почву, это было огромным шагом вперед. С плугом связано и другое важное изобретение— упряжь для животных, прежде всего для быков. Таким образом, люди впервые нашли способ использования некоего «нечеловеческого» источника энергии, чтобы избавить себя от бремени изнурительной физической работы. В города приходилось доставлять продовольствие. Для этого да и для других нужд по перевозке сельские жители все чаще пользовались полозьями, которые они унаследовали от своих мезолитических предков. А затем они сделали решающий шаг, изобретя колесную повозку, по существу представлявшую собой сани на колесах, крепившиеся к дышлу плужной упряжки для быков. На колесных повозках в Шумере ездили уже в 3500 году до н. э., а в Северной Сирии, быть может, и того раньше. К 3000 году до н. э. они были широко распространены в Месопотамии, Эламе и Сирии, достигнув к 2500 году до н. э. берегов Инда. Но в Египте они оставались неизвестными очень длительное время. КОРАБЛИ И ЗАРОЖДЕНИЕ ЭПОХИ ЭНЕРГИИ Когда животных запрягли сначала в плуг, а затем в повозку, это было первым примером выполнения работы не силой человеческих мускулов, а использованием иной силы. Приблизительно к тому же времени относятся и первые попытки использовать неживую силу: силу ветра для парусных судов (рис. I*). Парусные суда использовали в Египте вскоре после 3500 года до н. э., а к 3000 году до н. э. египтяне уже свободно плавали в восточной части Средиземного моря и, по-видимому, в Аравийском море. Те относительные удобства и безопасность, * Рисунки с римской нумерацией даны на вклейках в конце книги. Здесь и далее примечания, отмеченные звездочкой, даны редакторами. 2* 19
которыми мы пользуемся сегодня, основаны главным образом на использовании неживой силы — энергии ветра, воды, угля и нефти. И именно там, на древнем Востоке, на заре цивилизации были сделаны первые таги в направлении к нашей современной эпохе энергии. Потребовалось бы слишком много места, чтобы показать все изобретения этого плодотворного периода. Здесь же мы упомянем только еще одно — гончарный круг, изобретенный предположительно между 3500 и 3000 годами до н э. в Месопотамии или где-то непосредственно по соседству с ее северными границами. Гончарный круг не только позволил производить больше керамической посуды при затратах гораздо меньшего труда, но и сделал гончарное ремесло первой механизированной отраслью хозяйства, первым шагом на пути к сегодняшнему массовому промышленному производству. Наконец, надо отметить весьма тесную взаимосвязь этих изобретений. Так, нельзя было бы широко пользоваться металлами без усовершенствования средств сообщения, необходимых для доставки руды или металла к потребителю, или без успехов в земледелии, позволяющих собирать такой урожай, какого хватало бы для содержания специалистов, исключенных из сферы производства продовольствия. И наоборот, колесная повозка, парусное судно, гончарный круг, требующие довольно высокого уровня развития плотничьего ремесла, не могли бы, пожалуй, найти широкого применения без орудий из металла, необходимых для их изготовления.
Глава 2 ПЕРВЫЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ (от 3000 до 1100 года до и. а.) Наряду с прогрессом в области изготовления и применения орудий труда и машин, описанным в предшествующей главе, не менее важное развитие наблюдалось и в других областях хозяйства. Например, в долинах рек Месопотамии, Египта и Индии системы регулируемого орошения позволили резко повысить урожайность. Во всех сферах своей деятельности люди могли производить гораздо больше, чем прежде, потому что у них были более совершенные орудия и способы труда. Дикий охотник или земледелец эпохи раннего неолита едва сводил концы с концами в хорошие времена, а в плохие времена часть племени умирала от недоедания. Теперь же была обеспечена возможность производить достаточное количество всего жизненно необходимого, и даже, более того, еще и в небольшом избытке, позволяющем улучшить жизненные условия и даже иметь больше предметов роскоши. Но социальный прогресс не шел прямолинейно, путем непрерывного повышения ж-изненного уровня всего населения; сами технические усовершенствования диктовали иную форму развития, а именно такую, которая была связана с полной перестройкой общественного строя. СОЦИАЛЬНЫЕ ПЕРЕМЕНЫ Орудия труда и машины, о которых мы говорили выше, можно было создавать лишь ценой больших затрат труда. Лишь немногие люди или семьи, которые успешно справлялись со своими земледельческими делами, выкраивали свободное время для их изготовления или арендовали более совершенное орудие труда у специалистов в обмен за излишки продовольствия. Приобретая новые орудия труда, их владелец получил большие преимущества. Плуг позволял ему повысить урожайность и создавать в будущем еше больший излишек продовольствия для обмена на еще более совершенные 21
орудия труда. Это было особенно верно в отношении меди. Из меди можно было изготавливать более удобные для работы орудия труда, чем из камня. Литье позволяло изготовлять их в такой форме, какую нельзя было придать камню. Орудия из меди были гораздо долговечнее каменных: когда лезвие затуплялось, его легко можно было заточить снова. Но если медь обладала преимуществом перед камнем при изготовлении из нее орудий труда, то намного большим это преимущество становилось при изготовлении оружия. Если сломается стамеска, то это означает лишь задержку в работе, вызванную затратой времени на изготовление новой стамески. Если же меч сломается в битве, то это означает смерть или плен. Таким образом, на стороне владельца медного оружия было огромное преимущество в бою. Но медь стоила намного дороже камня. В рассматриваемый нами период лишь избранные могли обладать ею. Крестьяне же многие века орудия труда делали из камня и дерева К Результатом этого была тенденция к накоплению богатств в руках немногих. Тот, кто уже был сравнительно зажиточным, мог приобретать медную утварь или другие более совершенные орудия труда. Пользуясь ими, он (его семья или позднее его рабы или крепостные) мог работать с большим эффектом, чем другие, и получать еще больше богатств, это давало ему еще большее преимущество перед его соседями; этот процесс развивался подобно движению лавины. Если же он хотел добыть себе богатство силой оружия или заставить других работать на него, ему давало здесь большие преимущества медное оружие. Охотники и собиратели пищи времен старого каменного века жили в эгалитарном обществе того типа, который теперь называется первобытнообщинным строем2. 1 Это особенно верно в отношении Египта; в Месопотамии серпы иногда делались из бронзы уже после 2500 года до н. э. 2 У нас нет никаких прямых сведений об устройстве и действии общественного механизма какого-либо общества вплоть до 3000 года до н. э. Последующие описания представляют собой реконструкцию, основывающуюся на таких материальных свидетельствах, как жилища, орудия труда, оружие, предметы роскоши и т. п., оставленных этими народами, и на изучении предположительно аналогичного строя, существующего у самых отсталых народов мира. Однако эта 22
Их богатство было собственностью всего племени, и благосостояние каждого его члена было заботой всех. Кое- кто мог накопить больше личных вещей (украшений и амулетов, например), чем другие, но имущественное неравенство было обычно невелико. Всякий член племени должен был полностью вкладывать свою долю труда: не было никакого общественного механизма, который позволял бы одному человеку жить за счет плодов труда другого. «Политическая» организация была соответственно простой, основанной на равенстве, решения принимались на сходках всего племени, хотя голоса старших имели, разумеется, больший вес. На вожде племени (там, где он был один), помимо его обычных обязанностей члена племени, лежала еще ответственность за руководство племенем, но вождь не был привилегированным правителем. Легко видеть, что на этом уровне технического развития была невозможна никакая другая форма общества. Охотники и собиратели пищи при самом напряженном труде едва обеспечивали себя таким количеством пищи и других жизненно необходимых благ, без которых было бы невозможно само их существование. Не было никаких излишков, которые позволяли бы одному человеку жить трудом другого. Племени приходилось единым фронтом выступать в суровой борьбе с природой, ибо внутренние распри означали бы поражение в борьбе и смерть. По тем же причинам войны были редки или вовсе не велись до зарождения земледелия. Ведь если бы люди вели войны, им некогда было бы охотиться, а условия их существования были тогда таковы, что прекращение охоты означало бы их гибель. Общественные последствия перехода от охоты к земледелию настолько глубоки, что антропологи дали специальные названия соответствующим типам общества, и мы будем тщательно придерживаться их в данной книге. Дикость есть общество и способ жизни людей, предшествовавший стадии земледелия, общество, существовавшее за счет охоты и сбора пищи. Варварство — реконструкция является чрезмерным упрощением и схематизацией, дающей лишь абстрактную картину огромного разнообразия существовавших когда-то в прошлом социальных форм. 23
"это то состояние земледельческих народов, когда они еще не достигли уровня цивилизации. Ни одно из этих слов в том значении, в каком мы их здесь употребляем, не имеет уничижительного смысла — действительно, как мы увидим, слово «варварство» часто может означать даже похвалу. Переход от охоты к земледелию, то есть от дикости к варварству, ослабил основу первобытнообщинного строя. Действительно, семья, обрабатывавшая отдельные участки поля, была в состоянии стать самообеспечивающейся единицей, и поэтому значение племени как единого целого уменьшилось. Ранние земледельческие общества оставались, по существу, эгалитарными, поскольку земля принадлежала всему обществу и обычно ежегодно перераспределялась между различными семьями. Тем не менее теперь благодаря лучшим навыкам или большей удаче одна семья могла стать более процветающей, чем другая. На первых порах эти различия в богатстве были невелики, не было и сильного стремления к увеличению этого различия. Но с введением в обиход меди и тех изобретений, о которых мы говорили в конце предшествующей главы, сложилась такая обстановка, что всякий, кто накопил себе небольшой излишек, оказывался в более выгодном положении для еще большего накопления богатств. Быстро возрастало различие в имущественном положении членов общины. И что еще важнее, возрастала разница во власти. В охотничьей общине, как уже отмечалось, было бессмысленно добиваться власти одного ее члена над другим, потому что каждый мог произвести не более того, что требовалось для удовлетворения его собственных жизненных потребностей. Но земледелец мог уже производить излишки. Поэтому, когда земледелие получило широкое развитие, стало выгодным властвовать над другими, будь то сила или убеждение, и жить в качестве привилегированного правителя за счет труда угнетенных. Так на сцене общественной жизни появилась политическая власть. С этого момента развитие общества шло, по-видимому, следующими двумя путями. Во-первых, люди воспользовались преимуществом, даваемым им медным оружием, для того чтобы заставить других платить дань или арендную плату за предоставленную им землю или сделать их рабами. Установив таким образом свое гос- 24
подство в местных общинах, они создавали армии из своих подданных и отправлялись покорять соседние местности. Так постепенно возникали большие царства. Фараоны стали правителями Египта главным образом таким путем. Другой путь лежал через образование класса жрецов. На первых порах жрец — еще не полностью занятый выполнением только этих своих функций, а уважаемый член племени, выполняющий функции жреца дополнительно к обычным обязанностям члена племени, — имел очень большое влияние благодаря своей важной роли: умилостивлять злых духов, вымаливать благоприятную погоду и т. п. Таким образом он получал полную возможность распоряжаться излишками, когда они появлялись, предназначая их в дань богам, но тем не менее накапливая их в зернохранилищах храма. В Месопотамии, например, именно касты жрецов стали правящим классом раньше, чем военные вожди. ЦИВИЛИЗАЦИЯ БРОНЗОВОГО ВЕКА Выше мы набросали лишь весьма отвлеченную картину того, как происходила социальная революция, хотя ее действительный ход был, безусловно, намного сложнее. Но можно определенно сказать одно — примерно к 3000 году до н. э., веком раньше или веком позже, произошли решающие перемены в структуре общества. На смену простым варварским общинам более или менее равных по своему благосостоянию земледельцев пришли государства, в которых подавляющее большинство населения жило на грани физического существования, часто в качестве рабов или крепостных, а все «излишки» плодов их труда использовались для создания роскошных условий жизни немногочисленного класса царьков (или королей), знати, жрецов, а также для содержания чиновничества и армий, составлявших механизм для изъятия у масс этих «излишков». Классовое деление стало основой структуры общества. С точки зрения угнетенного крестьянина, крепостного или раба, эти перемены выглядели явной катастрофой. Но с точки зрения человечества в целом, и особенно с точки зрения людей, живущих сегодня на рубеже нового общественного преобразования, это был необхо- 25
димый шаг вперед. Хотя в результате зарождения нового общественного строя появились и факторы, иногда на ьека задерживавшие продвижение общества вперед, тем не менее то техническое развитие, которое должно было наступить, чтобы сделать возможным прогресс, о котором говорилось в предшествующей главе, было бы невозможно без той формы организации общества, которая была порождена делением общества на классы. Эта форма возникала, например, вследствие высокой стоимости медных орудий труда. В неолитическом обществе, где излишек, созданный сверх минимального уровня, необходимого для обеспечения физического существования, по-прежнему распределялся поровну между всеми жителями деревни, редко какая-либо семья могла выменять у кузнеца на полученную долю излишка хотя бы одно орудие труда. Но возрастающая концентрация богатств в руках немногих за счет многих давала возможность этим немногим обменивать имеющиеся у них излишки продуктов питания (или других средств удовлетворения жизненных потребностей) на изготовленные кузнецом орудия труда и таким образом обеспечивать существование кузнеца (горняка или другого ремесленника-специалиста). Крупные эффективные ирригационные сооружения нельзя было построить руками отдельных людей и даже трудом населения целой деревни. Только организация крупного масштаба могла создавать эффективные ирригационные системы, которые обеспечивали богатство и процветание цивилизаций Египта, Месопотамии и Индии. Подобным же образом возведение городов, строительство дорог и гаваней и многие другие строительные работы, имевшие существенное значение для дальнейшего прогресса, зависели от подобного сосредоточения богатств, а также от наличия власти, позволяющей распоряжаться людьми. Действительно, многие технические достижения, о которых речь пойдет ниже, требовали организации больших масс рабочей силы, изымаемой из непосредственного производства средств удовлетворения жизненно необходимых потребностей. Следовательно, они стали возможны лишь потому, что несколько лиц обладали достаточным богатством (или, что практически равносильно этому, достаточной властью, чтобы заставить других ра- 26
ботать на себя), чтобы содержать эти огромные массы специалистов. Таким образом, многие технические достижения тысячелетия, предшествовавшего 3000 году до н. э., не только вызвали социальные перемены, но, вероятно, в свою очередь зависели от постепенно усиливавшегося деления общества на классы, что обеспечивало сосредоточение богатств, необходимое для подобного их использования. И за полным установлением крупных классовых государств в Египте, Месопотамии и долине Инда незадолго до 3000 года до н. э. последовало несколько веков великого расцвета различных областей техники. Это был не такой период нововведений, о каком мы говорили в главе 1, скорее это был такой период, когда люди упрочивали эти нововведения, оттачивали мастерство, с которым они использовались, и значительно расширили масштабы их применения. Но и в этот период было сделано несколько важных изобретений. Около 3000 года до н. э. или около века спустя в Месопотамии и прилежащих к ней краях было сделано несколько важных усовершенствований в области обработки металлов. Щипцы были увеличены и размерах и превращены в клещи, при помощи которых кузнец мог крепко держать небольшие куски раскаленного металла (однако в них еще не было шарнирного болта, а сжатие производилось металлической пружиной). Но чтобы поднять крупные раскаленные изделия или тигли с расплавленным металлом, приходилось зажимать их между двумя камнями или между двумя кусками дерева. Улучшило процесс обработки металлов изобретение воздуходувных мехов. Был разработан чрезвычайно остроумный (cire perdue) процесс литья. По этому способу из воска делалась модель нужной формы. Затем ее обмазывали слоем глины и ставили в печь для обжига, где воск, плавясь, вытекал, а глина затвердевала и превращалась в литейную форму. В нее заливали расплавленный металл и после его остывания глиняную форму разламывали. Самым важным из всех достижений в металлургии была разработка управляемого процесса выплавки бронзы (сплава меди с оловом, прежде случайно получавшегося иногда из руд, содержавших оба эти металла), что привело к коренному улучшению качества изделий из металла по I 27
ляет около одной двадцатой градуса, а максимальное отклонение отдельных частей основания от среднего уровня было равно 1,25 сантиметра. Как вклад в прогресс человечества, пирамиды сами по себе не имеют существенного значения, но развитие техники, которое понадобилось для того, чтобы создать столь большие сооружения с такой высокой точностью, неизбежно оказало большое влияние на будущее строительной техники. На первый взгляд приходится только изумляться тому, как можно было возводить столь величественные сооружения при таком бедном техническом оснащении. И все же это бедное, с нашей точки зрения, оборудование было конечным продуктом больших достижений в развитии техники строительства из камня, достигнутых не за много веков, а в сравнительно короткий период. Возросли масштабы сооружений и в других областях. Так, например, к 2500 году до н. э. корабли достигали 35 метров в длину, а к 2000 году до н. э. численность экипажа составляла 120 человек. ЗАСТОЙ И все же к 2500 году до н. э. та эпоха технического прогресса, которую мы можем назвать первой в истории человечества технической революцией, закончилась. Это была революция, начавшаяся с развития земледелия и связанных с ним отраслей техники и продолжавшаяся в течение двухтысячелетней эпохи великих изобретений, примерно до 3000 года до н. э., вслед за которой вплоть до 2500 года до н. э. наступил период, характеризующийся скорее совершенствованием технического мастерства и расширением масштабов работ, нежели фундаментальными нововведениями. Но с этого времени наступил застой, когда многие века технический прогресс шел черепашьими шагами. Длительное время не только не было сколько-нибудь серьезных открытий, но даже в тех многих областях техники, где основные идеи уже были разработаны, но еще не реализованы, то есть там, где, как это нам теперь кажется, небольшие дополнительные усилия должны были бы привести к большим достижениям, даже там не было никакого дальнейшего технического прогресса вплоть до средних веков. 30
Древняя упряжь, например, была придумана только для запряжки быков. Ее главным элементом было ярмо, покоящееся на холке быков, и форма бычьей шеи позволяла сделать эту упряжь весьма рациональной. Однако она не годилась для онагра (дикий осел) и в особенности для лошади. И все же, когда эти животные были приручены \ эту упряжь подогнали для них лишь с небольшими изменениями. Так как ярмо не очень подходило для шеи лошади, то его, когда оно лежало на холке, прихватывали еще ремнем (или хомутом) вокруг шеи (рис. 2). По сравнению с современной упряжью, в которой хомут покоится на лопатках, эта упряжь была очень неудобной. Когда лошадь тянула (повозку, плуг и т. п.), ремень давил ей шею и душил, вынуждая закидывать назад голову (то есть принимать положение, мешающее ей тянуть во всю свою силу), а то и вовсе становиться на дыбы. Кроме того, лошадей не ковали (кожаные накопытники надевали, по-видимому, только на сбитые ноги). В результате по меньшей мере две трети энергии лошади тратилось впустую. Не было удобной упряжи ни для одноконной, ни для многоконной езды. Лишь в средние века вошла в употребление рациональная и удобная упряжь. А до той поры лошадиной тягой пользовались только для перевозки легких грузов, тогда как тяжелые грузы люди перетаскивали вручную ценой неимоверных страданий (рис. 3). Точно так же обстояло дело и в других областях техники. Вплоть до средних веков веретено, описанное в главе 1, использовалось без каких-либо коренных усовершенствований, а весьма несовершенное рулевое управление кораблей (см. рис. II) вообще не претерпело никаких изменений. После изобретения повозки и гончарного круга вращательное движение не получало никакого нового применения более двух тысяч лет. До начала железного века главным орудием кузнеца (а в Египте просто единственным орудием) оставался круглый каменный молот, которым он ковал вручную. После создания великих пирамид техника строительства каменных сооружений оставалась неизменной (и даже кое- где пришла в упадок) вплоть до ее нового расцвета в 1 Онагр — в начале третьего тысячелетия, а лошадь — примерно за два тысячелетия до нашей эры 31
JQ К a. с >> к СО ьс о X о ш о.
Древней Греции. И вообще после процветания техники в течение нескольких веков около третьего тысячелетия до нашей эры не было никаких крупных изобретении (да и число второстепенных было невелико) до наступления века железа, коренным образом изменившего условия жизни. ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ СТОРОНА ДЕЛЕНИЯ ОБЩЕСТВА НА КЛАССЫ Из приведенных примеров ясно, что технический застой был вызван не нехваткой задач, требующих своего решения, или тем, что не находилось явных недостатков, требующих своего устранения. Некоторые из задач могли оказаться и трудными на той стадии прогресса — мы не склонны ожидать, что люди, знакомые лишь со столь несложными средствами передвижения, как повозки и парусные корабли, могли создать самолет, — но усовершенствование упряжи или разработка специализированных молотов для конкретных целей были шагом, отнюдь не непосильным для разума людей того времени. Здесь надо искать более глубокие причины. Наиболее вероятное объяснение кроется в природе социальной системы, господствовавшей в наиболее развитой части мира в этот период застоя. Как уже отмечалось, с делением общества на классы стал необходим подъем технических средств, которыми пользовался человек, на более высокий по сравнению с прежним уровень. Мы упоминали вскользь и о том, что такое общество не может обеспечить непрерывного технического прогресса, что оно задерживает его, и иногда на длительное время. Здесь уместно рассмотреть, как это происходило. Общества того периода, а именно периода, когда социальные перемены были завершены и классовое деление четко выявилось и прочно установилось, делились в широком смысле слова на два класса. Огромные массы угнетенного народа — крестьяне, ремесленники и крепостные,— производительным трудом которых создавались все материальные блага общества, получали за свой труд лишь то, без чего невозможно было бы само их существование. Малочисленные правящие группы жрецов, привилегированной знати и царьков никаким 34
производительным трудом не занимались, но жили в роскоши, пользуясь плодами труда других. Технические условия того времени обусловили очень большую пропасть, разделявшую эти два класса. Ведь медь была довольно редким металлом, а ее производство обходилось дорого; это справедливо еще в большей степени по отношению к олову, другой составной части бронзы. Добычу обоих этих металлов легко могли монополизировать небольшие кучки людей, пользующихся большой властью. Но бронза на этом уровне развития техники была главной основой экономического и тем более военного могущества; вот почему власть и богатство были весьма резко сосредоточены в руках отдельных людей. Зависимость таких государств от ирригации, контроль над которой тоже легко было монополизировать, подчеркивали эту тенденцию. В таком обществе независимые средние классы были весьма малочисленны (горстка купцов в Месопотамии, почти полное отсутствие их в Египте). Деление на небольшие автократические группы правителей и огромные массы трудового люда было почти абсолютным. Рассмотрим теперь отношение этих двух классов к процессу изобретений и усовершенствований. Трудовой люд уже был знаком с существовавшими тогда техническими средствами, у него были и практические навыки, позволявшие ему осознать, как следовало бы усовершенствовать эти средства. Но он не был заинтересован в подобном усовершенствовании, поскольку вся добавочная масса продуктов их труда, создаваемая в результате такого усовершенствования, отбиралась у него и лишь еще больше обогащала его хозяев. К тому же, работая и днем и ночью до полного изнеможения, люди труда не имели столько свободного времени, чтобы заниматься изобретательством. С другой стороны, господствующий класс смотрел на мир только с точки зрения потребителя. Люди этого класса, не зная толком способов производства, обычно не догадывались о его технических недостатках и не имели практических навыков для совершенствования производства. Они были хорошо знакомы с искусством эксплуатации людей труда, управления ими, изъятия у крестьянина собранного им урожая до последнего зерна и немало внесли «усовершенствований» в это свое искусство. Но они были 3* 35
неспособны совершенствовать методы технического развития общества. Итак, вследствие того, что один класс обладал и знаниями и навыками, необходимыми для этого развития, но не имел ни побудительных стимулов, ни свободного времени, а у другого класса не было таких знаний и навыков, технический прогресс оказался невозможным. Различными путями собрано немало свидетельств того, что именно форма общества была причиной прекращения этого процесса технического развития. В Египте, например, где процесс деления общества на классы был практически завершен, застой был почти полным. В Месопотамии, где у численно небольшого класса независимых купцов было прочное положение, и в различных периферийных районах, где новая социальная структура была не столь прочной и жесткой, еще мог происходить некоторый (правда, довольно скромный) прогресс. Так, колесная повозка получила распространение в Месопотамии, Эламе и Сирии уже к третьему тысячелетию до нашей эры, то есть к тому времени, когда новый социальный строй обрел устойчивость. Но в Египте этого еще не произошло. Конечно, египтянам уже было известно колесо, потому что они использовали его в переносных лестницах, применявшихся уже в середине третьего тысячелетия до нашей эры при военных осадах. И хотя благодаря наличию нильского речного транспорта роль наземных перевозочных средств была в Египте гораздо меньше, чем в других странах, и здесь было немало таких работ, где применение повозок облегчило бы труд и повысило бы его производительность. Но тем не менее примерно до XVI века до н. э. распространения в Египте они не получали. И даже после этого периода их внедрение было следствием вторжения народов из тех стран, где они уже широко применялись. Напрашивается, следовательно, вывод, что колесо не получило применения в Египте потому, что сведения о нем не успели достигнуть этой страны до того, как ее общественный строй стал столь неблагоприятным для нововведений, что даже препятствовал его использованию. Подобным же образом и бронза (в противоположность чистой меди), кузнечные мехи и клещи не находили применения в Египте вплоть до XVI века до н. э., 36
хотя в Месопотамии ими пользовались уже целое тысячелетие до того. Наконец, мы увидим далее, что эти основные изобретения, которым суждено было вновь направить человечество по пути прогресса, были сделаны не в период существования цивилизаций бронзового века; несмотря на их большие материальные возможности и технический опыт, эти изобретения были сделаны не ими, а варварами в самом конце этого века. Это также является очень убедительным свидетельством того, что причина приостановки технического прогресса заключается в резком делении общества на классы, происходившем в государствах бронзового века. И все же даже в этот период застоя технический прогресс приостанавливался не полностью. Колесо со спицами, представляющее значительный шаг вперед по сравнению со сплошным колесом из дерева, появилось почти за два тысячелетия до нашей эры (см. рис. 2 и 3). К XVI веку до н. э. критяне уже пользовались рапирами. К XV веку до н. э. металлурги поняли, что можно повысить прочность состава бронзы, если выплавлять из руд медь и олово в чистом виде порознь, а затем делать сплавы из этих металлов, а не выплавлять металлы одновременно из смеси руд, как это делалось прежде. Примерно с этого периода пока по неясным причинам (возможно, в результате открытия европейских залежей руды или развития техники использования более богатых металлами сернистых руд) бронза значительно подешевела. В Египте ее использование ограничивалось прежде изготовлением утвари, оружия и тех орудий, создание которых требовало большого мастерства. Теперь же появляются порой бронзовые лезвия мотыг и лемехи. В варварской Европе стало обычным использование бронзы для тяжелых и грубых работ; примерно с XIII века до н. э. рабочие медных рудников в Австрийских Альпах пользовались кувалдами и зубилами с насадками из бронзы. Но более важным по сравнению с этим относительно медленным прогрессом было непрерывное распространение технических достижений бронзового века в обширных частях Европы и Азии после XXX века до н. э., которое и явилось причиной того, что дальнейшее развитие техники (о нем пойдет речь в следующих главах) происходило на более широкой основе, чем когда-либо прежде.
Глава 3 ЖЕЛЕЗО-ДЕМОКРАТИЧЕСКИЙ МЕТАЛЛ (1100 год до н. э,—500 год н. а.) Бронза, являвшаяся слишком редким и дорогим материалом, мало расширила власть человека над природой. В больших количествах из нее никогда не делали земледельческих орудий, вследствие чего земледелие в бронзовом веке так и задержалось почти на том же уровне, что и в эпоху позднего неолита (хотя вполне вероятно, что косвенное влияние бронзы сказалось на нем положительно, поскольку она позволяла изготовлять более совершенные средства труда для производства плугов, колесных повозок и т. п.). Пока земледелие оставалось на прежнем уровне, условия жизни в целом почти не изменились, а прибавочный сельскохозяйственный продукт был настолько мизерным, что ремеслом могла заняться лишь ничтожная прослойка. Таким образом, из бронзы, помимо оружия, изготовляли еще преимущественно лишь средства труда, с помощью которых существующие немногочисленные ремесленники производили предметы роскоши для небольшого класса знати. В общем же производство оставалось на уровне неолита. Даже крупные ирригационные сооружения в Египте и Месопотамии строились в большинстве случаев каменными и деревянными орудиями 1. ЖЕЛЕЗО ОТКРЫВАЕТ НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ Только научившись пользоваться железом как бронзой, люди сумели порвать сдерживавшие их путы. Но технология выплавки железа из руд и производства из него средств труда оказалась весьма сложным делом. В примитивных печах того времени нельзя было достичь достаточно высокого нагрева, чтобы расплавить металл. 1 Индейские племена майя с полуострова Юкатан (Центральная Америка) самостоятельно достигли цивилизации, во многих отношениях такой же, как в бронзовом веке на Востоке, но не пользуясь металлами. Это показывает, что в достижении примитивной цивилизации металл не играл важной роли. 36
Его получали в виде мельчайших затвердевших комочков (крица), затерявшихся в массе шлака. Эту смесь приходилось повторно нагревать и проковывать, чтобы удалить шлак и получить из разрозненных затвердевших капелек сплошной кусок железа. Даже полученное таким способом кричное железо отличалось мягкостью и было непригодно для изготовления орудий труда. Чтобы придать ему твердость и снабдить его режущей стальной кромкой, крицу приходилось повторно нагревать с древесным углем и неоднократно проковывать молотом. После этого получался уже пригодный металл, механические свойства которого можно было в значительной степени улучшать (или видоизменять по усмотрению кузнеца) посредством закалки и отпуска. Овладев этой сложной технологией, человек получил большую выгоду. Более высокая прочность железа по сравнению с бронзой, общедоступность железных руд и, наконец, более дешевый процесс производства окончательно вытеснили бронзу. Повсеместная распространенность железа в природе позволила людям выплавлять и использовать его на месте, без дальних перевозок и торгового обмена. И в бронзовом веке железо добывали очень часто, но только в качестве полудрагоценного металла для изготовления предметов роскоши и украшений. Способ поверхностной закалки сыродутного железа был известен, по-видимому, еще к 1400 году до н. э. древним первобытным племенам, населявшим Горную Армению. Это были вассалы хеттинских королей, некоторое время сохранявших монополию на этот процесс. Но спустя двести лет, с распадом Хеттинской империи, навыки по производству закаленного железа стали распространяться, и уже приблизительно с 1100 года до н. э. орудия труда и оружие из железа уже широко встречаются в Палестине, Сирии, Малой Азии и Греции, проникая оттуда и в другие страны. Дешевое и повсеместно встречающееся железо в корне изменило образ жизни человека. Земледелец получил наконец металлические орудия труда, чрезвычайно повысившие производительность труда при обработке земли. До 1000 года до н. э. в Палестине уже применялись железные мотыги, лемехи, серпы и ножи. Железный 39
топор позволил примерно с 700 года до н. э. производить расчистку под посевы больших лесных массивов и расширить земледелие в Европе. Вскоре греческие и римские земледельцы стали широко применять самый разнообразный железный инвентарь, в том числе лопаты, заступы, вилы, кирки, мотыги, косы и секачи. Ножницы для стрижки овец были изобретены примерно в 500 году до н. э. (до этого шерсть у овец выщипывали). Ими стали пользоваться также для стрижки волос и разрезания тканей. Значительный рост производительных сил в земледелии приумножил прибавочный продукт, чго позволило содержать значительную прослойку специалистов-ремесленников. Продукция, производимая ремесленником, стала достоянием более широких слоев общества, перестав быть монополией избранной кучки знати. Ремесленник стал поставлять земледельцу орудия труда, которые позволили последнему повысить производительность труда в земледелии. Таким образом, между промышленностью и земледелием впервые установилась равновесная взаимосвязь вместо прежней односторонней связи, при которой земледелец снабжал продуктами питания ремесленника, а продукты труда последнего поступали главным образом в распоряжение господствующего меньшинства. С появлением железа и ремесленник получил более разнообразные орудия труда, и притом орудия лучшего качества. К 500 году до н. э. плотники уже пользовались лесопильной рамой и двуручной пилой. Более того, у них было больше различных инструментов из железа, чем прежде из бронзы и камня. Эги орудия пополнились буравом приблизительно к 400 году до н. э. и рубанком около 50 года до н. э. Кузнецы уже к 500 году до н. э. работали с клещами, тисками, зубилом, сверлами и более совершенными кузнечными мехами. У них имелись специальные молоты нескольких видов, чего не было у их предшественников в бронзовом веке (рис. II). Новые и более совершенные орудия повысили производительность труда ремесленников, укрепляя тем самым их экономическое положение. С распространением железа во всех областях стали рушиться барьеры между классами, которые в бронзовом веке приостановили технический прогресс. Не удивительно поэтому, что здесь мы видим новую волну фундаментальных изобретений. 40
НОВЫЕ УСПЕХИ В ОБЛАСТИ ВРАЩАЮЩИХСЯ МЕХАНИЗМОВ Блок был изобретен, по-видимому, в начальный период железного века. Это очень нужное приспособление, казалось бы, легко могли изобрести люди, знакомые с колесом. Однако же, по имеющимся довольно достоверным данным, известно, что египтяне бронзового века не поднимали паруса с помощью блока и определенно не пользовались им на крупных строительных работах. Первые достоверные свидетельства о наличии блока на барельефе были обнаружены в Ассирии и относятся к VIII веку до н. э. (рис. 4). Пожалуй, это служит еще одним примером того, как социальный строй первоначальных цивилизаций задерживал технический прогресс. Отнюдь не исключено также, что блок, являющийся простейшим механизмом, нельзя было изготовить достаточно дешевым способом, пока не появилось железо и в качестве материала и как орудие производства. Как бы там ни было, но появление блока вскоре вызвало коренной переворот в области строительства. Он позволил поднимать и укладывать на место камни гораздо производительнее, чем с помощью практиковавшегося в бронзовом веке способа их подъема по земляной наклонной плоскости с последующим сбрасыванием на нужное место. К 450 году до н. э. греки превратили блок в элементарный подъемник. К этому же времени уже получил распространение вертикальный ворот, а к началу нашей эры вошли в обиход двуноги с талями. Токарный станок, первый и самый важный представитель машин для механической обработки, явился, видимо, продуктом новой волны изобретений начала железного века х. Его изобретение могло относиться либо к 1200, либо к 1000 году до н. э. Достоверно же установлено, что к 800 году до н. э. токарный станок уже вошел в обиход. 1 Некоторые авторы считают, что токарный станок был изобретен в бронзовом веке на том основании, что некоторые изящные изделия из дерева можно якобы было сделать только на станке. Но Р. С. Вудбери в своей книге «История токарного станка до 1850 года» с полной ясностью установил, что эти изделия были лишь результатом очень высокого мастерства резьбы по дереву (R. S. Woodbeary, The History of the Lathe to 1850, Cleveland, Ohio, 1961). 4i
Рис. 4. Первое известное изображение блока.
Возможности оснащения машин металлическими деталями, равно как и возможности изготовления из же* леза орудий труда для обработки камня и дерева, открыли новые горизонты в области производства самых разнообразных механизмов и, следовательно, широкие возможности для новых изобретений. Весьма примечательна в этом отношении механизация мукомольного дела. В бронзовом веке зерно толкли в ступе или растирали каменным валиком на камне с небольшим углублением (седельная ручная мельница). В любом домашнем хозяйстве мололи муку сами. Примерно к Рис. 5. Домашняя мельница времен Римской империи с конным приводом (в качестве тягловой силы чаще использовались ослы). 600 году до н. э. (а возможно, несколько раньше) была изобретена вращательная ручная мельница, в которой зерно растиралось между двумя каменными жерновами, верхний из которых вращался на железном стержне, выступавшем из середины нижнего жернова. Даже в своем простейшем виде вращаемая вручную мельница требует меньшей затраты энергии и дает муку лучшего качества. Спустя одно или два столетия в пекарнях стали устанавливать мельницы более крупных масштабов. Вращал такую мельницу обычно ходивший по кругу осел, упряжь которого крепилась к верхнему жернову, вращавшемуся вокруг выступавшего из него вала (рис. 5). Подобное приспособление использовалось (возможно, несколько раньше) для дробления руды, например на серебряных рудниках Лавриона под Афинами. Другая, более сложная машина, приводившаяся в 43
движение тоже животными, использовалась для производства оливкового масла. Так, впервые силу человеческих мускулов заменяли тягловой силой животных с 3000 года до н. э., когда научились запрягать их в плуг и телегу. Труд человека стал гораздо легче. Но, как мы увидим дальше, по-настоящему тягловую силу животных стали использовать в средние века. Всеобщее распространение железных орудий труда сделало возможным прокладку туннелей, сооружение акведуков для водоснабжения городов и других подобных сооружений. В столь же значительной степени железо способствовало улучшению средств передвижения (хотя сколько-нибудь крупных изобретений в этой области не было сделано): оно позволило расширить строительство морских судов, производство повозок различного назначения и прокладку дорог (к 850 году до н. э. на подобных работах уже использовалась железная кирка). НА ПУТИ К АФИНСКОЙ ДЕМОКРАТИИ Выплавка железа привела к коренным преобразованиям в истории человечества. Значительно возросло производство как предметов первой необходимости, так и роскоши. Бронзовый век обрекал подавляющую массу населения на нищенское существование, едва позволявшее не умереть с голоду. И только господствующая кучка жила в роскоши за счет того небольшого прибавочного продукта, который производило подавляющее большинство населения. В железном же веке гораздо больше людей стало жить лучше и соответственно намного возрос класс действительно богатых людей. Ремесленник и купец начали производить и поставлять товары на общий рынок. На рынок получили доступ даже крестьяне, тогда как в бронзовый век они находились в постоянной зависимости от знати и духовенства. На первых порах они производили продукты по заказам, но по заказам от гораздо более широкой прослойки общества, чем прежде. Позднее стало даже возможным производить товары для продажи на общем рынке неизвестному потребителю, подобно тому как в наши дни рабочий не знает, кто в конечном счете станет потребителем производимой им продукции. С усовершенствованием 44
средств сообщения рынок сбыта для их товаров мог уже находиться дальше от места их производства, но полагаться на далекие рынки имели возможность только такие страны с развитым мореплаванием, как Греция. Даже к 650 году до н. э. греческие товары продавались по всему восточному побережью Средиземного и Черного морей. Начавшаяся примерно в этот период чеканка монет освободила купцов от сложностей меновой торговли и во многом способствовала развитию торговли. Жизнь некоторых государств все больше становилась зависимой от внешней торговли, благодаря чему Афины уже не могли к 450 году до н. э. обеспечить себя необходимым зерном и зависели от его ввоза из других государств в обмен на производимые ими сельскохозяйственные продукты (маслины, оливковое масло и вина) } и продукцию добывающей и обрабатывающей отраслей промышленности (гончарные изделия, оружие и т. п.). При такой хозяйственной структуре число экономически обеспеченных людей стало гораздо больше, чем в бронзовый век. Бронза, как мы уже видели, требовала сосредоточения экономической, а следовательно и политической, власти в руках малочисленной аристократии. Благодаря крупным сдвигам в развитии производства более совершенных орудий труда и оружия из железа большую хозяйственную самостоятельность и независимость от опеки знатных семейств приобрели более широкие слои ремесленников и купцов. Все это привело к децентрализации экономического могущества. Создавшееся положение неизбежно влекло за собой соответствующие преобразования и общественного строя в 1 Переработка таких сельскохозяйственных продуктов оказала в классические времена большое воздействие на создание машин. Мы уже упоминали о машине для производства оливкового масла. А в более ранних поселениях, когда вино производили только для домашнего потребления, сок из винограда выжимали самым примитивным способом в мешках, скручивавшихся с концов Но для производства вина и масла на рынки греки изобрели специальные прессы. Балочный пресс, появившийся на острове Крит в период между 1800—1500 годами до н. э., применялся греками с 1000 года до н. э. и претерпел ряд усовершенствований к началу нашей эры. Более сложный винтовой пресс появился во втором или первом столетии до нашей эры. Изобретение самого винта обычно приписывают Архитасу из Таранто (примерно 400 год до н. э.). 45
целом. В первые несколько столетий железного века происходила постепенная демократизация общества (не без ожесточенного сопротивления со стороны аристократии), вплоть до 450 года до н. э., когда Афины одновременно с превращением в страну, всецело зависевшую от торговли с другими государствами, впервые в истории человечества учредили демократическую конституцию, по которой фактически не существовало законодательного различия между правами граждан. Слово «граждан» здесь выделено курсивом, потому что эти демократические гражданские права не распространялись на женщин, рабов и чужеземцев. А слово «законодательного» выделено мною для напоминания о том, что в Афинах, как и в любом другом основанном на частной собственности обществе, власть символизирует богатство. Афины открыли перед миром путь к более демократическому устройству общества благодаря своей ведущей роли в развитии промышленности, ставшему осуществимым только вследствие использования всех возможностей, которые дали железные орудия труда. Помимо того вклада, который Афины внесли в технический прогресс (о чем уже упоминалось в начале настоящей главы), они стали первым государством, построившим свою экономику на вывозе специально производимых продуктов. В этих целях Афинскому государству пришлось коренным образом организационно перестроить и промышленное производство. На первых порах товары даже на внешний рынок производились горсткой самостоятельных ремесленников. Но производство товаров на рынок выигрывает по эффективности от концентрации производительных сил в крупных мастерских, где каждый работник специализируется на одной операции, а все вместе заняты массовым производством товаров на рынок. Начиная с VI века до н. э. в гончарных мастерских отдельные работники занимались специально формованием изделий на гончарном круге, покраской и обжигом. С развитием промышленности в Афинах укрупнялись и такие мастерские. Нам известно, что к концу V века до н. э. в кроватных мастерских работало по 20, в оружейной по 32 и в мастерских, изготавливавших щиты, по 120 рабов. При наличии 46
15—20 рабов мастерские считались уже довольно крупными, хотя на отдельных рудниках их численность достигала 1000 человек, а иногда и более. РАБОВЛАДЕЛЬЧЕСКИЙ СТРОЙ И ВОЙНЫ В мастерских работали рабы, что знаменовало собой еще одну перемену: возникновение крупной рабовладельческой промышленности, почти совершенно вытеснившей бывших свободных ремесленников. Рабство поставляло достаточно рабочей силы для уже упоминавшегося широкого развития промышленности, выпускавшей продукцию на вывоз, но вместе с тем и привнесло некоторые новые моменты, которые вскоре покончили с прогрессивностью Афинского государства. Рабочая сила рабов, ряды которых постоянно пополнялись благодаря победоносным военным завоеваниям и успешным налетам пиратов, удобно разрешала все проблемы тяжелого труда. Как правило, проще и дешевле было выполнять тяжелую работу руками рабов (даже в том случае, когда они полностью выходили из строя через несколько лет), чем изобретать и строить для этого машину. Так, примерно с 450 года до н. э. внедрение рабовладельческого труда сильно задержало упоминавшееся нами использование тягловой силы для приведения в движение машин. Поскольку в то же самое время физическую работу и даже роль надсмотрщиков выполняли рабы, постольку всякий труд вызывал у граждан презрение К Таким образом, в новой форме проявились те же противоречия, речь о которых шла в конце главы 2. Неграмотный раб, не имевший досуга и не питавший никакой надежды на вознаграждение, не мог совершенствовать технологию производства. Граждане презирали не только физический труд, но даже и сам процесс изобретения как нечто с ним связанное. Очень сильно задерживала технический прогресс в тот период раздробленность Средиземноморья на множество мельчайших городов-государств, которые почти непрерывно находились в состоянии войны друг с 1 Часто вместе с рабами трудились и свободные рабочие по найму, Но отношение к физической работе определялось существованием рабского труда. 47
другом. С одной стороны, такая раздробленность значительно сужала рынки сбыта промышленных товаров, а с другой—отвлекала силы многих людей на военные походы. В их рядах было, видимо, немало одаренных людей, которые в мирное время могли бы внести свой вклад в дело прогресса всего человечества. ЗАВОЕВАНИЯ АЛЕКСАНДРА МАКЕДОНСКОГО Эллинский мир, особенно Афины, достиг величайшего расцвета к 450 году до н. э. Но затем возникшие противоречия привели к увяданию созидательных сил, и уже с 400 года до н. э. наступил период промышленного упадка. Эти противоречия частично смягчил Александр Македонский, одержавший ряд побед и насильственно объединивший весь греческий мир в огромную империю, включавшую Египет, большую часть ближней Азии и даже отдельные земли Индии. Со смертью Александра империя распалась, но не на прежние города-государства, а на три или четыре довольно крупные империи. Новое экономическое и культурное единение удерживало всю эту территорию как единое целое. Многие барьеры, порожденные прежней раздробленностью, были устранены. Всего лишь за несколько лет торговля расширилась в пять раз. Прежде греческая торговля ограничивалась преимущественно Средиземноморьем (главным образом его восточным побережьем), теперь же ее границы простирались от Дуная на севере до Эфиопии на юге, от Индии и даже Китая на востоке до побережья Атлантики. Корабли становились все крупнее, а их число возрастало. Строились крупные гавани, прорывались морские каналы, например между Средиземным и Красным морями. Сооружались маяки по примеру знаменитого маяка в Александрии. Этот город, столица новой египетской империи Птолемеев, стал центром мировой торговли. Одновременно с торговлей развивалась промышленность. Процесс разделения труда продвинулся гораздо дальше: каменщик, например, уже сам не точил свой инструмент, а каменотес не очищал камень от песка. Промышленное рабство пошло на убыль, правда временно, а в ремесленных мастерских трудились либо свободные рабочие по найму, либо люди вообще сво- 4$
бодные, по временному призыву (способ, заимствованный из бытности бронзового века). Подобные условия дали новый толчок техническому изобретательству: три столетия с 330 года до н. э. увенчались таким обилием изобретений, какого не знал ни один период времени в промежуток с 3000 года до н. э. и вплоть до позднего средневековья. ГРАМОТНЫЕ ИЗОБРЕТАТЕЛИ Мы впервые начинаем сталкиваться с довольно обстоятельными письменными описаниями по некоторым вопросам механики, дополняющими свидетельства археологических раскопок и случайные упоминания в литературных произведениях, на основе которых, собственно, излагалась здесь история всей предшествующей эпохи. Образованные классы, имевшие возможность оставить записи о своей работе, стали наконец-то проявлять некоторый интерес и к механике. В принципе высшие классы продолжали презирать все, что касалось ремесла, но на практике промышленность того времени занимала настолько важное место в экономике страны, что отдельные представители подобных классов начали прилагать свои теоретические познания к решению технических задач. К тому же некоторые ремесла и профессии завоевывали уважение у граждан. Здесь прежде всего надо упомянуть о землемерной съемке. Социальные различия между рабочим людом и классом праздных, образованных людей, которые задержали прогресс в бронзовом веке, а затем в Греции с 450 года до н. э., утратили былую контрастность. Но, несомненно, эти различия остались и проявляли тенденцию к усугублению, так что постепенно интерес образованных людей к изобретению или усовершенствованию полезных машин все больше устремлялся к изобретению хитроумных механических безделушек. В действительности самые значительные изобретения этого периода все еще принадлежали неизвестным ремесленникам. Среди образованных людей, серьезно занимавшихся вопросами механики, самым выдающимся был Архимед (287—212 годы до н. э.) — один из величайших математиков всех времен. Разработав теорию рычага, он фактически положил начало теоретической механике 4 Зак. 339 49
(правда, в античные времена эта наука не принесла почти никакой практической пользы, пока к ней не обратились снова в конце средневековья). Архимеда принято считать изобретателем также и винтового насоса, который носит его имя и который начал применяться в ирригации примерно в это время. Наряду с этим, Архимед изобрел и построил оборонительные механизмы для защиты города Сиракузы столь большой силы, что (как гласит предание) атакующие римляне в страхе разбегались при появлении странных машин на стенах городской крепости. Основным оружием дальнего действия и греков и римлян тех времен служила машина, напоминающая артиллерийскую установку, в которой использовалась не сила взрывчатого вещества, а упругость.скрученных веревок. Установки подобного рода были изобретены, вероятно, в начале IV века до н. э. После целого ряда усовершенствований они стали бросать камень весом до 30 килограммов на расстояние 180 метров. Архимед, как считают, значительно усовершенствовал конструкцию таких механизмов. В дальнейшем Ктесибий (живший примерно в 100 году до н. э.) 1 и Фило из Византии (примерно 180 год до н. э.) 1 пытались дальше усовершенствовать подобную артиллерию. Последний, в частности, предлагал заменить скрученные веревки бронзовыми пружинами или сжатым воздухом. Но ни одна из этих попыток не увенчалась успехом. Предложение Фило нельзя было осуществить при существовавших тогда технических средствах. Ктесибию же принадлежит изобретение нагнетательного насоса. Греки и римляне использовали его главным образом для водоснабжения, в пожарных машинах и для привода гидравлических устройств (которые изобрел, по-видимому, сам Ктесибий). Герон из Александрии (умер приблизительно в 70 году до н. э.) ! оставил трактаты, в которых описываются многие бывшие тогда в употреблении механизмы. Видимо, он был землемером, так как одно из его двух наиболее полезных изобретений напоминает теодолит, а другое — прибор для определения пройденного расстояния путем механического подсчета числа оборотов 1 Весьма недостоверные даты, 50
вращающегося колеса, который можно уподобить современному счетчику на автомашине. Последний был снабжен зубчатой передачей, упоминание о которой встречается в литературе К Герон же описал насосы, пожарную помпу и пожарную машину, а также приспособление для автоматической регулировки фитиля и уровня масла в лампах. Описываемые им механизмы в большинстве случаев представляют собой не больше и не меньше, как механические фокусы. Примерами могут служить автоматический прибор, дающий при опускании монеты «священную» воду, кукольный театр, где опускающиеся грузы заставляют двигаться куклы, механизм, с помощью которого зажженный на алтаре огонь открывает двери храма (предназначается для того, чтобы.держать в благоговейном страхе суеверных людей, и должен рассматриваться как мера со стороны власть имущих для удержания темных масс в подчинении), и другие подобные же устройства. Все это с достаточной убедительностью иллюстрирует то, что случилось с начальным периодом развивающейся промышленности, после того как иссякли завоевания Александра Македонского, а усиливавшиеся классовые противоречия еще раз возвели стену отчуждения между теоретиками и практическими задачами, стоявшими перед ремесленниками. О двух изобретениях Герона следует упомянуть особо. Одним из них, безусловно, была ветряная мельница (хотя и существуют некоторые сомнения в отношении действительного смысла одного важного слова в его описании), которая приводила в движение меха особого зацепного приспособления с падающим грузом (рис. 6). Другое изобретение — простейшая паровая турбина, способ действия которой иллюстрируется на рис. 7. Важно то, что здесь мы встречаемся с двумя устройствами, которые можно было превратить в эффективно действующие первичные двигатели 2. Но для Герона это 1 Изобретение зубчатой передачи иногда приписывается Архимеду. Во всяком случае, оно не могло быть сделано (основываясь на имеющихся сведениях) раньше 500 года до н. э. 2 Первичный двигатель — это устройство (водяное колесо, паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания и т. д.), которое преобразует энергию того или иного природного источника в механическую энергию, способную приводить в движение машины. 4* 51
Рис. 6. Ветряная мельница Герона, приводившая в движение водяной насос (полной уверенности в том, что этот эскиз правильно воспроизводит главные особенности мельницы Герона, нет). Рис. 7. Примитивная паровая турбина Герона (сила отталкивания вырывающегося из отверстия пара вращает шар).
была просто забава. Турбина вращается сама по себе и ничего не приводит в движение. Ветряная мельница приводит в действие особое приспособление, но это всего лишь хитроумная безделушка. Правда, при существовавшем тогда уровне технических знаний турбину нельзя было превратить в двигатель, но ветряную мельницу, вероятно, можно было бы. Однако мы не располагаем никакими данными о попытках использовать мельницу для облегчения тяжелого труда. Пока существовал неиссякаемый источник двигательной силы в виде рабов, изобретатели из привилегированных слоев общества не испытывали серьезных побуждений к решению проблемы овладения природными силами. НОВЫЕ ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ Пока на создание механических безделушек растрачивалось таким образом попусту много таланта, безвестные ремесленники изобретали вещи далеко не преходящей ценности. К их числу относятся и серьезные шаги по созданию полезных машин с механическим приводом. Спустя некоторое время после 600 года до н. э. в обиход вошло водоподъемное колесо. Это было вертикальное колесо с прикрепленными к нему черпаками, которые перекачивали воду в оросительный желоб. На первых порах колесо вращалось человеком посредством топчака или ворота, а с 200 года до н. э. для этой цели стали использовать вола (рис. III). Животное ходило вокруг такого же вертикального вала, как и на упоминавшейся нами мельнице, в упряжке, крепившейся к горизонтальному колесу. Это было еще одним важным шагом на пути использования тягловой силы и вместе с тем, вероятно, и первым применением зубчатого зацепления для передачи усилия. Гораздо более коренной ломкой сопровождалось изобретение водяного колеса, сделанное, по-видимому, еще в начале первого столетия до н. э. первобытными племенами, населявшими горную местность к северу и востоку от Римской империи. Надо напомнить, что человек впервые овладел силами неодушевленной природы, оснастив суда парусами еще накануне 3000 года до н. э. Водяное колесо было новым шагом в том же направлении, но уже применительно к механизму, остававшемуся 53
на одном месте. Многие столетия применение водяного колеса ограничивалось мукомольным делом, но в конечном итоге оно стало главным источником двигательной силы, на фундаменте которого протекали начальные стадии развития современной цивилизации. Рис. 8. Водяная мельница Ветрувия. В своем первозданном виде горизонтальное водяное колесо вращалось на вертикальном валу под действием мощного потока воды, направляемого желобом. Однако римский инженер Ветрувий описал в конце первого столетия до н. э. усовершенствованную разновидность водяной мельницы (которую изобрел либо он, либо какой-то другой римский инженер) с вертикальным колесом и 54
горизонтальным жерновом, связанными между собой зубчатым (цевочным) зацеплением (рис. 8). Это уже походило на современную водяную мельницу. Уместно отметить, что зубчатое зацепление здесь было таким же, как и у водоподъемного колеса, которое вращал вол, но с передачей усилия в обратном направлении. РОЛЬ РИМЛЯН Это изобретение появилось в период, когда римляне устанавливали свое господство над всем западным и ближневосточным миром. Основу экономического могущества Рима составлял рабовладельческий труд, причем даже в большей степени, чем у греков. Пока империя расширялась, рабов было более чем достаточно. Рабство разрешало задачи тяжкого труда удобнее, чем машины. Богатые римляне охотнее вкладывали свои капиталы в рабов, чем в машины. К тому же рабовладельческий строй порождал наряду с другими присущими ему язвами еще и тяжелую безработицу, заставлявшую неодобрительно относиться к машинам, заменявшим человеческий труд. Так, в эпоху расширения Римской империи почти ничего не было сделано для того, чтобы поставить водяную мельницу на службу человеку. Даже использование тягловой силы на мельницах значительно сократилось: работу животных выполняли рабы. (Не исключено, что это объяснялось несовершенством упряжи в древние времена, о чем упоминалось в главе 2, так что в подобных условиях животные почти не могли оказать конкуренции рабам.) Таким образом, рабство в древнем мире мешало полному использованию сил неодушевленной природы. Другие антагонистические противоречия, задерживавшие в разные времена технический прогресс в Греции, с удвоенной силой проявлялись в Римской империи. Рабовладельческий труд подавлял всякое развитие промыслов. Физическую работу и технику образованные слои общества считали уделом рабов. По-видимому, греки продвинули технологию производства настолько, насколько это было возможно в рамках хозяйства, основанного на труде рабов. Римляне же в условиях родственного социального строя только воспользовались 55
(иногда в иной форме и в большем масштабе) той технологией, которую они переняли у греков. Откачку воды, например, из своих рудников в Испании и Португалии они осуществляли крупными и сложными машинами, действовавшими по принципу водоподъемного колеса и винта Архимеда, но в движение их приводили не тягловой силой и не силой воды, а мускулами рабов через топчаки. Сами по себе римляне не были лишены изобретательского таланта. Они предприняли, например, ряд попыток по усовершенствованию конной упряжи, но ничего не довели до конца и ничего не внедрили во всеобщий обиход К Объясняется это не отсутствием талантов, а социальными условиями, которые задерживали движение вперед. Пожалуй, единственное оставленное миру римлянами крупное изобретение — это бетон и его использование в гражданском и военном строительстве. Однако империя сыграла важную роль в судьбе Европы благодаря распространению существовавших тогда технических знаний. С началом упадка Римской империи, когда победоносные армии перестали захватывать рабов, обнаружилась серьезная нехватка рабочих рук. Отсюда берут начало поиски машин, заменяющих труд человека. Примерно в 370 году до н. э. неизвестный автор предложил заменить на военной галере гребцов с веслами гребными колесами, приводимыми во вращение волами (по тому же принципу, что и водоподъемное колесо). Эти мысли так и не ушли дальше страниц рукописи, но это было свидетельством хотя бы некоторых сдвигов в направлении создания двигательных установок. В разных частях империи в IV и V веках стали все шире внедряться водяные мельницы. К середине IV века они появились под Римом, а к концу века даже в самом Риме. Так с остановками шло развитие освоения энергии воды, облегчающей труд человека. Однако в полной мере эта тенденция проявилась лишь в условиях нового социального 1 Вполне возможно, что в более ранние периоды застоя тоже были талантливые изобретатели, о плодах усилий которых нам ничего не известно. Но письменные документы и археологические раскопки, относящиеся к периоду до образования Римской империи, столь скудны, что мы о таких людях ничего не знаем. 56
строя средневековья. Во времена Римской империи силу воды использовали лишь в мукомольном производстве1. Ввести во всеобщий обиход водяное колесо и решить таким путем целый ряд новых задач выпало на долю средневековья. 1 В одной поэме, относящейся к IV веку, упоминается о приводившейся в движение водой пилораме для резки мрамора. Однако есть основания полагать, что этот кусок поэмы был вставлен в нее позже. Трудно представить себе, чтобы какому-то изобретателю удалось сначала использовать силу воды для сложного процесса резки мрамора, а не для помола зерна.
Глава 4 СРЕДНИЕ ВЕКА (500-1450 годы) В результате ослабления, а затем окончательного распада Римской империи временно были утеряны наивысшие достижения цивилизации. Искусство, литература, теоретические и прикладные вопросы науки были преданы забвению (если не считать небольших территорий, где их хранили в законсервированном виде, чтобы передать их позднее людям ради их блага). Многие историки культуры касались только или преимущественно этой стороны развития цивилизации и поэтому считали средние века мрачной эпохой, которая привела к гибели цивилизации и на протяжении которой не было почти никакого прогресса, пока в период довольно чудодейственного Возрождения люди не открыли повторно изящные искусства и науки древней Греции и античного Рима, чтобы на их основе вернуться в лоно цивилизации. ВОЗРОЖДЕНИЕ ПРОГРЕССА Нельзя забывать, что в древнем мире искусство, литература и наука были исключительной привилегией небольшой кучки состоятельных и праздных людей. Они не могли служить истинными критериями достигнутого уровня цивилизации. Если выйти за их рамки, чтобы посмотреть на условия жизни вообще, то средние века предстанут перед нами как эра возрожденного прогресса после длительного периода сравнительного застоя. Уровень цивилизации следует определять не только по вершинам интеллектуальной культуры, но и по уровню жизни всего народа. А этот уровень в свою очередь зависит от совершенствования орудий труда, при помощи которых человек вырывает у природы все, что ему необходимо для жизни, то есть от технических новшеств до их практической реализации. Как мы видели, развитие орудий труда фактически полностью приостановилось примерно к 2500 г. до н. э. В железном веке оно во- 58
зобновилось, но даже если учесть все изложенное в предыдущей главе, то темпы такого развития нельзя признать особенно высокими, так как речь в этой главе шла о периоде протяженностью свыше 15 столетий. Мы видели и то, как классический мир не сумел воспользоваться должным образом передовыми методами производства, находившимися в его распоряжении, в частности таким изобретением, как водяное колесо, которое сулило экономию на рабочей силе. Средневековье началось с широкого распространения машин, применение которых сдерживалось раньше наличием подневольного труда. Через несколько столетий этой эпохи был сделан ряд изобретений, заложивших фундамент под современный мир. Как следствие весьма заметно повысился жизненный уровень простого люда. Недаром говорят, что крепостным в X веке (когда только что начиналось Возрождение) жилось лучше, чем народным массам в годы наивысшего расцвета Римской империи. Причины возобновления технического прогресса еще не совсем ясны. Их нужно искать отчасти в социальных переменах в Римской империи, вызванных падением ее могущества, и отчасти в нашествиях варваров, приведших в конце концов к полному крушению империи. За пределами Римской империи варварские племена изобретали и совершенствовали орудия труда, не будучи сдерживаемы теми ограничениями, речь о которых шла в предшествующей главе. Их в этом отношении можно уподобить тем варварам, которые еще на заре цивилизации научились делать орудия труда из железа. Они изобрели косу, которую у них позаимствовали римляне, во многом усовершенствовали соху, о которой римляне знали, но которой они почти не пользовались. Даже находясь под властью Рима, варварские племена продолжали вводить новшества. Так, на полях древней Галлии в I веке н. э. урожай убирали очень примитивной жаткой, в которую впрягали волов, а обмолачивали зерно деревянным цепом, изобретенным, по-видимому, в IV веке !. 1 До этого молотьбу производили разными способами — гоняли скот по снопам, волочили по ним слеги с камнями, просто выколачивали кольями. 59
Вторжение варваров, опустошивших в конце концов империю, принесло с собой более равноправное общество, разумеется, далеко ушедшее от первобытно-общинного строя, но еще недостаточно приблизившееся к обществу с резким классовым делением по сравнению с Римским государством. Вместе с тем постепенно менялся общественный строй Римской империи, в частности шли к упадку рабовладельческие отношения, которые, как уже не раз отмечалось, задерживали движение вперед. Рабство исчезло не сразу — его масштабы в Римской империи сокращались на протяжении последних столетий ее существования и первых столетий средневековья. По сути дела, новых рабов Рим мог приобретать до тех пор, пока он оставался сильной державой с возраставшим военным могуществом. С ослаблением его могущества приток рабов стал ослабевать, а это, естественно, означало только возврат к более первобытному образу жизни, пока не возникла новая производственная основа. В более поздний период Римской империи наблюдалось движение вспять, к такой форме организации, которая существовала до возникновения крупных рабовладельческих государств, а именно к системе местных автономных хозяйств, самостоятельно производящих продукты сельского хозяйства и изделия небольшого ремесленного производства и ведущих весьма ограниченную торговлю главным образом такими товарами первой необходимости, как железо и соль. Из смешения этой формы производства с почти бесклассовым общественным строем варварских племен и возник местный уклад средневековья, резко ослабивший классовое деление. Прежде общество делилось на слои от «божественного» императора до «скотоподобных» рабов. Теперь же общество состояло из крепостных, привязанных к обрабатываемой ими земле, но наделенных совершенно определенными правами на получение той или иной доли продуктов своего труда, и помещиков, поддерживавших довольно тесные связи со своими крепостными, чтобы иметь действительное представление о процессах производства. В этих условиях физический труд стал достойным занятием и пользовался уважением. А новая гуманистическая этика христианства (возникшая в порядке про- 60
теста против бесчеловечного римского правления) способствовала укреплению подобных отношений, что совершенно определенно выражалось в тех монастырских орденах, в которых монахи занимались как физическим трудом, так и изучением грамоты, впервые насаждая непреходящую традицию заинтересованности грамотных людей процессами производства. Крепостной ремесленник стоял ступенью выше, чем раб-ремесленник. Позднее, когда города отстояли свою независимость от помещиков и когда цехи (гильдии) превратились в сильные организации, защищающие интересы ремесленников, искусный мастеровой стал довольно весомым членом общества. При подобных обстоятельствах талантливый мастеровой получал возможность изобретать и совершенствовать, будучи уверен, что плоды его усилий сулят выгоду не только его хозяевам, но и ему самому. Подобные перемены содействовали изобретательству. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИРОВОГО ОПЫТА Так или иначе, но самой интересной новой особенностью средневекового общества была его способность к перениманию и совершенствованию технических новинок, созданных в других странах. Древние народы в большинстве случаев сильно противились новым веяниям из других государств. Техника в древнем Египте оставалась до его покорения греками на уровне бронзового века. Как уже отмечалось, римляне не сумели воспользоваться техническими изобретениями, сделанными в соседних государствах или даже внутри самой империи. Но средневековая Европа, напротив, собирала изобретения из всех стран, особенно из Китая, и создавала из них единый фундамент для нашей современной цивилизации. На протяжении большей части средневековья, которому посвящена настоящая глава, Западная Европа была далеко не самой передовой частью мира. Византия в гораздо большей мере сохраняла утонченность древней цивилизации, которую Запад перенял у нее лишь в конце средних веков. Ислам с момента установления своего господства в VII и VIII веках шел на несколько веков впереди Запада. И почти до конца этого периода самой передовой в техническом отношении страной был 61
Китай К Однако все эти страны пришли в конце концов в упадок, а Средневековая Европа, собирая передовые идеи и изобретения у других, пополняя их своими собственными, развивая и соединяя их в единое целое, создала основанную на новых машинах цивилизацию, возвещавшую о приходе современного мира. Такое жадное стремление учиться у других могло быть следствием непрерывных потрясений, вызываемых нашествиями варваров, начиная с третьего столетия и кончая десятым. Обстоятельства вынуждали европейцев к подобной гибкости. РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИЛЫ Начало средневековья характеризовалось острой нехваткой рабочих рук. В древности тяжелые работы выносили на своих плечах массы рабов. В средние века пришлось искать другое решение вопроса. Им стало использование иных источников двигательной силы, помимо силы мускулов человека. На первых порах стали гораздо шире применять водяное колесо, использованию которого в Римской империи почти до самого ее падения мешал труд рабов. Почти во всех письменных свидетельствах VI и VII веков содержатся упоминания о водяном колесе. На юге Трента и Северна (Англия) в 1086 году было 5624 водяные мельницы, по одной приблизительно на каждые 50 хозяйств. Этого, несомненно, было достаточно, чтобы коренным образом изменить условия жизни людей. Новая разновидность мельницы, приводимая в движение 1 Поскольку в задачу настоящей книги входит главным образом изложение путей развития европейской цивилизации, которая в конечном итоге стала мировой цивилизацией, уделить здесь должное внимание другим государствам, в частности Китаю, невозможно. Во всяком случае, изучение техники древнего Китая и ее влияния на прогресс в Европе все еще находится в зачаточном состоянии, несмотря на титанические усилия д-ра Дж. Нидхэма. Нам известно много случаев, когда изобретения в Китае намного опережали Европу. Чаще всего мы в состоянии определить, было ли то или иное изобретение сделано европейцами самостоятельно или же они переняли его у китайцев. Не исключено также, что европейцы узнавали из рассказов путешественников о технических новшествах и заново изобретали их сами. 62
силой прилива, появилась на побережье Адриатического моря в 1044 году, а в Довере — где-то между 1066 и 1086 годами. На первых порах водяное колесо, как и в Древнем Риме, только мололо зерно. Но скоро его стали применять для самых разнообразных нужд, например на сук- новаляльном производстве. Оно отбивало сукно в воде, которое становилось от усадки плотнее и прочнее. Прежде валяли руками, ногами и даже палками, но с XI века (возможно, с конца X) это стали делать силой воды, поднимавшей падающие молоты посредством кулачков на валу колеса (рис. 9). Подобные мастерские уже в XIII веке перестали быть редкостью. По такому же принципу в XI и XII веках * стали строить кузнечные молоты и кузнечные мехи, в XIII веке появились бумажные фабрики, а в XIV — рудодробилки. Начиная с XI века силу воды стали применять в самых разнообразных случаях, например для толчения вайды (растения, дающего синюю краску), дубовой коры и т. п. К концу XI века ею начали пользоваться для подъема воды в целях орошения, в XIII — на лесопилках и для точки ножей, а в XIV — для волочения проволоки (рис. IV), растирания красок и для привода токарных станков. За триста-четыреста лет водяное колесо претерпело эволюцию от устройства, применявшегося исключительно для размола зерна, до универсального двигателя, повсеместно используемого в различных отраслях промышленности и облегчающего по возможности труд человека. Ветряные мельницы, появившиеся в Европе к концу XII века, подчинили человеку еще и силу ветра. В странах ислама ветряные мельницы встречаются уже с VII века. Но устроены они были совсем иначе: к ободу горизонтального колеса с жерновом, вращавшегося на вертикальном валу, крепили лопасти. Европейская же конструкция походила на современную ветряную мельницу. Ее крылья отходили от горизонтального вала, вращение которого передавалось жернову парой зубчатых 1 В Китае использование силы воды в кузницах и сукнова- ляльнях началось с I века вскоре после того, как там стало известно о водяном колесе. Но у нас нет никаких данных о том, в какой мере использование подобных устройств в Европе связано с Китаем. 63
Рис. 9. Валяльная машина XVI пока с приводом от колеса. водяного
колес. По сути дела, это была водяная мельница Ветру- вия (рис. 8), поставленная с ног на голову и с лопастями вместо водяного колеса. Очень сомнительно, чтобы она была простой копией восточной мельницы. Возможно, это был отклик людей, уже знакомых с водяными колесами, на рассказы, скажем, крестоносцев о том, что сарацины запрягли ветер. О ветряной мельнице в Европе впервые упоминается приблизительно в 1180 году в одном документе из Нормандии. До конца столетия ее наличие было зарегистрировано в отдельных местах на территории от Йоркшира до Леванта. Приспособить ветряную мельницу для обслуживания каких-либо процессов, кроме мукомольного, было не так легко, как водяное колесо. Но приблизительно с 1400 года она становится основой водоподъемных работ при осушении в Нидерландах. Время от времени ее используют как привод различных механизмов, например для рудничного подъемника в Чехии в XV веке. Самые первые ветряные мельницы в Европе были козловыми, так что весь корпус поворачивался на козлах для наведения ветроколеса на ветер (рис. VI). Это очень жестко ограничивало размеры мельниц. В шатровой мельнице (рис. VII) ходовая часть помещена в неподвижный корпус, а поворотный шатер несет лопасти и шестерни. Ее мощность была уже в два-три раза больше. По-видимому, такая мельница появилась к концу XIV века *, но широкого распространения не получила вплоть до XVI века, пока голландские инженеры не усовершенствовали ее, использовав все потенциальные возможности, и не приступили к применению для многих производственных нужд. УПРЯЖЬ До изобретения парового двигателя единственным источником двигательной силы, помимо ветра и воды, был скот. Надо помнить, что упряжь в том виде, какой она была еще к 3000 году до н. э., годилась только для волов, но лошадь и осел в ней тратили почти всю свою силу попусту (см. рис. 2). История развития современной упряжи 1 Один документ допускает такую трактовку, которая заставляет отодвинуть эту дату назад, к 1295 году. 5 Зак. 339 65
весьма запутана. В Китае упряжь значительно усовершенствовали самое позднее ко II веку до н.э.,введя мягкий хомут (форейтор). Хомут охватывал грудь лошади ниже, а приблизительно по середине его крепил горизонтально ременный тяж, что освобождало шею животного от давления, делавшего столь малоэффективной древнюю упряжь. Вместо ярма и дышла, как на рис. 2, лошадей стали запрягать в оглобли. Еще в Римской империи предпринимались отдельные такие попытки, но там подобная упряжь не получила распространения. Упряжь подобного рода появилась в Европе к IX веку и скоро прочно вошла здесь в обиход. Все эти факты, равно как и некоторые другие подробности о существовании упряжи в других местах, дают основание полагать, что подобное усовершенствование могло быть сделано еще древними народами, населявшими степные районы Средней Азии, а оттуда проникло в Китай, где такая упряжь вошла повсеместно в обиход. Опробовал ее и Рим, но отказался от нее, будучи технически консервативным обществом. В средние века она снова пришла в ЕЬропу из Китая совершенно самостоятельным путем. Современная упряжь с мягким хомутом, постромками и оглоблями тоже, видимо, проникла из Средней Азии, ибо в Китае она уже появилась между III и VII веками н. э., тогда как в Европе она существует, по некоторым предположениям, приблизительно с IX века и распространяется повсюду в этом своем окончательном виде к XII веку. В Древнем Риме спорадически предпринимались попытки запрягать лошадей цугом; но такая упряжка распространилась лишь в средние века. Подковы появились в Европе в IX веке, и в XII веке ими стали пользоваться повсеместно. Изобрели их, видимо, тоже степные кочевники К Таким образом, люди научились наконец полностью использовать тягловую силу животных. В итоге расходы на сухопутные перевозки в три раза сократились со времен Римской империи до XIII века. Но этим дело не ограничилось. Теперь на сельскохозяйственных работах малоэффективных волов можно было заменить лошадьми 1 В старину лошадям иногда надевали накопытники на время работы на твердом и скользком грунте или для защиты сбитых ног, но подков на гвоздях тогда не знали. 66
и ослами. Альфред Великий * упоминает о конной пахоте в Норвегии в конце IX столетия, а Б. Тэпестри (около 1080 года) изображает и лошадь и осла на полевых работах. Тягловая сила животных широко использовалась и в качестве привода машин в том виде, в каком они были известны еще во времена Греции и Рима, но не получили тогда распространения из-за плохой упряжи и наличия рабовладельческого труда. Эти три источника двигательной силы, которые наконец человек научился рационально использовать, коренным образом изменили положение во всем мире. Прежде высоты цивилизации были достоянием лишь господствующей кучки. Ее фундаментом служили огромные массы рабов, используемые не как рабочие руки, а как машина, как источник двигательной силы. Но лошадь в усовершенствованной упряжи заменяла теперь в этой роли 10 рабов, а хорошее водяное колесо или хорошая ветряная мельница — работу 100 рабов. В древних Афинах на двух свободных горожан приходилось приблизительно по одному рабу. В Англии в 1086 году, когда использование силы воды только что начиналось, мукомольные мельницы уже служили эквивалентом одному рабу на четыре- пять жителей. Поэтому новые источники двигательной силы создавали основу для развития более высокой цивилизации без рабства, которое по мере освоения этих источников постепенно отмирало. ДРУГИЕ ПОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ СРЕДСТВ ТРАНСПОРТА Крупные достижения средневековья в области транспортных средств отнюдь не ограничивались совершенствованием упряжи. С четвертого тысячелетия до нашей эры вплоть до конца средних веков рулевой механизм кораблей оставался, по сути дела, неизменным. В действительности он мало отличался от гребного весла, несколько приспособленного для управления (рис. I). На крупных кораблях его крепили на корме и, чтобы усилить точку опоры, снабжали рычагом, несколько напоминавшим * Альфред Уэссекский (849—900 годы) — король Уэесекса, сильнейшего из англосаксонских королевств. Вел освободительные войны с датчанами. Издал свод законов. 5* Ь7
румпель. Почти так же с помощью широколопастного короткого весла управлял своей пирогой сидевший на корме дикарь. Но это был малоэффективный способ управления. Весло не давало большого упора и легко отклонялось под ударами волн. Для мелких каботажных судов периода 3000 года до н. э. этот недостаток особого значения не имел, но, по мере того как корабли становились крупнее и крупнее, несовершенство рулевого управления выявлялось все очевиднее и даже ограничивало размеры строившихся судов. Попытки разрешить эту проблему с помощью нескольких рулевых весел не принесли никакого успеха. При столь слабом рулевом управлении корабли не могли плыть против ветра и всегда находились во власти направления ветра. Поэтому на галерах приходилось держать много рабов, выполнявших разные работы, что способствовало сохранению рабства К В VIII веке в Китае и в XIII веке в Европе2 появилось рулевое управление современной конструкции. Руль начали прочно навешивать на ахтерштевень, являющийся продолжением киля и образующий таким образом единое целое со всем судном. Его устанавливали на достаточной глубине под водой, чтобы укрыть от мешающего действия волн. Теперь можно было сделать руль довольно большим по размерам и строить более крупные корабли с хорошими мореходными качествами, позволявшими плавать и против ветра. Усовершенствование рулевого управления позволило улучшать оснастку судов (очень медленно развивавшуюся после падения Римской империи), полностью завершенную к XV веку. За период с XIII по XV век в развитии мореплавания было сделано больше, чем за предшествующие четыре тысячелетия. Со времени появления первых парусников до конца древнего мира навигация развилась от речного плавания лишь до пересечения Средиземноморья и каботажного мореходства вдоль побережий континентов (если не считать одного 1 Галерные рабы оставались принадлежностью военных судов до тех пор, пока развитие артиллерии не изменило коренным образом в XVI веке тактику морского боя. Пока таран и абордаж были главными способами атаки, маневренность галер обеспечивала им преимущество, но наличие на них множества гребцов не позволяло вооружать их в достаточной мере артиллерией. * В Византии, видимо, гораздо раньше. 68
случая пересечения с попутными муссонами Индийского океана). И только в 1492 году, спустя два-три столетия после появления в Европе современного рулевого управления, человеку удалось пересечь Атлантический океан. Компас — еще один важный вклад средневековья в развитие мореплавания — тоже раньше появился в Китае. Там начиная уже с I столетия до н. э. постепенно накапливались сведения о свойствах магнитных стрелок, «использовавшихся» при гаданиях, пророчествах и т. п. Китайские мореплаватели стали пользоваться компасом с XI или самое позднее с начала XII века. Европейский компас появился к концу XII столетия и по своей конструкции настолько отличался от китайского, что едва ли мог быть его простой копией. Не исключено, что мысль о компасе была подсказана сообщениями (поступавшими, вероятно, через страны ислама) о том, что уже было сделано в Китае. Большой шаг вперед в развитии судоходства по внутренним водным путям означали шлюзы с воротами. Начало положили шлюзы с одним створом для пропуска судов. Шлюзы с верхними и нижними воротами появились в Нидерландах в XIV веке и, по-видимому независимо, в Италии в XV веке. В Китае шлюзы с одними воротами встречаются до нашей эры, а шлюзы с двумя воротами появляются в IX или X столетии. У китайцев, однако, это устройство использовалось исключительно редко, тогда как подобные шлюзы в Европе были столь тесно связаны с решением насущных задач, что их, вероятно, надо считать самостоятельным изобретением. Менее крупным, но существенным изобретением была тачка, решавшая задачи местных перевозок. В Китае она была известна с начала нашей эры, а в Европе появилась самое позднее в XIII веке. Подобные огромные перемены в области способов и средств передвижения привели, естественно, к большим социальным последствиям. Одним из таких последствий, на первый взгляд не очень заметным, стала возможность более широкого использования силы воды, ветра и тягловой силы животных. Машина с тем или иным двигателем нужна лишь тогда, когда есть достаточно работы, чтобы сделать ее экономически выгодной. Обычно это сопряжено с доставкой заказов издалека. Усовершенствованные средства сообщения позволили в средние века 69
подвозить зерно на центральную водяную мельницу или лес на крупную лесопилку. Древнему миру с его бедным транспортом приходилось довольствоваться производством более местного характера и столь мелкого масштаба, который исключал почти полностью возможности использования машин с двигателями. Таким образом, развитие подобных машин, усовершенствование средств передвижения и (как мы уже убедились) отмена рабства— все это было тесно связано между собой. Наряду с этим новые средства передвижения проложили путь так называемой «торговой революции», эпохе большого расцвета торговли, наступившей в последние столетия средних веков. За несколько столетий европейские страны утратили способность обеспечивать себя всем необходимым, начав ввозить сырье и готовую продукцию (сначала предметы роскоши, а затем и товары первой необходимости) из всех стран мира. А это дало сильный толчок росту промышленности, а вместе с ней и развитию все более мощных машин, речь о которых пойдет в следующих главах. Более того, энергия воды, ветра и тягловая сила животных оставались основой развития всех крупных механизмов вплоть до XVIII столетия. До этого времени основными средствами передвижения оставалась лошадь с ее более совершенной упряжью и более совершенное парусное судно. Итак, описанные здесь средневековые изобретения положили реальное начало развитию нашего современного мира машин. ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И ТЕКСТИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО Изменения в конструкции плуга, резко повысившие урожайность продовольственных культур, означали революцию в земледелии. В доисторические времена пахали сохой без колес, которую сам пахарь поддерживал на нужной высоте и под нужным углом. Соха давала неровную борозду, но даже и для этого пахарю приходилось прилагать огромные усилия. В отличие от современного плуга, который отрезает стерню и переворачивает ее, соха просто царапала почву. Таким несовершенным орудием, но оснащенным железным лемехом, в странах Средиземноморья пользовались вплоть до средних веков. Для обработки мягкой почвы она еще как-то годилась, но 70
для твердого грунта на большей части северной и западной Европы она была просто бесполезна. До 100 года до н. э. (возможно, еще в 400 году) варварские племена, населявшие территорию между Данией и Баварией, изобрели значительно более производительный тяжелый плуг, который разрезал и переворачивал стерню. Новый плуг получил с VI столетия широкое распространение в Европе. В своем окончательном виде он был снабжен вертикальным ножом, разрезавшим почву, лемехом, подрезавшим пласт, отвалом, переворачивавшим этот пласт, и колесами, позволявшими пахарю нести более ровную борозду и облегчавшими труд пахаря, делая ненужным поддержку плуга руками на нужной высоте. Неясно, когда плуг оснастили всеми этими приспособлениями. Колеса были известны еще во времена Римской империи, но в общий обиход они стали входить лишь с XI столетия. Отвал был изобретен, видимо, еще позже. Последовательное усовершенствование плуга придало ему к XIII веку почти современный вид. Помимо более производительного переворачивания почвы, этот плуг позволял проводить борозды, чередующиеся с гребнями, что улучшало дренаж и позволяло таким путем возделывать плодородные почвы на низменностях. Поскольку среди предметов первой необходимости непосредственно за продовольствием идет одежда, постольку вполне естественно, что в эту эпоху прогресса коренным образом должны были измениться и текстильные машины. До конца античных времен ткацкий станок оставался примитивным легким устройством, состоящим из ряда связанных или скрепленных между собой, а иногда просто воткнутых в землю прутьев, почти без всяких механических приспособлений, облегчающих труд ткачей. В средние века ткацкий станок превратился в прочную станину, снабженную вальцами, делавшими ткачество непрерывным -процессом, подвесным бердом, обеспечивавшим плотную и регулярную прибивку уточины педальными ремизками и многими другими приспособлениями. Это уже была сложная машина, по сравнению с которой древний ткацкий станок выглядел детской игрушкой. В Европе такой почти совершенный станок появился в XIII столетии, хотя его вполне можно было создать на основе изобретений, сделанных в странах Ближнего Востока в начале нашей эры. 7\
Средневековая Европа позаимствовала у Китая еще одну разновидность ткацкого станка — станок с подвижными шнурами для поднятия и опускания нитей после каждого пролета челнока, позволяющий производить узорчатые ткани. Подобный ткацкий станок появился в Китае ко II веку до н. э., достиг Ближнего Востока к III веку н. э. и пришел в средние века в Европу. К началу средних веков веретено оставалось таким же, каким его знали пряхи самых древних времен. Затем оно претерпело коренные изменения, которые увенчались изобретением прядильного станка. Технически Рис. 10. Колесо для намотки нити (XIV век). Нить наматывается на катушку с простого веретена, свисающего с левой руки пряхи. В те времена этим же колесом пользовались и для прядения, но его приходилось чередовать с перемоткой. более простые процессы кручения и перематывания шелка (возможно, по образцу китайских станков конца XI века) были механизированы в Болонье в 1272 году. В XIV веке такой станок с водяным колесом в качестве привода стал весьма производительным и под присмотром двух-трех мастеровых заменял труд прежних нескольких сотен рабочих. В действительности именно производство шелковой нити сделало возможным подобное быстрое развитие мануфактурного прядильного производства. Столь же быстрый рост при производстве льняной, бумажной и шерстяной пряжи был невозможен, так как здесь короткие волокна приходилось скручивать в непрерывную нить. Но одновременно совершавшиеся усовершенствования превратили простое веретено в прядильное колесо, которое еще пару столетий назад можно было 72
встретить во всех деревенских домах и которое до сих пор часто встречается в наших музеях. Большое колесо вращали вручную (позже это делали посредством педального механизма, см. стр. 78), а перекинутая с него на малое колесо веревка быстро вращала его вместе с веретеном (рис. 10). На первых порах такое колесо использовалось только для наматывания на катушку или шпулю нити, которую уже скрутили примитивным веретеном. Но уже к 1280 году колесо начали использовать и для прядения, а в XIV столетии оно получило широкое распространение. Мы уже упоминали о еще одном важном достижении текстильного призводства — использовании силы воды для валяния сукна. МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСЫ Самым сложным механизмом, созданным в средние века, были механические часы. В бронзовом веке люди пользовались водяными часами, в которых время измерялось количеством воды, вытекающей через небольшое отверстие из сосуда. Древние греки усовершенствовали их, снабдив разными регулирующими механизмами и циферблатом со стрелкой, соединявшимися с часами механически. Вполне возможно, что еще в Древней Греции или в Древнем Риме, но уже совершенно определенно в VI веке у арабов часы оснастили искусным механизмом, заставлявшим каждый час выскакивать наружу какую- нибудь куклу. Но водяные часы никогда не показывали точное время. Равномерность хода механических часов, приводимых в движение подвешенной гирькой, зависит от спуска («сторожка»), который через определенные промежутки времени прерывает движение часового механизма. Происхождение этого устройства еще туманнее, чем в случае подавляющего большинства средневековых изобретений. У китайцев с начала нашей эры были часы (или действующие астрономические модели), которые приводились в движение от водяного колеса. Одни из них, созданные между 1088 и 1092 годами, имели своебраэное спусковое устройство, которое задерживало вращение колеса до тех пор, пока каждый ковш не наполнится в свою очередь доверху, и затем допускало его поворот на определенный угол. Есть достаточно веские основания 73
полагать, что подобные устройства относятся к 725 году. Однако это приспособление не было настоящим спуском, поскольку вращение колеса определялось главным образом течением воды. Оно весьма отличалось от балансового и шпиндельного спусков европейских часов XIV столетия (рис. V). Сколько-нибудь достоверных данных о том, что изобретения Китая повлияли на развитие часовых механизмов в Европе, не имеется, хотя такая возможность и не исключена. В Европе Виллард де Гонкур описывал (приблизительно в 1250 году) грубое спусковое устройство, позволявшее фигурке ангела всегда показывать рукой на солнце. Но это опять же мало напоминает шпиндельный спуск. Возможно, что в XIII веке уже были механические часы, но пользоваться одним словом «часы» нецелесообразно, чтобы не стереть разницу между механическими и водяными часами. Самая ранняя достоверная дата появления в обиходе шпиндельных механических часов относится приблизительно к 1340 году или несколько позже (с точностью до нескольких лет). С тех пор они быстро вошли в общее употребление и стали предметом гордости городов и соборов. Пружинные часы появились к 1450 году, а к концу этого столетия вошли в применение переносные часы, но еще слишком крупные, чтобы их можно было назвать карманными или наручными. Производство часов, даже таких крупных и несовершенных, какими были первые образцы, требовало гораздо более высокой точности изготовления, чем все прежние машины. Говорят, что современное машиностроение есть детище от брака тонкого мастерства часовщика с техникой тяжелого машиностроения, применявшейся строителями мельниц и других мощных двигателей. БУМАГА И КНИГОПЕЧАТАНИЕ Одним из самых поздних и величайших достижений средневековья было книгопечатание. В Китае оно началось на несколько столетий раньше, чем в Европе, но не известно, в какой мере европейцы переняли его и в какой изобретали его самостоятельно Европа, несомненно, обязана Китаю изобретением одного из самых основных материалов для печатания — бумаги, которая была единственным достаточно дешевым материалом, обладавшим 74
всеми нужными свойствами. Бумага появилась в Китае около 100 года н э. и вплоть до VII века оставалась достоянием только Китайской империи. Затем она появилась в 751 году в Самарканде, лежавшем на пути из Китая к тогда процветавшей Арабской империи. Затем мы можем проследить ее распространение по странам господства ислама через Багдад (793 год), Египет (900 год) и Марокко (1100 год) до Испании (главного стыка арабской и европейской цивилизаций) приблизительно до 1150 года. Оттуда она проникла в Южную Францию к 1189 году, в Италию — в XIII веке, в Германию—в XIV веке и т. д. В процессе изобретения книгопечатания можно наметить три главных этапа. Сначала печатали с деревянных форм, вырезавшихся из дерева по одной для каждой страницы. На следующем этапе печатали подвижными литерами, изготовляемыми из дерева или какого-либо иного материала. Имея несколько сот штук каждой литеры, печатник мог набирать из них целую страницу текста в рамку, затем перейти к набору следующей страницы и т. д. Но при таком способе печати каждую литеру приходилось вырезать в количестве нескольких сотен штук. И наконец, текст начали набирать методом массового производства, отливая из металла все литеры в одной форме. В Китае книгопечатание с деревянных форм появилось в VI веке. Примерно в 1045 году там начали применять глиняные формы, а около 1314 года распространились деревянные литеры. Наконец, в Корее с 1392 года литеры стали отливать из металла, а в 1409 году этим способом была напечатана первая книга. Но огромное количество экземпляров каждой литеры, необходимое для китайской грамоты, задерживало здесь развитие печатания металлическими литерами. Печатание достигло Персии в 1294 году, но на протяжении последующего столетия, видимо, дальше не пошло. Европейские методы печатания были совершенно иными, чем у китайцев. Следовательно, несмотря на значительное отставание во времени, можно с уверенностью сказать, что это изобретение было не просто завезено в Европу из Китая. Но вполне вероятно, что с развитием более тесных торговых отношений между двумя цивилизациями до Европы дошли вести о книгопечатании в 75
Китае, наталкивавшие отдельных лиц на разработку подобного же дела. Ксилография для печатания бумажных денег, игральных карт и картинок религиозного толка появилась в Европе к концу XIV века и довольно широко распространилась в начале XV (а это, несомненно, было связано с сообщением о подобном способе и, быть может, даже с образцами такой печати, попадавшими в Европу из Китая и Монголии благодаря оживленным торговым связям). Напечатанные ксилографическим способом книги появились примерно в 1450 году. Переход к металлическим литерам произошел, по-видимому, быстро (промежуточного этапа в Европе не было). Уцелевшие в Авиньоне следы подобных попыток относились к 1444 году, а в Гарлеме они проводились, вероятно, даже несколько раньше. Но заслугу разрешения многих технических задач по усовершенствованию процесса печатания принято приписывать (хотя и не единодушно) жителю немецкого города Майн- ца Иоганну Гутенбергу, который начал работать в этом направлении с 1436 года и стал печатать свои книги приблизительно с 1450 года (с точностью до двух лет в ту или другую сторону от этой даты). К 1500 году книгопечатание проникло в 12 европейских стран. К этому времени уже было издано около 40000 экземпляров книг (рис. VIII). Печатание оставило столь же глубокий след в жизни человечества, как и изобретения в области двигательных средств передвижения, о которых речь шла раньше. Читатель и сам может составить представление о последствиях книгопечатания, подумав о его роли в современном мире или о его влиянии на ход истории человечества после освоения этого открытия, то есть начиная с XV века. Здесь уместно отметить и то, что книгопечатание сыграло важную роль в уничтожении одного из основных противоречий, которые до сих пор препятствовали наилучшему использованию талантов человека в интересах технического прогресса. Оно разрушило стену отчуждения между мастеровым-практиком и грамотным человеком. Мы уже видели, как социальные перемены уничтожали подобное отчуждение, ослабляя классовое различие и делая практические дела более важными и почетными. Более того, печатание сделало книгу доступной широким слоям населения, так как до этого изготовле- 76
ние книги переписыванием от руки делало из нее дорого стоившую ценность. Спустя одно или два столетия любознательный и честолюбивый мастеровой получил возможность узнать из книг о накопленном другими опыте и обратить эти познания на решение своих задач. Это была такая же революция, как и открытие железа. Последнее демократизировало орудия труда, а книгопечатание сделало то же самое с источниками познания. Оно стало в последующие столетия важным моментом в убыстрении темпов технического прогресса. КРИВОШИП И ПЕДАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ Машины, которые мы сейчас рассматриваем, имеют гораздо более сложное устройство по сравнению с машинами древнего мира. Это объясняется накоплением познаний о том, как соединять между собой механические элементы, чтобы движение одного вида преобразовать в другое. Особенно важны в этой связи способы преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и возвратно-поступательного во вращательное. При преобразовании первого вида основным механизмом служит кулачок, который был известен еще греческим инженерам, например Герону, но он использовался в античном мире лишь для так называемых «механических забав». И только в средние века этот механизм стал приносить пользу в машинах, упоминавшихся в разделе «Рациональное использование двигательной силы». Основным механизмом для превращения поступательного движения во вращательное служит кривошип, о котором, по-видимому, люди совершенно не догадывались в древности. Даже кажущаяся нам столь простой мысль о том, чтобы вращать ручную мельницу, взявшись за укрепленную у края верхнего камня вертикальную рукоятку, видимо, не приходила им на ум. Большие мельничные жернова вращали рабы или животные, ходившие по кругу. Менее же крупные жернова приводились в движение с помощью выступавших сбоку радиальных рукояток (что, вероятно, позволило прибегать к попеременному незначительному повороту жернова в обоих направлениях). Вертикальная рукоятка, позволяющая осуществлять непрерывное вращение благодаря кривошипному 77
устройству, появилась только в средние века К Пожалуй, это было одним из изобретений, принадлежавших варварам. Но даже и тогда людям было трудно уяснить себе принцип действия и распространить его на другие сферы, поскольку о дальнейшем использовании кривошипа ничего не было известно приблизительно до 850 года, когда им стали вращать точильные камни. Затем кривошипом начали оснащать шарманку, возможно в X веке, но не позднее XII века. В XIV или в начале XV века кривошипом закручивали пружины самострелов. К этому времени его стали использовать и для других целей, например в катушках для наматывания мотков пряжи и в таком крайне важном, хотя и простом инструменте, как столярный коловорот. Во всех перечисленных случаях применения кривошипа его вращали вручную. Но приблизительно в 1430 году мы впервые встречаемся с кривошип- но-шатунным механизмом 2, приводившим в движение мукомольную мельницу. Меж тем педальный механизм претерпевал свою самостоятельную эволюцию — в ткацких станках, в приводах токарных станков (посредством механизма, к описанию которого мы скоро перейдем) и в кузнечном молоте с педальным управлением, который появился в XIV веке. Приблизительно к 1430 году человек соединил педаль, шатун и кривошип воедино в виде привода, знакомого нам по современным простым швейным машинам. Мукомольные мельницы и на этот раз оказались первой областью его применения. Вот когда появился наконец один из практически важных для современных машин механизм. Но даже и теперь внедрение такого привода проходило медленно, вероятно из-за механических трудностей с изготовлением хороших подшипников. В 1480 году его применяли для вращения точильных камней и только с XVI века стали использовать в прядильных и токарных станках. 1 Отнюдь не исключено, что это случилось на самом закате Римской империи. 2 Отдельные довольно сложные кривошипно-шатунные устройства встречаются в Китае в первые столетия нашей эры, но этот механизм не получил там дальнейшего развития. Не ясно также, завезли ли его в Европу из Китая или же изобрели здесь самостоятельно. 78
ТОКАРНЫЙ СТАНОК Набор столярных инструментов, с помощью которых создавались эти новые машины, пополнился по сравнению с древними временами не очень значительно, но и здесь не обошлось без важных сдвигов. Коловорот и сверло пришли на смену смычковой дрели, применявшейся в мезолитическую эпоху. А устройство токарного станка изменилось коренным образом. Древний токарный станок (насколько можно судить по дошедшим до нас сведениям) был устроен ненадежно. Он состоял из нескольких соединенных между собой и вбитых в землю брусков. Изделие вращалось попеременно в обоих направлениях подмастерьем, тянувшим за концы обмотанной вокруг заготовки веревки. Столяр держал режущий инструмент просто руками, не пользуясь опорой или направляющим приспособлением. В средних веках станину и бабку токарного станка сделали жесткими приспособлениями. Не позднее 1250 года ремень, поворачивающий заготовку, прикрепляли внизу к педальному механизму, а наверху —- к пружинящему передвижному шесту. Таким образом, у токаря появилась возможность вращать станок ногой через педаль, освободив руки для операций режущим инструментом. С середины XIV века для привода токарных станков начали использовать водяные двигатели. Ременным приводом через колесо с кривошипом стали пользоваться, видимо, уже с 1411 года, во всяком случае с этого столетия. Первые шаги к созданию передвижного супорта были предприняты приблизительно в 1480 году. ДОСТИЖЕНИЯ В МЕТАЛЛУРГИИ (ЧУГУН) Хотя все рассматривавшиеся нами машины изготовлялись преимущественно из дерева, все несущие нагрузку детали и режущие кромки приходилось делать металлическими. Еще более острая потребность в металлах возникла с развитием военной техники в средние века, когда к старому вооружению прибавились сложное оружие и первые пушки. Так, в металлообработке мы находим начало той технологии, которая через одно-два столетия привела к промышленной революции. Например, волочильная доска для волочения железной проволоки 79
(прежде ее ковали) была изобретена в X веке, а с водяным двигателем ее соединили в 1351 году (рис. IV). Как уже отмечалось, целый ряд других процессов обработки железа переводили на приводы от водяного колеса. Именно соединение кузнечных мехов с подобным источником двигательной силы для дутья и позволило выплавлять к концу средних веков чугун. Раньше вагранка не обеспечивала высокого нагрева, достаточного для расплавления металла, позволяла выплавлять только кричное железо (иногда со стальной поверхностью). По мере укрупнения печей в эпоху средних веков более мощное дутье способствовало полному расплавлению металла сначала чисто случайно, а позднее уже в специально регулируемых условиях. Чугун впервые встречается в XIII веке, но, поскольку технические затруднения преодолевались очень медленно, в общий обиход он вошел лишь в XV веке1. Способ отливки в песчаных формах был разработан, по-видимому, в XIV или XV веке. Чугун отличается от кричного железа по своему составу и, следовательно, по своим свойствам (в частности, он более хрупкий, чем железо), из-за чего он не всегда заменял крицу. Тем не менее возможность выплавить более дешевый металл, чрезвычайно полезный при некоторых применениях, стала крупным вкладом в технический прогресс в последующие столетия. В действительности с приходом чугуна человек получил в свое распоряжение все основные материалы, которые покрывали его нужды до середины XIX века. ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ Таким образом, средние века изменили лицо промышленности. Началась эра энергетики, хотя до современного всеобщего проникновения все еще было далеко. Тем не менее многие виды работ стали выполняться за счет силы воды, ветра и животных, тогда как прежде все это 1 Как и во многих других случаях, Китай опередил Европу с выплавкой чугуна, начавшейся там с IV века до н. э. Но это делалось переплавкой кричного железа в тиглях в смеси с углем. Подобная технология настолько отличалась от западной, возникшей благодаря укрупнению печей и усилению дутья, что ее вряд ли можно считать заимствованной у Китая. во
делалось мускулами человека. Машины проникли во многие отрасли жизни и стали привычными. Более того, они очень успешно разрешили многие практические задачи. Человечество начало обретать новую веру. Очень удачно настроения того времени выразил еще в середине XIII века английский монах и ученый Роджер Бэкон: «Прежде всего я расскажу, — писал он, — о чудесных творениях человека и природы, чтобы назвать дальше причины и пути их создания, в которых нет ничего чудодейственного. Отсюда можно будет убедиться в том, что вся сверхъестественная сила стоит ниже этих достижений и недостойна их... Ведь можно же создать первые крупные речные и океанские суда с двигателями и без гребцов, управляемые одним рулевым и передвигающиеся с большей скоростью, чем если бы они были набиты гребцами. Можно создать и колесницу, передвигающуюся с непостижимой быстротой, не впрягая в нее животных... Можно создать и летательные аппараты, внутри которых усядется человек, заставляющий поворотом того или иного прибора искусственные крылья бить по воздуху, как это делают птицы... Можно построить небольшую машину, поднимающую и опускающую чрезвычайно тяжелые грузы, машину огромной пользы... Наряду с этим можно создать и такие машины, с помощью которых человек станет опускаться на дно рек и морей без ущерба для своего здоровья... Можно построить еще и еще множество других вещей, например навести мосты через реки без устоев или каких-либо иных опор ...» Возможности, о которых повествует Бэкон, не удалось реализовать еще многие столетия *, но это были хорошо продуманные умозрительные предположения, основывающиеся на наблюдениях за тем, как машины в действительности помогли осуществить многие мечты человечества, разрушив тщетные упования, возлагавшиеся на чудо. Они вселили в человека новую веру, которая позволила ему за последние семь столетий добиться большего улучшения своей жиз-ни, чем за всю прошлую 1 Отчасти их претворение в жизнь не заставило ждать себя очень долго. В 1624 году была удачно построена первая подводная лодка, но. разумеется, она перестала быть диковинкой лишь в наше время. 6 Зак. 339 81
историю. Пока Бэкон писал об отдаленных грядущих великих свершениях, люди, обретшие новую веру, упорно трудились над решением неотложных практических задач. Эта их новая вера опиралась на практику, подсказывавшую, что решать их надо на путях создания новых механизмов 1. 1 Разумеется, вера в сверхъестественную силу теплилась еще многие столетия, но здесь нам нужно подчеркнуть поворот в сторону к новому и прогрессивному.
Глава 5 НА ПУТИ К СОВРЕМЕННОСТИ (1450-1680 годы) Перспективы, нарисованные Роджером Бэконом, стали еще зримее в период, к которому мы сейчас подошли. За эти два с небольшим столетия значительно расширилось применение ставших уже известными машин и было изобретено много новых. Но что еще важнее, это был период первых попыток разрешить многочисленные задачи механики, отдельные из которых дожидались своего решения еще ряд веков. Сознательные устремления этого периода, как бы тщетны они ни были в свое время, порождали с годами многие достижения. Так, например, именно в эти два столетия, как мы увидим дальше, люди оценили скрытые в паре огромные возможности и начали поиск путей использования его силы для создания двигателей машин. Они не преуспели в этих поисках, но последующие поколения создали на основе их опыта паровые машины. И если читатель внимательно прочтет следующие главы, то он убедится в том, что многие машины, построенные лишь в XIX веке, люди пытались создать еще в рассматриваемый сейчас период. Усилия совершенствовать старые машины и изобретать новые стали гораздо более целеустремленными, чем когда-либо прежде. Люди, заинтересованные в развитии науки и техники, стали создавать общества. Первым таким обществом была Академия тайн природы (Academia Secretorum Naturae), созданная в Неаполе в 1560 году. В круг интересов подобных обществ входили, конечно, многие вопросы и помимо техники, но они уделяли большое внимание накоплению и систематизации знаний о машинах, способствовали их внедрению и поощряли изобретательство. Более того, именно в этот период началась публикация первых трудов по машиноведению и прикладной механике, вроде сочинения Агриколы по всем вопросам горного дела и металлургии «De Re Metallica» (1556 год), из которой мы позаимствовали ряд иллюстраций для настоящей главы, или трактатов Рамелли (1588 год) и Зонка (1607 год). А к концу этого периода 6* 83
началась разработка теоретических основ механики, заложивших общий фундамент под решение самых разнообразных задач машиноведения. Все это происходило на фоне огромного расширения торговли, которое получило название торговой революции. С улучшением способов передвижения и ростом торговых связей постепенно исчезало стремление производить все предметы первой необходимости в своей местности. Всякий район мог специализироваться на производстве таких товаров, которые более всего подходили для данной местности, и обменивать свою продукцию в в других районах или за границей на необходимые веши, не производившиеся в своем округе. Это способствовало развитию концентрированной и сравнительно крупномасштабной промышленности, допускавшей в свою очередь внедрение механизации во все большем масштабе. ЛЕОНАРДО да ВИНЧИ Гениальным ученым-механиком того времени был Леонардо да Винчи (1452—1519). Обладая многогранным талантом и интересуясь самыми разнообразными вещами, он всю свою жизнь изобретал и совершенствовал машины. Леонардо да Винчи методично записывал свои мысли как в виде законченных конструкций, так и в виде предварительных набросков. Сохранившиеся рукописи Леонардо да Винчи насчитывают 5000 страниц и охватывают самые различные научные и технические вопросы, значительная часть которых посвящена машинам. Трудно оценить в полной мере значение ценнейших изобретений Леонардо да Винчи в промышленной практике его времени. Некоторые не встречавшиеся машины, впервые попадающиеся в его зарисовках, могли отражать действительность его времени. Другие он мог внедрить в итальянскую промышленность непосредственно через заинтересованных предпринимателей. Близкие друзья, покровители или мастера, работавшие на него, проводили в жизнь его мысли. Записки Леонардо да Винчи были опубликованы много лет спустя после его смерти, но их читало много людей и до публикации. Поэтому не исключена возможность, что кто-то воспользовался его идеями и претворил их в жизнь, не отдав должного их творцу. С другой стороны, наличие в записках Леонардо да Винчи 84
эскиза изобретения, которое спустя некоторое время встречается на практике, еще не доказывает его авторства: не исключено, что та или иная техническая задача, заставившая его работать над изобретением, решалась и другими лицами, а ответ к задаче получился одинаковым. Есть, пожалуй, одно выдающееся изобретение, которое с достаточной уверенностью можно приписать Леонардо да Винчи, и в жизнь оно было претворено его трудами. Прежде шлюзовые ворота на каналах делались опускными. Приблизительно в 1495 году он набросал эскиз двух створных щитов, снабженных небольшими отверстиями с задвижками для воды, чтобы наполнять или опорожнять шлюз. Этот эскиз вполне можно было бы взять за образец чертежа современного шлюза. А в 1497 году подобные ворота были сооружены на Миланском канале. Во многих других случаях зарисованные и описанные им машины или приспособления были воплощены на практике лишь спустя пятьдесят лет после его смерти. Это относится к некоторым текстильным машинам, речь о которых еще пойдет ниже. Выбрав наугад из длинного перечня сделанных им ценных технических изобретений одно, можно сослаться, например, на его пистолет с колесным затвором, по образцу которого в Германии приблизительно с 1500 года стали делать мушкеты. Его роликовые подшипники (о которых он писал как о «чуде механики») появились впервые в практике в XVI веке, получив широкое распространение лишь в в XIX веке. Об использовании им маятникового устройства для регулирования работы насосов сообщается в трактатах Рамелли и Бессона. Наконец, Бессон упоминает о землечерпалках Леонардо да Винчи. С другой стороны, многие его изобретения оставались очень длительное время без употребления. Иногда это объяснялось тем, что его схемы были основаны на совершенно неверных принципах (летательный аппарат, ткацкий станок с приводом). Часто же принципиально верные изобретения не удавалось претворить в жизнь из-за недостатка мастерства и нужных материалов. К ним относятся центробежный насос, гидравлический пресс, огнестрельное нарезное оружие, пушка, заряжающаяся с казенной части. В этих случаях вполне разумно предположить, что последующие практические устройства были построены независимо от Леонардо да Винчи. 85
Даже в тех случаях, когда изобретения Леонардо да Винчи нельзя было в те времена претворить в жизнь, они ярко характеризуют изобретательский дух эпохи, создававшийся вместе с Леонардо да Винчи менее одаренными людьми. Столь же типично и знаменательно как предвестник грядущего технического прогресса на более строгой научной основе было рвение Леонардо да Винчи к изучению элементарных механизмов вне связи с их возможным конечным практическим применением. Он составил эскизы многих устройств для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Им были сконструированы спиральные и конические зубчатые передачи. Он изучал шарнирную цепь и многие другие устройства подобного рода. Леонардо да Винчи лучше своих предшественников понимал разницу между машиной, выполняющей работу, и двигателем, который приводит ее в движение. На эскизах многих его машин указан просто вал, к которому можно подсоединить любой двигатель. ЧАСЫ И ХРОНОМЕТРЫ Примером того, как стремление к познаниям и приобретению опыта в эту эпоху проложило путь грядущим поколениям, может служить, в частности, влияние развития торговли на совершенствование часовых механизмов. Значительное расширение морских торговых связей требовало более точных методов навигации. Когда морские суда плавали в Средиземном море или с севера на юг вдоль побережий Европы и Африки, то определение широты, дополняемое исчислением по лагу, позволяло определять местонахождение морского судна с достаточной точностью. Финикийцам, а быть может, и более древним мореплавателям были известны астрономические методы, с помощью которых легко определить широту. Но начиная с XV века, когда суда стали пересекать открытые океаны с востока на запад, уже потребовались способы точного определения долготы. Малейшая погрешность при ее определении влекла за собой по меньшей мере задержку и, быть может, кораблекрушение, когда корабль неожиданно натыкался на берег. В настоящее время определение долготы сводится, по существу, к сравнению времени (по солнцу) на судне со вре- 86
менем для какого-либо определенного пункта, например со временем по Гринвичу. Время на судне находят простым астрономическим наблюдением, тогда как узнать для сравнения время по Гринвичу гораздо труднее. Это можно сделать двумя способами. Один из них предполагает астрономический расчет со столь высокой точностью, которая даже через несколько столетий оставалась еще недостижимой. Рассматривать этот способ здесь мы не будем. Второй способ заключается в том, чтобы иметь на борту корабля точный часовой механизм. Уже в 1530 году предпринимались попытки создать механические часы. Но на этом пути стояло много трудностей. Существовавшие в то время часы с балансовым шпиндельным спуском не обеспечивали достаточно точного хода. Первым шагом к созданию надежных часов было включение в их механизм маятника в качестве регулятора. В 1581 году Галилео Галилей (Италия) открыл, что период колебаний маятника с небольшим размахом не зависит от амплитуды этого размаха. В 1641 году он сконструировал маятниковые часы, предназначавшиеся для использования в навигации. После смерти Галилео их частично построил его сын в 1649 году. Гюйгенс (Голландия) посвятил работе над маятниковыми часами около двадцати лет своей жизни (помимо другой широкой деятельности), пытаясь приспособить их к нуждам мореплавания. Он дополнил их многими ценными приспособлениями и начиная с 1657 года создал несколько часов повышенной точности. Но все его попытки, как и многие последующие усилия других механиков, не приводили вплоть до 1726 года к достижению основной цели — заставить маятник правильно качаться в условиях качки судна в открытом океане. Более перспективными оказались часы с волоском и балансовым регулятором хода, изобретенные около 1658 года англичанином Хуком в навигационных нуждах. Хук, Гюйгенс и другие механики затратили много усилий на создание точных морских часов с новым регулятором, но так и не добились успеха (хотя волосок прекрасно служил в карманных часах). Меж тем проблема точного определения долготы становилась все острее. Правительства разных стран и отдельные лица предлагали награды за ее решение. Последняя и самая крупная награда была установлена английским правительством в 1714 году. 87
Она составляла от 10 до 20 тыс. фунтов стерлингов в зависимости от достигнутой точности. Подобные награды, разумеется, сильно поощряли дальнейшую работу. Крупными достижениями на этом пути были анкерный спуск, изобретенный Клементом приблизительно в 1670 году, и апериодическая его разновидность, созданная Грэхемом в 1715 году. Самой трудной задачей являлась температурная компенсация, то есть обеспечение постоянства хода часов при любой погоде и в любое время года. Эту задачу разрешили лишь к середине XVIII века независимо друг от друга и почти одновременно Гаррисон (Англия), Ле Рой (Франция) и Бертуд (Швейцария). Награда английского правительства была присуждена Гаррисону, который к 1759 году сделал четыре хронометра (так стали называть эти точные часовые механизмы) — один другого лучше. Однако дальнейшие разработки проводились на основе хронометра Ле Роя, сделанного им в 1766 году. Приблизительно к 1780—1790 годам были разработаны хронометры надежного устройства, открывшие новую эру безопасности в навигации. НОВЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ ТЕКСТИЛЬНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ Вернемся теперь к тому периоду времени, который охватывает настоящая глава, и проследим за дальнейшим прогрессом в области текстильных машин. На ручной прялке, какой мы ее оставили на стр. 72, процессы прядения и наматывания пряжи на шпулю вели поочередно. Введение рогульки (рис. 11), вращавшейся вокруг веретена с другой скоростью, позволило совместить две эти операции. Первый эскиз рогульки, относящийся приблизительно к 1480 году, свидетельствует о таком совершенстве ее конструкции, которое дает основания полагать, что она была изобретена, видимо, на несколько лет раньше Леонардо да Винчи принадлежит эскиз уже усовершенствованной рогульки, снабженной приспособлением для автоматической намотки (см. подпись под рис. 11), но она не получила практического воплощения, так что ее в XVIII веке пришлось изобретать заново. Применение рогульки позволяло пряхе сидеть за 8S
ж гттгУ|УуД— *ццщи С Рис. П. Разновидности веретена с рогулькой „оголяющие одно- однако, не отразилось на «Р™™"0^,, веке в прялках
работой (чего нельзя было делать у прялки, изображенной на рис. 10). А сидячий характер работы позволил снабдить прядильную машину педальным приводом, вошедшим в обиход еще в 1524 году, а быть может, даже на несколько десятилетий раньше. Рис. 12. Старинный лентоткацкий станок. Лентоткацкий станок — особая разновидность ткацкого станка, приспособленная для одновременного тка- ния нескольких лент, на котором осуществляемая ткачом операция над одной лентой воспроизводится на всех лентах. Это довольно сложная машина (как видно на 90
рис. 12), ознаменовавшая большой шаг вперед в области текстильного машиностроения. По свидетельству одного венецианского писателя от 1629 года, станок был изобретен в Данциге в 1579 году, но муниципальный совет, опасаясь безработицы среди ткачей, скрыл это изобретение, а самого изобретателя тайно задушили. Вновь этот Рис. 13. Старинная вязальная машина (чулочный станок). станок появился в 1621 году в Лейдене, проникнув к концу столетия в Голландию, Германию, Швейцарию, Англию и во Францию. Вязальный станок (рис. 13) изобрел в 1589 году Уильям Ли, приходский священник из деревни близ Нот- тингэма. Вязальный станок — весьма замечательное изобретение, если учесть большую сложность выполняемых им операций по сравнению, скажем, с ткацким станком. Даже в своем первоначальном виде операции этой машины были автоматизированы гораздо больше (хотя и не полностью), чем у любой другой машины такой же 91
сложности. Вместе с лентоткацким станком он означал большой шаг вперед по пути создания таких машин, которые в наши дни выполняют очень сложные операции без участия человека, если не считать подачи заготовок и ухода за станками. . Большие успехи были достигнуты и в деле создания различного вспомогательного оборудования для текстильных машин. Широко стали применяться вязальные машины с гидроприводом. Леонардо да Винчи оставил эскизы машин с гидроприводом для намотки и крутки шелка (возможно, он кое-что позаимствовал из машин, созданных в 1272 году в Болонье, о которых упоминалось в предыдущей главе), но в действительности использовавшиеся к концу XVI века машины существенно отличались от машин на эскизах Леонардо да Винчи. Он сконструировал также ворсильную машину с гидроприводом (для придания ткани ворсистости). Подобные машины существовали в середине XVI века, но не известно, походили ли они по устройству на машину Леонардо да Винчи. Самое первое и полное описание ворсильных машин мы находим у Зонка (1607 год). Они имели более совершенное устройство по сравнению с машиной Леонардо, но действовали от ручного привода. Подобными путями закладывалась основа удивительной механизации текстильной промышленности, ставшей одной из главных причин установления промышленного господства Англии в XVIII веке. ТЯЖЕЛОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ, ГОРНОЕ ДЕЛО И МЕТАЛЛУРГИЯ В этот период тяжелое машиностроение развивалось главным образом применительно к нуждам горного дела и металлургии. Развитие торговли и промышленности порождало все больший спрос на металлы, благодаря чему эти две отрасли развивались быстрее остальных. Чтобы удовлетворить этот растущий спрос, особенно спрос на руду, которую приходилось добывать гораздо глубже под землей, были нужны тяжелые машины с механическим приводом. Помещаемые в настоящей главе иллюстрации (заимствованные в большинстве своем из сочи- 92
нения Агриколы «De Re Metallica», 1556 год) дадут намного более полное представление об этих машинах, чем любое словесное описание. Но прежде чем рассматривать эти машины, надо отметить, что некоторые из них не представляют собой новых изобретений, а скорее свидетельствуют, с одной стороны, о расширении масштабов их применения, а с другой — о весьма неравномерном их развитии, так что наряду с подобными совершенными машинами на производстве встречались и очень примитивные технологические способы. На рис. 14 изображен конный ворот рудоподъемника. Этот привод уходит своими корнями к использованию тягловой силы скота на мукомольных мельницах в V веке до н. э., усовершенствованию упряжи в средние века, применению зубчатых колес для водоподъемного колеса после 200 года до н. э. и для водяной мельницы в первое столетие до н. э. Но габариты всего этого устройства настолько возросли, что его сооружение было сопряжено с решением гораздо более сложных задач технического характера. Обратите внимание хотя бы на тормоз вала (в центре). Подъемник, приводимый в движение водяным колесом с диаметром около 11 метров (рис. 15), олицетворяет, вероятно, наиболее мощные машины, которые можно было строить из существовавших тогда материалов. В этом случае подъемник использовался вместо насоса для откачки воды, но он вполне годился и для подъема руды из рудника. Обратите внимание также и на то, что на водяном колесе имеются два ряда ковшей, образующих механизм переключения вращения колеса с помощью двух рычагов, которыми рабочий открывает один шлюз и закрывает второй. Руду с шахтного двора в Германии к концу XV века откатывали по примитивной рельсовой колее (рис. 16). Примерно в 1500 году гидропривод стали применять для дробления руды в толчейных установках. Самой трудной задачей в горнорудном деле была откачка воды, которая всегда создавала угрозу затопления выработок, причем, чем глубже залегал горизонт, тем больше становилась подобная опасность. Самые передовые тяжелые машины того времени предназначались для откачки воды из рудников. Одну такую машину, как уже мы отмечали (см. рис. 15), описал Агрикола. Он пишет 93
Рис. 14. Конный рудоподъемник на шахте (из сочинения Агриколы).
Рис. 15. Очень мощный подъемник с приводом от водяного колеса (из сочинения Лгриколы).
Рис. 16. Поверхностная рельсовая откатка руды в XVI веке (обратите внимание на то, что руду поднимали из рудника простой лебедкой).
также о нагнетательных' и всасывающих насосах, ковшах на цепи, напоминающих приспособления для ирригационных целей (см. главу 3), но с заменой веревок и глиняных черпаков тяжелыми цепями и железными ковшами и насос с мешками на цепи, изображенный на рис. 17. Последний был чем-то промежуточным между нагнетательным насосом и насосом с ковшами на цепи и обеснечивал ряд преимуществ при тогдашнем уровне развития техники. Круглые мешки из конского волоса плотно входили в вертикальную трубу, верхний конец которой виден на рисунке, а нижний опущен в водосборник. Когда цепь тянули кверху, мешки поднимали воду по трубе. В нагнетательном насосе нижней части трубы приходилось выдерживать напор всего столба воды, а изготовление столь прочных труб было далеко не легкой задачей. В насрсе же с мешками на цепи значительная часть напора на трубу воспринимается как нагрузка цепью. Обратите внимание, что этот насос приводится в движение людьми через колесо-топчак. В те времена еще часто прибегали к использованию мускульной силы человека, иногда через такие грубые механизмы, как вертикальный ворот или лебедка. Но с другой стороны, Аг- рикола здесь же описывает установку в Хемнитце, состоявшую из трех насосов, последовательно соединенных с подобными мешками на цепи, самый нижний из которых находился под землей на глубине около 200 метров. Вся установка приводилась в движение 24 лошадьми в четыре смены, то есть была довольно мощной. Большой недостаток1 всасывающего насоса заключается в том, что он способен поднимать воду на высоту всего около 10 метров. На рис. 18 изображена установка, специально сконструированная для устранения этого недостатка путем последовательного соединения нескольких всасывающих насосов, приводимых в движение одним водяным колесом. Агрикола пишет, что подобная установка была изобретена приблизительно в 1545 году. Развитие торговли и промышленности сопровождалось быстрым ростом городов, что требовало решения 1 Нагнетательный насос известен человеку с античных времен» но только к концу средних веков такими насосами (в отличие от цепи с черпаками и винта Архимеда) стали откачивать воду из рудников. 7 Зак. 339 97
Рис. 17. Насос для откачки воды из шахты с помощью мягких шаров на цепи, приводимый в действие топчаком (из сочинения Агриколы).
Рис. 18. Ряд всасывающих насосов с приводом от одного водяного колеса (из сочинения Агриколы).
новых задач по их водоснабжению, в частности путем сооружения крупных насосных установок. В этой области, равно как и в горно-инженерном деле, ведущая роль принадлежала Германии. Некоторые города Германии уже к 1500 году располагали крупными водонасосными станциями, хотя первое упоминание о них относится к 1550 году. Сообщалось, что в Аугсбурге существовала в это время очень сложная система городского водоснабжения. Установка приводилась в движение водяными колесами, подававшими воду через совокупность архимедовых винтов на водонапорную башню, откуда вода распределялась по трубопроводам. Не исключено, что для подачи воды использовались и нагнетательные насосы. Начиная с 1526 года в Толедо неоднократно предпринимались безуспешные попытки создать небывалую по масштабам систему городского водоснабжения. Воду в городское водохранилище Глочестера начала перекачивать с 1542 года ветряная мельница. Водоснабжение Лондона осуществлялось на первых порах приливной мельницей, сооруженной у Лондонского моста в 1582 году немецким инженером Питером Морисом. Затем были реализованы и другие проекты городского водоснабжения Лондона. Первые сооружения по водоснабжению в Париже относятся к 1608 году. ПОИСК БОЛЕЕ МОЩНЫХ ИСТОЧНИКОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИЛЫ Наряду с созданием только что рассматривавшихся нами машин и огромным расширением использования других машин с силовыми приводами, о которых говорилось в предыдущей главе, силу воды стали ставить себе на службу и многие другие отрасли промышленности, например при производстве бумаги, ружейного пороха, гвоздей, мечей, а также многие металлургические предприятия. Таким образом, постоянно возрастал спрос на новые и более мощные источники двигательной силы. Неоднократно предпринимались настойчивые попытки создать новые двигатели или усовершенствовать прежние, но задача эта оказалась столь трудной, что сколь-либо заметных успехов за рассматриваемый в настоящей главе период так и не удалось достигнуть. С повышением качества материалов и усовершенствованием строительной 100
технологии увеличивались размеры водяного колеса, так что в начале XVII века их мощность уже была доведена до 20 лошадиных сил. Неоднократные попытки видоизменить устройство водяного колеса положили начало созданию водяной турбины (см. главу 7). Крупнее становились и ветряные мельницы, в устройство которых было внесено много усовершенствований. Широко распространилась башенная мельница (рис. VII), повысившая мощность ветряной мельницы приблизительно до 14 лошадиных сил. В Нидерландах в XVI и XVII веках ветряные мельницы использовались для всевозможных производственных нужд. Спрос на силовые установки медленно, но верно обгонял их возможности. Люди начали поиск новых двигателей. Скрытые возможности пара смутно предугадывались отдельными лицами на протяжении уже нескольких столетий, но до середины XVI века так и не было предпринято ни одной серьезной попытки «запрячь» пар. Людям не хватало конкретных знаний о его природе и свойствах, и его путали, например, с воздухом. Однако начиная с 1550 года люди приступили к настойчивому изучению свойств пара в поисках способов использования его энергии. Эти исследования особенно широко развернулись в XVII веке. Первоначальные попытки не принесли практических результатов, но они свидетельствуют о сознательной направленности стремлений к использованию силы пара. Как раз» на основе накапливавшегося таким образом опыта и была в конечном итоге построена действующая паровая машина. Баттиста делла Порта показал в 1606 году, как можно поднять воду под действием давления пара и как «засосать» ее путем конденсации пара в закрытом сосуде в целях создания разрежения. Оба эти явления были положены в основу паровых двигателей Ворчестера и Севери, речь о которых пойдет ниже. Саломон де Кос в 1615 году описал фонтан, приводимый в движение паром по принципу выталкивания воды из горлышка кипящего чайника с плотно закрытой крышкой. В 1629 году Бранка предложил построить турбину импульсного действия (рис. 19). Это предложение не дало практических результатов, но, как видно из риврнка, автор имел в виду использование пара в качестве источника двигательной силы промышленного назначения. Маркиз Ворчестерский в своей работе «Век изобретений» 101
Рис. 19. Идея Ьранки о турбине импульсного действия.
(написанной в 1655 году и опубликованной в 1663 году) пишет умышленно туманно, чтобы не раскрыть секрета изобретения, о паровой машине для приведения в действие фонтанов. Машина была построена до 1664 года. Из неясных формулировок автора можно, однако, понять, что это устройство несколько напоминало машину Севери, речь о которой пойдет в следующей главе. Все эти усилия приближали к созданию действующего парового двигателя, но построить его было суждено только через несколько десятилетий и лишь после социальных потрясений в Англии, давших новый толчок творческим поискам. СОЦИАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ Меж тем технический прогресс, о котором речь шла в настоящей и предшествующей главах, оказывал свое воздействие на социальное устройство общества. В средние века промышленность была служанкой сельского хозяйства, а политическая и экономическая власть сосредоточивалась в руках феодалов, удерживавших ее как владельцы земли и крепостных, которые ее обрабатывали. Типичным промышленным предприятием того времени была мастерская, а основной производящей силой — самостоятельный ремесленник, являвшийся хозяином мастерской со всем ее оборудованием и инструментами. Мастеру помогали подмастерья и один-два работавших по найму ремесленника, которые сами готовились вскоре стать самостоятельными мастерами. В городах с хорошо развитой промышленностью мастера объединялись в ремесленные цехи, представлявшие собой союзы ремесленников со своим уставом, обязательным для всех членов цеха. Устав требовал, чтобы ремесленники изготовляли вещи по определенному образцу из хорошего сырья, что^ бы хозяин обеспечивал надлежащую подготовку подмастерьев до их перехода к самостоятельной работе в качестве ремесленника или мастера. Цехи следили, чтобы в них не проникали неквалифицированные чужие люди и, как правило, отстаивали интересы своего профессиональл ного объединения. Нередко они обладали и политической властью. Подобная форма промышленной организации оставалась преобладающей почти во всех отраслях еще долгое время после средних веков. 103
Еще к концу средневековья начала робко и понемногу зарождаться новая форма производственных отношений, которая к концу рассматриваемого в настоящей главе периода сделала огромные шаги вперед к окончательному господству во всей экономической системе. Крупные машины можно было использовать в полной мере лишь при объединении совместно работавших люден. Это заложило основу для роста капиталистической системы производства, при которой одному «капиталисту» или кучке «капиталистов» принадлежало все — необходимые машины, здания, сырье. Хозяин мануфактуры предоставлял необходимый капитал. Работу выполняли наемные рабочие, получавшие заработную плату и которые в отличие от поденщика-ремесленника или цеховой организации сами работодателями никогда не становились. Подобная капиталистическая система промышленного производства возникала, разумеется, прежде всего в тех отраслях, где без тяжелых машин нельзя было обойтись—главным образом в горнорудном деле и в металлургии. Начиная с XV века крупные предприятия в этих отраслях промышленности финансировались банкирами. Но еще в средние века мануфактуры изредка возникали и в других отраслях промышленности. Так, на одной амь- енской фабрике в 1371 году работало 120 ткачей. Приблизительно столько же печатников насчитывалось в 1450 году в одном нюрнбергском печатном дворе. В начале XVI века известный Джек Ньюберийский построил ткацкую фабрику, где на 200 станках работало около 600 рабочих1. К 1550 году существовало уже несколько подобных предприятий. К 1660 году подобные крупные мануфактуры, требующие накопления больших капиталов, перестали быть редкостью, особенно в Англии. Для сооружения рудника в елизаветинское время * требовалось около 100 фунтов стерлингов, тогда как при Стюартах эта сумма возросла до нескольких тысяч фунтов стерлингов. К середине XVII века появились вагранки, на строительство которых расходовалось по нескольку тысяч фунтов стерлингов. В 1649 году два капиталиста из 1 Численность рабочих, известная из одной поэмы, может быть и завышена, но имя владельца этой фабрики достоверно * Имеется в виду Елизавета Тюдор (1533—1603) — королева Англии. 104
Эшера вложили 6000 фунтов стерлингов в постройку фабрики для производства медной проволоки. Во времена Чарльза I один лондонский пивоваренный завод стоил 10 000 фунтов стерлингов. Однако все это было лишь преддверием широкого перехода к мануфактурной системе производства, происходившего в XVIII и XIX веках. С подобными предприятиями устаревшие кустарные мастерские конкурировать не могли. Нависла серьезная угроза либо потери ими всей самостоятельности и превращения кустарей в наемную рабочую силу, либо полного лишения средств к существованию во время безработицы вследствие конкуренции со стороны более производительных мануфактур. Поэтому они, вполне естественно, противодействовали насаждению капиталистических предприятий, используя политическую силу своих цеховых объединений. Они видели также, что внедрение машин способствовало расширению капиталистического способа производства за счет их промыслов, и поэтому пытались мешать использованию машин. Об одном таком случае репрессии в отношении данцигского изобретателя лентоткацкого станка в 1579 году мы уже упоминали. Подобным же образом кёльнским портным запретили в 1397 году пользоваться станком для насадки головок на английские булавки. Английский парламент под давлением ремесленных цехов был вынужден запретить в 1552 году пользование ворсильной машиной с приводом. А в 1623 году Чарльз I издал указ об уничтожении машины, производившей иглы. Подобная оппозиция не была способна приостановить технический прогресс, но она настолько задерживала ход развития, что для преодоления такого сопротивления потребовались коренные политические перемены, речь о которых пойдет в следующей главе.
Часть вторая ЭРА КАПИТАЛИЗМА
Глава 6 ЗАРОЖДЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕВОЛЮЦИИ (1660-1815 годы) До сих пор фамилии английских изобретателей попадались очень редко. Несколько таких фамилий встретилось при описании истории создания хронометров, потому что мы тогда порядочно забежали вперед. Фамилии же других англичан, таких, например, как Ли (чья вязальная машина в 1589 году была первым заслуживающим внимания английским изобретением), Хук и Ворче- стер, стали попадаться к концу рассматривавшегося периода. Но в настоящей главе встречаются почти исключительно английские имена. Эта резкая перемена отражает крупные социальные преобразования, произошедшие прежде всего в Англии. Хотя Англия не выделялась до этого времени своими техническими достижениями, но с середины XVI века она сделала огромный шаг по пути использования технических изобретений в промышленности. Мы уже упоминали о некоторых крупных промышленных предприятиях, возникших в Англии в начале XVII века. Подобным же образом в 1540—1600 годах в Англию были завезены из-за границы первые предприятия по производству бумаги, ружейного пороха, артиллерийского оружия, квасцов, железного купороса и сахара-рафинада (некоторые из этих отраслей производства существовали и прежде, но в виде небольших мастерских). Среднегодовая добыча угля, составившая в 1551—1560 годы 210 000 тонн, возросла в 1681 —1690 годах до 2982 000 тонн. Число торговых судов водоизмещением свыше 100 тонн возросло с 35 в 1545 году до 183 в 1588 году и до 350 в 1629 году. В техническом отношении новые английские суда превосходили корабли традиционных морских держав. В этом заключалась одна из главных причин сокрушительного разгрома испанской «Непобедимой армады» в 1588 году. На своих новых прекрасных судах английские торговцы плавали вокруг всего света и способствовали развитию торговой деятельности, необходимой при расширении промышленности. 109
ПЕРЕХОД ОТ ФЕОДАЛИЗМА К КАПИТАЛИЗМУ Таким образом, Англия за столетие (1540—1640 годы) из отсталой страны быстрее других превращалась в самую развитую торговую и промышленную страну в Европе. Это обострило противоречия, о которых мы уже упоминали, между существовавшим политическим строем и новыми формами промышленного производства, настоятельно требовавшими развития передовых технологических способов. К этому времени Англия политически уже перешагнула за рамки феодализма в строгом его понимании. Однако феодальная основа еще сохранилась и задерживала развитие промышленности и техники. Наряду с уже упоминавшимися в предыдущей главе ограничениями все чаще практиковалась, например, выдача лицензий на монопольное изготовление или продажу тех или иных товаров, иногда в целях поощрения отстающей отрасли промышленности, а иногда — что случалось чаще— в дарственном порядке для придворной знати (фактически это было попыткой выделить часть прибылей новой промышленности в пользу господствовавших феодальных классов). Местные поборы и налоги сдерживали развитие торговли, свободный рост которой был важен для полного использования возможностей новых способов производства. Политическое влияние ремесленных цехов (гильдий) вместе с феодальным законодательством и общими феодальными порядками ограничивали развитие свободного рынка товаров и рабочей силы, чего требовала капиталистическая экономика. Сосредоточение в руках землевладельцев богатства и власти затрудняло приобретение капитала для новых крупных спекуляций. Вокруг всех этих да и многих других спорных вопросов в начале XVII века разгорелась ожесточенная политическая борьба, которая неизбежно вела к революции, начавшейся в 1640 году. Через несколько лет старый политический строй сменился новым, покончившим почти со всеми прежними ограничениями. Политическая власть теперь перешла главным образом в руки нового класса капиталистов или буржуазии (поэтому и революцию называют буржуазной) в союзе с более прогрессивной частью аристократии. Описываемая здесь картина страдает от чрезмерного упрощения. Во-первых, революция в Англии не завершилась сразу же через несколько лет ПО
(как это происходило потом в других странах). Первые шаги были сделаны во времена династии Тюдоров, а для завершения революции потребовались дальнейшие преобразования—сначала в 1688 году, а затем в виде целого ряда реформ, надолго затянувшихся и захвативших даже значительную часть XIX века. Капиталисты, захватившие политическую власть в XVII столетии, принадлежали скорее к категории купцов и банкиров, чем владельцев промышленных мануфактур, поскольку класс последних тогда только что зарождался. Поэтому борьба продолжалась в конце XVIII века и в XIX веке, пока промышленники не получили свою долю политической власти, необходимой им для содействия полному процветанию крупной промышленности. При социальном строе, который покончил в основном с феодальными ограничениями, английская промышленность стала развиваться невиданными темпами. Поскольку Англия вступила на промышленный путь развития раньше других стран более чем на столетие, на протяжении всего рассматриваемого периода она почти не встречала никакой конкуренции. А с ростом промышленности вставало много новых задач, решение которых все чаще приходилось искать на пути изобретательства. Вот почему в течение целого столетия с лишним в перечне изобретателей стоят почти исключительно фамилии англичан. Здесь уместно вкратце рассмотреть те причины, по которым капитализм оказался в последующие два столетия гораздо прогрессивнее всех прежних цивилизаций (читателю это известно и без даваемого нами дальше подробного анализа). Капитализм обеспечивал лучшие экономические возможности для накопления капитала, необходимого для использования крупных машин и создания рынка наемной рабочей силы, обслуживающей такие машины. Своим рынком, свободной конкуренцией он обеспечивал расширение торговли, чтобы сделать прибыльным крупномасштабное производство. Свободная конкуренция разоряла владельцев малоэффективных предприятий, обеспечивая таким путем дополнительные преимущества за передовой технологией производства. Помимо всего прочего, капитализм в корне пересмотрел отношение к делению общества на господ и рабочий люд, которое столь часто в прошлом задерживало ill
развитие технологии производства. В прежнем классовом обществе правящие классы не имели почти никакой связи с производством 1. В хозяйственной жизни они выступали прежде всего в роли потребителей, забиравших долю продукта и почти не интересовавшихся тем, как этот продукт производится. В полную противоположность феодалу капиталист хотя сам непосредственно и не производит, но полностью отвечает за организацию производства и управление предприятием. Его благосостояние находится в прямой зависимости от производительности фабрики или рудника. Поэтому он кровно заинтересован в изобретениях и совершенствовании технологии производства. Если подобный стимул и испытывали прежние правящие классы, то в гораздо меньшей степени. Хозяйственно-экономическая и производственная деятельность стала гибкой, как никогда раньше. В XVIII веке и на протяжении значительной части XIX века одаренному и предприимчивому рядовому рабочему удавалось возвыситься до положения промышленного магната. Аристократ иногда становился владельцем рудника, а старорежимный мастер-кустарь старался превратить свою мастерскую в фабрику. Капитализм не уничтожил классового деления общества, он просто изменил его характер. Но все эти перемены на какое-то время полностью или почти полностью устранили причины, задерживавшие развитие производительных сил. РЕМЕСЛЕННИК И УЧЕНЫЙ СТАНОВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ С начала цивилизации общественным укладам причиняло вред не только и не столько деление на угнетателей и угнетенных, сколько деление на людей мысли и людей труда. Образованные люди были выходцами из 1 Если цеховые гильдии были сильными, то средневековых мастеров можно было считать принадлежащими к правящему классу — хотя бы в местных масштабах. В этом случае они, разумеется, были непосредственно связаны с производством. Это обстоятельство наряду с тем, что крупнопоместный феодал стоял к действительным нуждам хозяйственной жизни ближе, чем его предшественники, помогает объяснить технологическую прогрессивность средневековья. Но к концу этого периода цеховые гильдии становились все консервативнее, так что выпавший из их рук факел прогресса подхватил зарождавшийся капитализм. 112
правящих кругов или их привилегированных прислужников. Подобно самим правителям никакого или почти никакого прямого отношения к производству они не имели (мы уже упоминали об отдельных исключениях из этого правила в случае греческих инженеров последнего античного периода и некоторых монастырских орденов средневековья). Поэтому наука (или то, что считалось наукой) интересовалась чисто схоластическими теориями о Вселенной и вещах, в ней существующих, не заботясь о совершенствовании или даже простом осмысливании производственных процессов. Но когда капиталисты, непосредственно заинтересованные в производстве, разбогатели и стали влиятельными, тогда ученые, зависящие от их расположения или покровительства, также были вынуждены (разумеется, это относилось не ко всем) заняться вопросами промышленного производства и торговли. Отсюда возникли новые взаимоотношения между ремесленником и ученым: первый стал понимать, что научная теория способна принести ему пользу в делах практических, а второй в свою очередь осознавал, что трудовые навыки ремесленника помогают ему в научном раскрытии природы вещей. Таким образом, теория и практика стали друг к другу значительно ближе. А что, кроме науки, может объединять теорию и практику к их взаимной выгоде? В действительности можно доказать (хотя для этого здесь нет места), что эти новые взаимоотношения между ученым и практиком являются одной из трех-четырех важнейших причин преобразования классической и средневековой учености в современную науку. Подобная тенденция наметилась задолго до политической победы капитализма в Англии. Начиная с XV века повсюду в Европе, где зарождался капиталистический способ производства, мы обнаруживаем даже в недрах феодализма все больше практически мыслящих ученых и теоретически более подкованных практиков. Иными словами, это был сдвиг к современной науке. Подобная тенденция дала первые плоды уже в 1450—1660 годы (см. главу 5). Но полное свое выражение это движение обрело в Англии после революции 1640 года. В столь небольшой книге нельзя отдать должное роли науки в развитии технологии начиная с XVII века. Эта роль была на первых порах самой скромной, но 8 Зак. 339 113
неуклонно усиливалась вплоть до наших дней, когда почти всякий заметный практический шаг вперед достигается на фундаменте огромной научно-исследовательской работы. В дальнейшем мы сможем упоминать об этом лишь мимоходом. А тем временем обратимся к одному примеру из прошлого, показывающему, как наука помогла создать первую паровую машину. НАУКА, СТОЯВШАЯ ЗА СПИНОЙ ТВОРЦОВ ПАРОВОЙ МАШИНЫ Как уже отмечалось, в начале XVII века такие люди, как Порта, экспериментировали с использованием пара для создания вакуума, чтобы поднимать воду. Но они не знали теоретических основ происходящего. Приблизительно в то же время или несколько поэже Галилео Галилей обратил внимание на всасывающий насос, дефектом которого считалось то, что он поднимал воду только до определенного уровня. На самом же деле это отнюдь не было дефектом его устройства: подобное ограничение налагалось самой природой всасывающего насоса. Эту истину давно познали рудокопы (об этом можно судить по рис. 18, где такие насосы соединены последовательно в единую систему). Но входило ли в задачу рудокопов выяснение причин происходящего? А образованные люди, еще мало интересовавшиеся практическими делами, ответа на этот вопрос не дали. Галилей, один из величайших основоположников современной науки, стремился отыскивать теоретическое объяснение практическим вопросам. Он дал ошибочное толкование, но его ученик Торричелли в 1643 году нашел правильный ответ. Вода не всасывается разряженным пространством, создаваемым насосом: она нагнетается в него атмосферным давлением, действующим на воду в нижнем резервуаре. Поскольку величина атмосферного давления ограничена, воду можно накачивать до определенного уровня (теоретически на высоту 10 метров с лишним, практически же несколько меньше), но отнюдь не выше. С тех пор интерес к особенностям разряженного пространства и атмосферного давления возрастал все больше. В пятидесятых годах XVII века Отто фон Герике из Магдебурга изобрел воздушный насос для создания необходимого разряжения и продемонстрировал с его по- 114
мощью огромную силу атмосферного давления. В одном из его опытов разряжение в небольшом сосуде создало такие силы, преодолеть которые не смогла восьмерка лошадей. Паскаль и Бойль проводили более тонкие опыты, которые привели во второй половине XVII века к полному пониманию природы разряжения и атмосферного давления, позволив оценивать количественно величину порождаемых ими сил. На этой основе Севери и Нью- комен создали на грани столетия первые паровые машины. ПЕРВЫЕ ПРАКТИЧЕСКИ ПОЛЕЗНЫЕ ПАРОВЫЕ МАШИНЫ Насос стал не просто исходной точкой, откуда началось накопление нужных знаний. Более того, решение задач по использованию насосов для откачки воды иэ шахт и водоснабжения городов дало главный толчок к созданию нового двигателя. Горизонт угольных пластов, разрабатывавшихся в Англии в 1700 году, достигал почти 120 метров в глубину и к 1750 году увеличился еще на 60 метров. Чем глубже опускался шахтер, тем острее становилась задача откачки подземных вод из шахт. В 1702 году владелец одной шахты для обеспечения работы насоса держал 500 лошадей. В конструкцию насосов постоянно вносились усовершенствования, но нас интересует иное, а именно роль, которую сыграла насосная проблема в окончательном решении задачи по использованию силы пара. В 1698 году Севери был выдан патент на первый двигатель, который уже имел какое-то практическое значение. Схема его действия иллюстрируется на рис. 20. Двигатель предназначался изобретателем для откачки воды из шахт, как об этом свидетельствует название выпущенной им в 1702 году брошюры «Друг рудокопов». Однако машина не совсем отвечала назначению. По письменным свидетельствам современников установлено, что она работала только на одной шахте, хотя несколько таких двигателей было установлено на деревенских водокачках. Паровые машины Ворчестера и Севери свидетельствовали о понимании того, как можно использовать силу пара и путем создания разряжения и путем 8* 115
Рис. 20. Принцип действия парового двигателя Севери. Когда бак Е заполнен водой, вручную открывают вентиль А; пар из котла D вытесняет воду из бака Е; давление закрывает створчатый клапан В и открывает С, так что вода поднимается вверх по трубе G; когда бак Е опорожняется, закрывают вентиль А, после чего холодная вода поступает в бак Е извне; конденсация пара создает разрежение; теперь атмосферное давление, действуя через трубу G, закрывает клапан С, а его действие на поверхность воды в F открывает клапан В и загоняет воду в бак Е; затем цикл начинается снова.
использования силы его расширения. Но для создания действительно практически полезной паровой машины пока недоставало цилиндра с поршнем. Еще в 1680 году Христиан Гюйгенс, один из самых видных ученых своего времени (мы уже упоминали о нем как об изобретателе хронометра), пытался создать поршневую машину, работающую от взрывной силы пороха. Эта попытка, разумеется, была обречена на неудачу, но она натолкнула другого видного ученого, Дени Папена, на мысль о создании подобной же машины, но использующей силу пара. В его рудиментарном «двигателе», построенном приблизительно в 1690 году, расширяющийся пар передвигал поршень вверх в вертикальном цилиндре, а конденсацией пара создавалось разрежение, заставлявшее поршень возвращаться обратно, вниз. Таким образом поднимали груз, подвешенный на веревке, которая была перекинута через блок. Но в этом двигателе не было отдельного котла, а вода находилась на дне цилиндра, куда подводили огонь, чтобы испарить ее. Конденсация воды достигалась просто тем, что источник нагрева убирали из-под цилиндра. Именно поэтому этот двигатель не нашел практического применения К Успех пришел к Томасу Ньюкомену, дарт- мутскому торговцу скобяными изделиями, когда ему удалось подсоединить поршень и цилиндр к отдельному котлу машины Севери с помощью клапанов, регулировавших поступление пара, и охлаждающей струи воды, как это схематически показано на рис. 21. Трудно сказать, в какой мере Ньюкомен знал о «двигателе» Папена и других опытах с поршнем, цилиндром и разрежением, но, по-видимому, кое-какими сведениями о них он располагал. Ньюкомен приступил к работе над своим изобретением еще до 1705 года, а первая машина была построена, как это достоверно установлено, не раньше 1712 года. Это был настоящий успех. В 1729 году машины Нью- комена работали в Австрии, Бельгии, Франции, Германии, Венгрии и Швеции. Начиная с 1720 года эта машина широко использовалась на корнуэлльских оловянных рудниках, так что к 1778 году там уже было больше 1 Папен был еще изобретателем кухонного парового котла, который он снабдил предохранительным клапаном (1681 год). Этот клапан явился очень ценным вкладом в дело изобретения парового двигателя. 117
Рис. 21. Схема действия атмосферной машины Ньюко цифрами в кружочках. Работу совершает атмосферное вина диаграммы), благодаря чему машину называют ство для отвода сконденсировавшейся в ци Слева: 1 — поршень насоса опускается под действием силы 3 — пар из котла посту Справа: 1 — струя впрыскиваемой в рабочий цилиндр сферное давление толкает рабочий поршень машины
мена. Последовательность циклов ее действия указана давление на протяжении рабочего хода (правая поло- атмосферной. Многие важные детали (например, устрой- линдре воды) на диаграмме не показаны, тяжести вниз; 2 — рабочий поршень машины поднимается; пает в рабочий цилиндр. воды конденсирует пар, создавая разрежение; 2 — атмо- вниз; 3 — поршень насоса поднимается.
70 машин. За девять лет до этой даты на севере Англии имелось 100 машин, из них 57 — в Ньюкаслском угольном бассейне. Несмотря на низкий коэффициент полезного действия, многие машины Ньюкомена находились еще долго в эксплуатации даже после изобретения более совершенной машины Уатта. Правда, они оставались только на угольных шахтах, где в изобилии имелся низкосортный уголь. Последнюю машину Ньюкомена на угольных копях Англии демонтировали лишь в 1934 году. ПЕРЕМЕНЫ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Тем временем в некоторых отраслях английской промышленности XVIII века происходили коренные преобразования. Местные кустарные и деревенские мастерские превращались в механизированные предприятия фабричного производства. Самые разительные перемены происходили в текстильной промышленности. В начале столетия текстиль производили в Ланкашире сотни ткачей и прядильщиков на дому. Они приобретали сырье у «посредников» и им же сдавали готовую продукцию. Надомники пользовались оборудованием, описанным в предшествующих главах. Первым крупным шагом вперед было изобретение механического (самолетного) челнока Джоном Кейем в 1733 году. Прежде челнок перебрасывали из руки в руку через основу ткани. Челнок-самолет, как показывает само его название, свободно перелетал через основу, протягиваемую из ящика с одной стороны станка в ящик на другой стороне, при помощи приспособления, управляемого шнурами, которые ткач держал в одной руке. Такой челнок требовал большой сноровки и навыков, но позволял ткать более широкое полотно, освобождал одну руку для других операций и почти вдвое повышал производительность ткача. Но самолетный челнок входил в обиход очень медленно. В некоторых районах страны им очень мало пользовались даже в 1820 году. Но в Ланкашире он получил широкое применение приблизительно к 1760 году. Последствия этого нововведения не замедлили сказаться: прядильщики не успевали поставлять пряжу ткачам К За десятилетие с 1 Раньше один ткач перерабатывал продукцию, вырабатывавшуюся тремя-пятью прядильщиками, но к этому времени диспропорция стала гораздо больше. 120
1760 года был внесен целый ряд усовершенствований в конструкцию ручных прядилен в целях повышения их производительности. Но прядение требовало более серьезных усовершенствований. Первое из них пришло много раньше 1760 года. Начальные операции процесса прядения состоят в том, чтобы расположить волокна параллельно друг другу и затем вытягивать их, чтобы получить рыхлую прядь нужной тонины, которую затем слегка скручивают на веретене. Вытягивание волокна прежде производилось вручную. В 1738 году Льюис Пауль запатентовал процесс прядения с помощью валиков (по некоторым данным сомнительной достоверности считают, что к подобной же мысли пришел еще в 1730 году Уайатт, построивший такую машину в 1733 году). На машине Пауля прядь волокон вытягивали, пропуская ее между несколькими парами валиков (см. рис. 11). В 1741 году Уайатт и Пауль построили прядильную установку, работавшую по такому принципу. Ее обслуживали 10 прядильщиц, а ворот вращали два осла. Однако по-настоящему быстрыми темпами текстильное производство пошло в гору с повышением спроса на пряжу, обусловленным повсеместным переходом к использованию челнока-самолета. Первой ласточкой была прядильная машина «дженни», изобретенная Харгрив- сом приблизительно в 1764 году и усовершенствованная в 1768 году. На этой прялке один человек обслуживал сначала 8 веретен, а со временем — 80 и больше. У нее не было ни валиков, ни рогульки, а процессы вытягивания, кручения и наматывания выполнялись поочередно с помощью передвижной каретки. По сути дела, это была машина, позволявшая одному прядильщику выполнять работу многих, но ее нельзя было приспособить для работы от привода. В 1769 году появилась ватермашина Аркрайта, специально предназначавшаяся для прядения с использованием тягловой силы или силы воды. У этой машины были валики и рогульки (см. рис. И), а после внесения в ее конструкцию ряда усовершенствований она стала давать гораздо более прочную нить, чем раньше. Прежде хлопчатобумажная нить была столь неровной, что она шла только на уток, тогда как основу делали из льна. Машина Аркрайта позволила выпускать чисто хлопчатобумажные ткани. 121
Кромптон после пяти лет работы закончил в 1779 году свою машину (рис. X), воплотившую в себе все преимущества машин Харгривса и Аркрайта. Кромптон позаимствовал у Аркрайта валики, а у Харгривса — передвижную каретку и веретена без рогульки. В таком виде машина давала более тонкую нить, а соответствующие приспособления позволили производить пряжу в более широком ассортименте. Поскольку она объединила две прежние машины, ее стали называть тонкопрядильной мюль-машиной. В своем первоначальном виде ее нельзя было оснастить приводом, вследствие чего с 1790 года предпринимались неоднократные попытки подсоединить к ней привод. К 1800 году эти попытки частично увенчались успехом, и мюль-машина стала фабричным оборудованием, хотя и требовала от ткачей хорошей сноровки и больших навыков. В 1825 году появилась полностью механизированная мюль-машина с приводом. Для нее уже не нужны были опытные ткачи, хотя совершенный образец машины был построен только в 1830 году. Кольцевая прядильная машина, которой сейчас повсеместно оснащено прядильное производство для всех видов пряжи, кроме самой тонкой, была построена американцем Джоном Торпом в 1828 году, а три года спустя ее приспособил для массового производства его соотечественник Мэзон. Сильно возросшая производительность этих машин вскоре коренным образом изменила прядильное производство, особенно когда его оснастили паровым двигателем. Домашнее ручное прядение уступило место фабричному машинному способу производства, при котором на владельца фабрики работали по найму сотни прядильщиц и прядильщиков. По берегам рек, служивших источником гидроэнергии, вырастали как грибы десятки фабрик. К 1811 году в Англии производственная мощность машин Аркрайта составляла 310 500 веретен, 4 600 000 веретен имелось на мюль-машинах Кромптона и 156 000 веретен — на прялках «дженни» Харгривса. В 1761 году хлопчатобумажная промышленность в Манчестере была еще столь слаба, что в одной городской процессии, представлявшей основные профессии города, хлопчатобумажников вообще не было. А в 1774 году на текстильных фабриках самого Манчестера и его предместий было занято уже 30 000 рабочих. 122
Очень быстрый рост производительности прядильных установок привел к тому, что ткачам пришлось в свою очередь преодолевать свое отставание. Это заставило вновь обратить внимание на ткацкий станок с приводом. Здесь уместно вспомнить о том, что еще Леонардо да Винчи изобрел ткацкий станок с приводом, хотя это его изобретение тогда нельзя было претворить в жизнь. В XVII веке был предпринят целый ряд других попыток, но в тот период недоставало ряда механизмов, необходимых для создания действующей машины. Работы лентоткацкого станка удалось почти полностью автоматизировать к 1745 году благодаря нововведениям Кейя и других изобретателей, а примерно через десятилетие почти все операции на нем были механизированы. Оставалось разрешить еще лишь одну важную задачу — научиться управлять работой челнока при ткачестве широких полос текстиля. Основу для решения этой задачи дал челнок-самолет Кейя, изобретенный еще в 1733 году. При таких имеющихся достижениях были предприняты новые попытки по механизации ткацкого станка. Некоторых успехов в этом направлении добился к 1774 году Барбер, хотя главное было достигнуто приблизительно в 1787 году священником Эдмундом Картрайтом, станок которого (рис. IX) уже обладал всеми главными особенностями современного механического ткацкого станка. Его станок стали кое-где применять, но повсеместное внедрение дожидалось ряда усовершенствований, которые были внесены Редклиффом (1802 год), Джонсоном (1803—1805 годы), Остином (начиная с 1789 года) и Хорроксом (начиная приблизительно с 1810 года). Усовершенствования Хоррокса явились решающим шагом вперед в превращении ткацкого станка с приводом в универсальную машину. Текстильные предприятия стали регулярно оснащаться станками Хоррокса начиная с 1822 года. Число ткацких станков с приводом составляло в Англии в 1813 году лишь 2400, а в 1820 году достигло 12 150. Но с появлением таких усовершенствованных ткацких станков их число возросло до 45 500 в 1829 году и до 85 000 в 1833 году. Ткацкий станок Нор- тропа, в котором пустые челноки автоматически перезаряжаются, был запатентован в 1894 году и впервые 123
поступил в продажу в 1895 году. С его появлением число станков, которые мог обслужить один ткач, удвоилось. Все сказанное здесь относится к обычному ткацкому станку для простого переплетения нитей. Тем временем и ткацкий станок для тканей претерпевал медленную эволюцию, которая увенчалась приблизительно в 1804 году созданием станка Жаккара (названного так по имени ее изобретателя — француза). Это приспособление к ткацкому станку для выработки фасонных тканей со сложными узорами позволяет осуществлять подъем основных нитей с помощью крючков, каждый из которых может действовать независимо от других. Действиями крючков автоматически управляют посредством перфокарт. В то же время быстрыми темпами механизировались все вспомогательные процессы текстильного производства. Кардочесальные машины были изобретены в 1784 году совершенно независимо Льюисом Паулем и Даниэлем Борном, но удачнее всего эту проблему решил Ар- крайт, который занимался этим с 1775 года. Его машина с приводом поочередно выполняла операции чесания, вытягивания и изготовления ровницы. Первая гребнечесальная машина для шерсти была изобретена Картрай- том в 1792 году, но только с 1832 года ее стали внедрять в производство. В 1783 году Томас Белл изобрел машину с гравированными цилиндрами для набивки ситца. Дисковые ножницы современной конструкции существуют в Америке с 1792 или 1793 года. Вскоре варианты таких ножниц появились и в Англии. С середины XVIII и до конца XIX века производственная мощность текстильной промышленности Англии возросла благодаря всем этим машинам в несколько сот раз. Она завоевала рынки всего мира, что совершенно ясно показывают следующие данные. Год Экспорт хлопчатобумажных товаров, пряжи и т. д. (ф. ст.) 23 253 45 986 355 000 1 662 369 5 406 501 20 509 926 52 012 430 71416 345 124 1701 1751 1780 1790 1800 1820 1860 1870
С 1870 года этот экспорт оставался некоторое время на одном уровне, а затем стал медленно снижаться. Упадок отчасти объяснялся развитием промышленности в других странах, покончивших с мировой монополией Англии, и отчасти технической отсталостью английской промышленности по сравнению с ее новыми конкурентами. Ведь к концу второй мировой войны в Ланкашире доля ткацких станков-автоматов составляла всего 5% общего станочного парка по сравнению с 95% в США, а более половины текстильного оборудования здесь было установлено еще до 1910 года. НОВЫЙ ПОИСК ИСТОЧНИКОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИЛЫ К семидесятым годам XVIII века механизация хлопчатобумажной промышленности достигла такого уровня, когда существовавшие источники двигательной силы перестали удовлетворять растущие потребности. Подобное же положение создалось и в других отраслях промышленности, однако в них не было в большинстве случаев такого напора изобретательства, как в текстильной промышленности. Здесь, пожалуй, преобладала тенденция к увеличению габаритов существующих машин и их производственной мощности, к более широкому использованию энергии и к развитию фабричного способа производства вместо ремесленного и мануфактурного. В гончарных мастерских XVIII века все шире использовалась сила ветра и воды для таких операций, как измельчение и истирание фаянса, полировка глазури и размешивание глины. С ростом городов мукомольные мельницы становились крупнее. Так обстояли дела во всех отраслях промышленности. Лишь металлургия и тяжелое машиностроение (а к концу столетия и легкое машиностроение) не уступали по темпам развития текстильной промышленности. Все упоминавшиеся стороны технического прогресса наряду с ростом судоходства, строительства мостов и непрерывным совершенствованием паровой машины предъявляли большие требования к металлургии и тяжелому машиностроению. Нужны были крупные печи, а следовательно, и более крупные воздуходувные установки, тяжелые прокатные станы, сверлильные 125
станки и т. д. В свою очередь для этих машин требовались все более мощные приводы. При создавшемся положении в середине XVIII века много усилий направлялось на усовершенствование известных двигательных установок, использующих силу воды, ветра, тягловую силу, и парового двигателя Нью- комена (напомним, что его машина не годилась в качестве привода вращающихся механизмов). Все эти двигательные установки совершенствовались настолько, насколько это позволяли эмпирические методы. Интуи- рованные догадки квалифицированных мастеров не могли продвинуть развитие техники дальше. Новое повышение мощности машин требовало тщательного сравнительного анализа влияния всех факторов в контролируемых условиях на мощность приводов. Иными словами, дальнейший прогресс зависел от научного подхода. Среди тех, кто упорно трудился над усовершенствованием водяного колеса на научной основе, был и Джон Смитон, один из выдающихся инженеров своего времени. В 1752— 1753 годах он создал лабораторные модели водяных колес и, тщательно измерив их мощность при изменении формы и пропорций между разными деталями, сильно изменил конструкцию, добившись значительного повышения их коэффициента полезного действия. К концу столетия простое водяное колесо (в отличие от турбины) прошло весь путь своего развития. Меж тем многие европейские ученые продолжали вести свои теоретические исследования, которые, не дав в то время ощутимых практических результатов, подготовили почву для создания в XIX веке водяной турбины. Смитон, изучавший научные основы действия ветро- колеса, значительно усовершенствовал конструкцию ветряных мельниц. В 1745 году Эдмунд Ли установил небольшое веерообразное устройство для автоматического наведения ветроколеса на ветер. Над проблемой создания лопастей, автоматически приспособляющихся к силе ветра, упорно трудились и достигли некоторого успеха Эндрю Мейкл в 1772 году и Стивн Хупер в 1789 году, но полностью эту проблему разрешил в 1807 году Уильям Кубитт. Смитон же занялся приблизительно с 1770 года изучением двигателя Ньюкомена. Результаты своих опытов он представил в виде табличных данных о наиболее вы- 126
годных значениях диаметра цилиндра, хода поршня, скорости, величины котла, скорости подачи струи воды и потреблении угля для заданной мощности. Такие данные позволяли ему строить крупные и совершенные двигатели. Один такой двигатель мощностью 76,5 лошадиных сил он построил в Чейсуотере. Диаметр цилиндра этого двигателя составлял около 1,8 метра с ходом поршня почти 3 метра. Можно сказать, что работа Смитона довела двигатель Ньюкомена до предела его возможностей, так что дальнейший прогресс в теплоэнергетике зависел уже от коренных нововведений, сделанных Уаттом. Фабрики, на которых использовалось в качестве двигателя водяное колесо, приходилось строить по берегам рек. В этом заключался недостаток водяного двигателя. Работа ветряного двигателя зависела от ветра. Двигатель Ньюкомена не имел этих недостатков, но годился только для насосов, а не вращающихся механизмов. Поэтому были попытки приспособить двигатель Ньюкомена к вращающимся механизмам. Поскольку двигатель Ньюкомена накачивает воду, а водяные колеса приводят в движение машины, постольку простейшим способом было бы заставить двигатель накачивать воду для колеса, которое приводило бы в движение машину. Чугунолитейщики фирмы «Дерби», сыгравшие столь важную роль в техническом прогрессе XVIII века, установили в 1742 году двигатель Ньюкомена для подачи воды на 10 водяных колес. Подобное же устройство применялось в гончарнях приблизительно в 1750—1760 годах. Во второй половине столетия этим способом обычно поднимали уголь из шахт. Двигатель откачивал иэ шахты воду, которая вращала колесо, приводившее в движение углеподъемник. В 1780 году Пикару был выдан патент на приспособление к двигателю Ньюкомена, позволявшее использовать его через кривошип в качестве привода вращательных машин. Это изобретение не принесло практической пользы, но наличие патента на него сильно помешало работе Уатта. ПАРОВАЯ МАШИНА ДЖЕЙМСА УАТТА Таковы были стимулы, побуждавшие создавать более совершенные двигательные установки. Такова была обстановка, побудившая Джеймса Уатта заняться 127
Рис. 22. Схема действия насосной паровой машины Уатта (рабочий ход поршня). Это, как видно при сравнении с рис. 21, пока атмосферная машина, действующая по тому же принципу, что и машина Ньюкомёна, с той лишь разницей, что: а) паровая рубашка поото- янно подогревает цилиндр и б) конденсация осуществляется в отдельном конденсаторе, постоянно охлаждаемом водой и освобождающемся от сконденсировавшегося пара насосом; на этой диаграмме показаны лишь главные части машины без изобретенных Уаттом деталей. Например, конденсатор в действительности был впрыскивающим устройством, хотя здесь насосы не показаны. Сам рабочий цикл у Уатта был гораздо сложнее, чем это здесь иллюстрируется4. 1 —атмосферное давление; 2 —паровая рубашка, постоянно заполненная паром из котла; 3 —клапан А (закрыт .при ходе поршня вверх); 4 —клапан В (открыт при ходе поршня вверх); 5 — конденсатор; 6 —устройство для водяного охлаждения конденсатора; 7 — рудничный насос.
переделкой парового двигателя Ньюкомена в действи* тельно эффективную машину. Уатта нельзя назвать «отцом промышленной революции». Не с его машины начался великий поход за механизацию. Механизация началась раньше, с овладения прежде всего силой воды. Но вскоре потребовались более мощные двигатели, чем могли давать реки, и тогда люди встали на путь совершенствования паровой машины. На этом пути наибольшего успеха добился Уатт. Он решил задачу по созданию мощного двигателя, открывшего тем самым путь к индустриализации *. Одной из важнейших нерешенных проблем энергетики в то время была откачка воды из шахт. Основу для этого решения давал двигатель Ньюкомена. Поэтому естественно, что первые шаги Уатта сводились к усовершенствованию насосной установки. В 1763 году его пригласили отремонтировать модель двигателя Ньюкомена, принадлежавшую университету в Глазго. Уатт выявил недостатки машины, но их устранение оказалось столь сложной задачей, что прошло два года, прежде чем он после длительного обдумывания, консультаций с учеными и проведения своих научных опытов нашел правильное ее решение в 1765 году. Как показали его наблюдения, главной причиной малой эффективности двигателя Ньюкомена была конденсация пара в цилиндре: цилиндр приходилось охлаждать после каждого хода поршня, так что значительная часть пара расходовалась впустую на повторный нагрев цилиндра. Поэтому нововведение Уатта сводилось главным образом к тому, чтобы заключить цилиндр в паровую рубашку, поддерживая его постоянно в нагретом состоянии, а конденсацию пара осуществлять в самостоятельном конденсаторе, поддерживаемом постоянно в холодном состоянии (рис. 22). В 1765 году он построил модель, но только в 1769 году * В 1763 году русский теплотехник И. И. Ползунов (1729—* 1766 годы) разработал проект создания универсального теплового двигателя — «огнедействующей машины для заводских нужд>. В 1765 году машина измененной конструкции была построена, а в 1766 году пущена в ход на медеплавильном заводе в Барнауле. Машина Ползунова представляла собой паровой двигатель с двумя цилиндрами, работающими на общий вал. 9 Зак. 339 129
ему удалось выхлопотать патент на машину и заставить ее работать по полному циклу. Но и после этого финансовые и инженерные трудности обрекали его дальнейшие работы на черепашьи темпы. В 1774 году Уатт выехал из Глазго в Бирмингем, чтобы работать дальше вместе с Мэтью Болтоном, очень богатым и крупным промышленником, способным предоставить кредит и обеспечить привлечение квалифицированых кадров либо со своей собственной фабрики, либо с соседних заводов из Блэк- Каунтри. Через шесть месяцев машина была пущена в ход и имела большой успех. Первые две машины Уатта были сделаны по заказу в 1776 году: одна для откачки воды из угольных копей в Типтоне (Стаффордшир), а другая для воздуходувки на чугунолитейном заводе Джона Уилкинсона в Бросли (Шропшир), который вместе с фирмой «Дерби» внес большой вклад в дело развития тяжелого машиностроения и металлургии. Именно усовершенствованный расточный станок этой фирмы сделал возможным изготовление цилиндров паровой машины Уатта. В 1777 году поступил первый заказ на изготовление паровой машины для насосной станции на корнуэлльском оловянном руднике, затем Корнуэлл стал самым надежным потребителем этих паровых двигателей. В 1778 году в этом графстве насчитывалось свыше 70 действующих двигателей Ньюкомена, а к 1790 году все они, кроме одного, были заменены машинами Болтона — Уатта. К тому времени, когда начался регулярный выпуск паровых машин для насосов, полностью выявился спрос на более совершенные двигатели со стороны текстильной и других отраслей промышленности. Поэтому Уатт по просьбе своего компаньона Болтона занялся созданием паровой машины для привода вращающихся машин (рис. XII). В 1781 году он получил патент на такую машину, а в следующем году создал универсальную паровую машину двойного действия. В 1788 году он поставил на ней центробежный регулятор (справа от цилиндра на рис. XII) для поддержания постоянного числа оборотов вала, а в 1796 году снабдил паровой двигатель еще и индикатором. 130
ПРИМЕНЕНИЕ СИЛЫ ПАРА И НОВЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ ПАРОВЫХ МАШИН В 1783 году одна паровая машина Уатта была установлена на заводе Вилькинсона в качестве привода кузнечного молота, а другая — на фабрике керамических и фаянсовых изделий Уэджвуда (первая из нескольких установленных на этой фабрике). Первая машина для подъемных работ на угольных шахтах была установлена в Ньюкасле в 1784 году. К 1800 году на шахтах работало 30 паровых машин Уатта обеих разновидностей, а на медных рудниках — еще 22. В 1785 году она использовалась для привода мукомольной мельницы. В том же году ее впервые приспособили для нужд прядильного производства, а к 1800 году на хлопчатобумажных фабриках уже было 84 паровые машины Уатта. После этого использование силы пара стало в промышленности обычным явлением. К 1850 году на хлопчатобумажных предприятиях общая мощность паровых двигателей составила 71 000 лошадиных сил по сравнению с 11 000 лошадиных сил гидросиловых установок. Если читатель взглянет на приводившуюся нами таблицу экспорта хлопчатобумажных товаров, то он увидит, что общий переход к использованию силы пара способствовал еще большему подъему промышленности, чем первые изобретения шестидесятых и семидесятых годов XVII века. Шерстопрядение было наиболее отсталым участком текстильного производства, использовавшим в 1800 году всего девять паровых машин. В массовых масштабах распространение ткацких станков с приводом относится к XIX веку, но уже в 1789 году ткацкий станок Картрайта приводился в движение паром. В 1796 году Вилькинсон заказал еще одну паровую машину Уатта для привода прокатного стана, а к концу столетия в литейных и кузнечных цехах насчитывалось 28 паровых машин Уатта. В 1812 году ее впервые применили для рудничной откатки по подземным дорогам; для этой цели Джордж Стивенсон приспособил паровую машину с насосной станции. Все эти примеры показывают, сколь велика была потребность в двигателях и как паровые машины Уатта способствовали дальнейшему подъему промышленности. 9* 131
Последующая история до подъема современной быстроходной поршневой машины в 1870 году и наступивший за ним период сами по себе потребовали бы отдельной книги. Здесь мы можем отметить только начало двух важных моментов. Машины Уатта все еще оставались прежде всего машинами низкого давления, немного превышающего атмосферное давление. Переход к современному двигателю, работающему при высоком давлении, зависел от усовершенствований способов обработки и выплавки черных металлов, сделанных к концу XVIII века. Мердок, работавший с Уаттом, построил в 1784 году удачную модель двигателя высокого давления, но существенные успехи в этом деле начались с изобретений англичанина Тревитика и американца Эван- са в первом десятилетии XIX века. Первым компаунд- машину построил Хорнблоуэр в 1781 году, но ему от нее пришлось отказаться, так как это нарушало патентные права Уатта. После истечения срока действия его патента в 1800 году Вульф снова вернулся к компаунд- машине в 1803 году, но действительно эффективная паровая машина подобного рода была построена Макно- том только в 1845 году. СОЗДАНИЕ ПАРОХОДА Во всех рассмотренных нами областях применения парового двигателя способ приведения в движение был совершенно очевиден: до парового двигателя машины приводились в движение тем или иным вращающимся механизмом, например водяным колесом, который достаточно было заменить вращающимся двигателем. Иначе обстояло дело в новой области применения, которая к 1815 году достигла больших успехов. Речь идет о судоходстве. Суда приводились в движение парусами, веслами или гребными лопастями. Ни один из этих способов нельзя было просто перевести на привод от паровой машины. Поэтому не приходится удивляться многочисленным попыткам попробовать в связи с этим самые немыслимые ухищрения. Американец Джон Фитч, например, сконструировал в 1785 году пароход, приводившийся в движение бесконечной цепью плиц, нечто вроде полотна морского гусеничного трактора, а позднее приспособил ряд гребных лопастей, работавших, как гребец на каноэ. 132
В 1790 году он предлагал даже воспользоваться в этих целях силой отдачи. Аналогичные предложения выдвигались неоднократно, а Рамсей даже опробовал в 1793 году одну подобную установку, двигавшую лодку на реке Потомак со скоростью около 6 километров в час. Вскоре от подобных фантастических опытов пришлось отказаться (правда, реактивные двигательные установки иногда ставятся в наши дни на судах, не говоря уже о современной авиации). Оставались только гребное колесо и гребной винт. Гребным колесом в качестве движителя пользовались от случая к случаю еще и до паровой машины, приводя его во вращение мускульной силой человека через кривошипы или вороты. Разумеется, время от времени предпринимались и попытки использовать для этого двигатели Ньюкомена или Уатта, но без особого успеха, пока в 1788 году Миллер и Саймингтон не построили колесный пароход, который при испытании на Далсуинтон- Лох развил скорость 8 километров в час. Саймингтон продолжал работу и построил буксир «Шарлотта Дун- дас», который отбуксировал баржи водоизмещением по 70 тонн каждая на расстояние несколько больше 30 километров за 6 часов против столь сильного ветра, что никакое другое судно на канале не отважилось выйти в открытое море. Величайшим изобретателем был американец Роберт Фултон, работавший одно время во Франции и в Англии, но сделавший свое изобретение по приезде в Соединенные Штаты. Он воспользовался глубоко научным подходом к изучению сопротивления воды движению судна и других связанных с этим вопросов. Его пароход «Клермонт» вызвал сенсацию в 1807 году, покрыв 240 километров от Нью-Йорка до Альбиона за 32 часа. Речное пароходство в США стало быстро развиваться, и к 1815 году открылось регулярное пароходное сообщение по всем крупным рекам в стране. В Англии первым торговым пассажирским пароходом стала в 1812 году «Комета» Генри Белла на реке Клайд. Но здесь пароходство развивалось медленнее примерно до 1830 года, ив 1815 году в стране имелось всего лишь 20 пароходов. Между прочим, первый американский военный пароход был спущен на воду в 1814 году, а Англия последовала примеру Соединенных Штатов только в 1833 году. 133
Англия снова вышла вперед, когда паровые машины начали ставить на океанских судах. Первым пароходом, который пересек в 1819 году Атлантический океан, была «Саванна», но это был прежде всего парусник, на котором сила пара использовалась как вспомогательный источник. То же самое надо сказать и о нескольких последующих судах, пересекавших Атлантику. Тогда было принято считать, что для дальнего плавания пароходы не годятся, так как используемый в качестве топлива уголь чрезмерно сильно снижает их полезную грузоподъемность. Это предубеждение рассеялось, когда в 1838 году «Сириус» пересек Атлантический океан беэ остановки двигателя менее чем на 20 суток. Правда, этот рекорд продержался всего несколько часов (!) и был побит пароходом «Грейт уэстерн», покрывшим то же расстояние за 15 суток. После этого положение пара утвердилось. Стали возникать крупные пароходные компании. Пароходство «Кунард лайн», например, было образовано в 1840 году. Все эти пароходы имели деревянную конструкцию и были колесными. Но приблизительно в это же время стали появляться железные конструкции с гребными винтами. Гребной винт пробовали неоднократно ставить начиная с 1796 года (фактически эта идея была выдвинута даже еще раньше). Но в повсеместное употребление он вошел только к середине XIX века, а определить, кто именно из многочисленных претендентов на авторство превратил винт в практически действующий механизм, сейчас трудно *. Принято считать, что поворотным моментом было оснащение парохода «Архимед» гребным винтом, который в 1838 году поставили Джон Эриксон и Френсис Петтит Смит. Но, пожалуй, справедливее было бы приписать эту заслугу творцам быстроходных двигателей, так как прежние тихоходные машины делали винт менее эффективным движителем, чем гребное колесо. После спуска на воду Джоном Вилькинсоном в 1787 году железного катера водоизмещением 70 тонн и целого ряда последующих опытов железная конструкция судов стала примерно к середине XIX века обычным явлением. В 1859 году суда пытались делать из листовой * В 1826 году чешский инженер Иозеф Рессел установил гребной винт на лодке водоизмещением 5 тонн, приводимой в движение вручную, а в 1827 году запатентовал свое изобретение. 134
стали, но эра стали в судостроении наступила лишь со спуском на воду судна «Айрис» в 1877 году. Использование турбин и дизелей в качестве двигателей завершило переход к современным судам, которые связывают весь мир в единое целое и все больше делают его национальное деление анахронизмом. СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО И ДРУГИЕ ОБЛАСТИ Наряду с этими большими переменами в промышленности огромные сдвиги происходили и в сельском хозяйстве. Постоянно возраставшее промышленное население нельзя было прокормить без коренной перестройки всего земледелия. Наиболее значительные успехи были достигнуты в таких областях, как выведение новых сельскохозяйственных культур, новых севооборотов и т. п., но вопрос механизации сельскохозяйственных работ тоже играл важную роль. Небольшой легкий плуг (так называемый ротергамский плуг), завезенный в 1730 году в Англию из Голландии, претерпел многие конструкционные усовершенствования. Роберт Рансон приступил в 1789 году к выпуску своих самозатачивающихся лемехов. Примерно на рубеже двух столетий стали появляться цельнометаллические плуги, вошедшие в повсеместное употребление приблизительно к 1820 году. В самом начале XVIII века Джетро Тулль (известный своим всесторонним участием в сельскохозяйственной революции) ввел в обиход конный пропашник. Рядовая сеялка, которая прокладывала борозду, оставляя в ней семена и закрывая их землей, была большим шагом вперед по сравнению с дедовским ручным севом. В XVI и XVII веках пробовали применять разнообразные сеялки, но самой удачной конструкцией была сеялка Тулля, построенная им в 1701 году и ставшая общим достоянием в 1731 году. Сеялка Тулля мало походила на современные сеялки. Более современная ее разновидность была изготовлена Куком в 1782 году, после чего конструкция сеялок быстро становилась все более совершенной. Молотьба была единственным видом сельскохозяйственных работ, в котором еще задолго до наших времен использовались не только живая тягловая сила, но и другие источники энергии. В 1636 году Ван Берг получил 135
патент на молотилку, состоящую из нескольких цепов, приводившихся в действие от кривошипов. В 1732 году Майкл Мензис изобрел молотилку с гидроприводом, которая, согласно его объявлению, «производила за день больше ударов и не меньшей силы, чем удары сорока человек». Она получила некоторое распространение, но первой практически полезной машиной подобного рода стала молотилка с вращающимся барабаном, которую изобрел в 1786 году Эндрю Мейкл. Молотилки получили широкое распространение с начала XIX века, а с 1802 года их стали переводить на паровой привод (хотя еще некоторое время обычным источником двигательной силы оставались водяное колесо и конный ворот). Джеймс Кук изобрел в 1794 году барабанную соломорезку. Приблизительно в это же время были созданы машины для резки корнеплодов и приготовления кормов. Все эти достижения, несомненно, стали возможными благодаря новым способам выплавки и обработки металлов, но этого вопроса мы здесь касаться не будем, оставив его до главы 8. Наряду с этим было много более мелких изобретений, например ватерклозет Брама в 1798 году и самый искусный в те времена сейфовый замок, изобретенный им же в 1784 году. Этот замок был настолько сложен, что, несмотря на солидное вознаграждение, его открыли лишь в 1851 году (для этого потребовался 41 час). Создание подобного точного и сложного замка служило показателем достигнутого уровня точности способов механической обработки металлов. В 1810 году один лондонский печатник перевел ручной печатный станок на паровой привод. Он воспользовался предложениями немецкого эмигранта Фридриха Кенига, который в следующем же году снабдил валиками тискальную машину с приводом. С 1814 года газету «Тайме» стали печатать на новой машине, дававшей по 1000 оттисков в час. Этим было положено начало дешевой и многотиражной газете, которая играет столь важную роль, с одной стороны, в жизни информированного демократического общества и способна — с другой, послушно служить интересам определенных кругов, вводя в заблуждение общественное мнение К 1 Упомянем вкратце о дальнейших шагах в развитии печатания. В 1846 году появилась и некоторое время использовалась ли» 136
Более того, этот период ознаменовался первыми поистине замечательными успехами в разных областях, окончательное развитие которых завершилось в XIX и XX веках. Именно в это время были заложены основы воздухоплавания на аппаратах легче воздуха и даже управляемого полета, а также электрических устройств. Тогда же были сделаны первые шаги по механизации сельскохозяйственных работ и подрубки угля, достигнуты первые успехи в разработке способов массового производства. ПОСЛЕДСТВИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА Социальные последствия прогресса в промышленности читателю, вероятно, известны лучше, чем все такие последствия за.предшествующие времена. Наиболее очевидные из них носили пагубный характер. Повышение коэффициента полезного действия машин оставляло людей без работы. Когда в поисках работы они шли на фабрики, их заработки постоянно снижались настолько, что работать приходилось не только всем взрослым членам семьи, но на хлопчатобумажных фабриках, например, даже и малолетним детям приходилось работать полную смену в отвратительных условиях труда. Смена длилась по 12 и даже 16 часов в сутки. У себя дома они пряли, быть может, столько же времени, но здесь они работали свободно, чередуя работу с отдыхом по собственному разумению, и не должны были подчиняться жесткой фабричной дисциплине. Жилищные условия в новых поселках, выросших вокруг фабрик, были отнюдь не лучше условий труда. Отдельные дома, пожалуй, были не хуже, чем в прежних деревнях, но санитарные условия, вполне терпимые в условиях сельской стовая ротационная машина Гоэ, дававшая 20 000 оттисков в час. В современных ролевых ротационных машинах бумага непрерывно сматывается с рулонов. Этот способ был разработан по образцам машин американца Уильяма Баллока (Филадельфия, 1865 год) и знаменитых типографских машин Вальтера в издательстве газеты «Таимо (1866 год, выпуск с 1868 года). Современная ротационная машина дает 60 000 оттисков в час. Оборудование для производства непрерывных рулонов бумаги, необходимых для подобных типографских машин, было разработано французом Робертом в 1798 году, а затем усовершенствовано в 1862 году в Англии фирмой «Фурд- ринье». 137
местности, становились невыносимыми в городах с большой плотностью населения. Пожалуй, самую острую безработицу переживали ремесленники, которых расширяющиеся фабрики поглощали очень медленно. Такая безработица носила временный характер, но ее последствия были весьма серьезными для оказавшихся не удел ремесленников.Машины, как казалось, порождали безработицу. Они выполняли работу, которая раньше занимала много рабочих рук. Надо ли поэтому удивляться тому, что временами ремесленники восставали против этих машин? В 1663 году, а затем в 1767 году они уничтожили механические лесопилки под Лондоном. Были мятежи против лентоткацкого станка в 1676 году и против чулочных машин в 1710 году. Дом Джона Кейя разрушили в 1753 году, а ему самому пришлось покинуть родину. В 1768 году блэкбернские прядильщики уничтожили прядильные машины Харгривса. В 1776 году и в последующие несколько лет велась систематическая борьба с машинами Аркрайта. Кромптону приходилось не раз скрываться. Однако сам по себе такой перечень может ввести в заблуждение. Выступления против машин, доходящие до саботажа, в действительности случались не так уж часто, если сравнивать число этих выступлений с числом внедрявшихся в производство новых машин. И очень часто уничтожение машин было не столько проявлением враждебности к самим машинам, сколько средством борьбы против ненавистного хозяина, который урезал заработную плату или ухудшал условия труда. Известное стихийное выступление ноттингемских чулочников-луддистов носило, по сути дела, именно такой характер. Луддизм в этом смысле не был профессиональным движением, а представлял собой тактическое средство борьбы в особых условиях конца XVIII и самого начала XIX веков. Но помимо такой явной нищеты, машины и фабричная система производства приносили огромную пользу. Все больше людей пользовались всевозможными производимыми товарами. Рабочие, разумеется, были вынуждены учиться овладевать средствами борьбы за свою долю товаров, но все-таки они ту или иную долю получали, а уровень жизни в целом после первых мрачных десятилетий XIX века фактически повышался. Наилуч- 138
шим показателем повышения жизненного уровня является, пожалуй, рост населения. В Англии и Уэлсе численность населения возросла с 6,5 миллионов в 1750 году до 10 с лишним миллионов человек в 1811 году1. Прирост населения объяснялся отчасти большей рождаемостью и отчасти — что еще важнее — снижением смертности, служившим показателем улучшения народного здравоохранения, то есть повышения общего жизненного уровня. Это в свою очередь отчасти объяснялось повышением производственной мощности машин, хотя при этом нельзя забывать о происходившей одновременно революции в сельском хозяйстве, что не менее важно. В Лондоне в период с 1749 по 1758 год из каждых 42 случаев госпитализации рожениц умирала одна, а из новорожденных погибал каждый пятнадцатый. В 1799— 1800 годах смертность снизилась до 1 :914 для рожениц и до 1 : 115 для новорожденных. Отчасти это служит показателем того, что поступавшие в больницы матери были здоровее и меньше голодали. Отчасти же это свидетельствует о повышении уровня медицинских знаний и медицинского обслуживания. В свою очередь это было обусловлено тем, что возросшая производительность в промышленности и сельском хозяйстве позволила большему числу людей оторваться от производства предметов первой необходимости и посвятить себя изучению медицины и приобретению врачебной практики. Итак, промышленные перемены в XVII и XVIII веках, несмотря на свои отрицательные стороны, действительно были огромным шагом вперед для всего человечества, шагом по пути к тому положению, в котором мы находимся сейчас, с перспективой ликвидации нищеты навечно и обеспечением для всех людей материальных благ, на основе которых строится полноценная и счастливая жизнь. 1 Влияние промышленных перемен на численность населения лучше всего иллюстрируется сравнением среднегодового прироста в тот или иной промежуток времени. Так, в период от 1483 до 1700 года средний годовой прирост на тысячу населения составлял 0,7 процента; от 1700 до 1750 года — 0,33 процента, а затем с усилением влияния промышленной революции становился все более ощутимым, достигнув 0,85 процента в 1750—1811 годах и 1,28 процента в 1811—1851 годах.
Глава 7 ЗРЕЛОСТЬ ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕВОЛЮЦИИ (1815-1918 годы) Почти неоспоримое преобладание Англии в области передовых методов промышленного производства не могло длиться до бесконечности. К концу XVIII века в этом направлении начали развиваться другие страны. Французская революция 1789 года смела все помехи на пути технического прогресса, которые воздвигало государство абсолютного феодализма, гораздо быстрее и сокрушительнее, чем это сделала революция 1640-х годов в Англии. Народ американских колоний добился независимости в 1783 году. Соединенные Штаты Америки не замедлили встать на путь индустриализации. В следующем столетии их примеру последовали другие страны. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕВОЛЮЦИИ Освободившись от тормозов, сдерживавших развитие, промышленность в этих странах начала развиваться, подобно тому как это в свое время происходило в Англии. Естественно, что граждане этих стран обратились к науке и изобретательству в целях усовершенствования способов промышленного производства. Как мы уже отмечали, Соединенные Штаты стали играть ведущую роль в пароходстве сразу же через несколько лет после завоевания независимости. В период, рассматриваемый в настоящей главе, Франция и США играют не меньшую роль, чем Англия, а к концу данного периода на авансцену выходит еще и Германия. Во Франции, в частности, промышленная революция приобрела в начале столетия более решительные формы благодаря всемерному весьма сознательному содействию изобретательству и стремлению к повышению уровня индустриализации. С целью поощрения технического прогресса учреждались специальные государственные комиссии. Создавались новые учебные заведения для насаждения 140
научных и технических знаний. Наполеон, узнав о планах Роберта Фултона по созданию парохода, писал в июле 1804 года своему министру внутренних дел: «Только что ознакомился с проектом гражданина Фултона, с высылкой которого Вы слишком долго задержались. Думаю, что он способен переделать облик всего мира. Во всяком случае, прошу Вас повелеть комиссии из наших академиков, имеющих авторитет среди светил науки в Европе, немедленно заняться этим вопросом. Здесь я усматриваю великую правду физики. Пусть сии мужи изучат этот вопрос и доложат мне о его практической пользе. Потрудитесь дать ответ не позже чем через неделю, а пока сгораю от нетерпения узнать о результатах. Н.» х Столь непосредственный живой интерес государственного деятеля к изобретению, потому что оно было «способно переделать облик всего мира», был совершенно новым делом, остававшимся в действительности не имеющим себе равного до Октябрьской революции 1917 года в Советском Союзе. Общество содействия национальной промышленности (Societe d'Enfcouragement pour Tlndustrie Nationale) предоставляло изобретателям ссуды, учреждало премии эа важные изобретения (награда, назначенная этим обществом за создание практической водяной турбины, и объясняет ведущую роль Франции в данной отрасли), критически оценивало изобретения с точки зрения их технического совершенства, а также экономического и социального значения. В Соединенных Штатах политические лидеры проявляли к техническому развитию производства отнюдь не меньший интерес. Томас Джефферсон деятельно занимался массовым производством и пользовался математическими расчетами при разработке наилучшей формы плужного отвала. Бенджамин Франклин стал одновременно первым признанным ученым Америки и одним из ее величайших дипломатов. Джордж Вашингтон сам проводил опыты по механизации посевных работ. В Англии изобретатели были предоставлены самим себе, хотя такие добровольные организации, как Королевское общество гуманитарных и математических наук, оказывали им некоторую помощь. Но Англия в начале XIX века так далеко шагнула вперед, что почти до Академия отвергла это предложение. 141
самого конца этого века ее лидерство оставалось для других стран вне досягаемости. Период с 1815 по 1918 год ознаменовался развитием океанского пароходства (см. главу 6), ростом железнодорожной сети, завершением механизации текстильной промышленности, созданием ряда двигателей (водяной турбины, паровой турбины и двигателя внутреннего сгорания), появлением автомобиля и аэроплана, развитием электроэнергетики, появлением телеграфа, телефона и радио, большими достижениями в деле повышения механизации сельского хозяйства и угледобычи, не говоря уже о многих сотнях второстепенных изобретений. Это был настолько плодотворный период, что в настоящей книге мы сможем лишь кратко коснуться его, ибо вся история механических изобретений того времени сама по себе потребовала бы целых томов. РОСТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ Немного нововведений имело столь далеко идущие последствия, как пассажирский паровой железнодорожный транспорт (железнодорожная колея без паровозов имеет гораздо более раннее происхождение). Как уже отмечалось в главе 5 (см. рис. 16), в Германии еще в конце XV века рельсовые пути использовались на горных разработках. Такие же рельсовые пути имелись и в Англии — под Ноттингемом и в Бросли — в первом десятилетии XVII века (быть может, даже несколько раньше). Рельсовый рудничный транспорт обходился дешевле и был эффективнее гужевых перевозок по плохим дорогам. С ростом промышленности расширялась сеть рельсовых путей. Постепенно эти пути совершенствовались. Первые сплошь деревянные рельсы стали обивать сверху железными полосами, а затем вообще перешли на цельнометаллические рельсы. К концу XVIII века такие рельсы были уложены на всех шахтах и металлургических заводах Англии. На чугунолитейном заводе «Дерби» в Коулбрукдейле, например, протяженность заводских рельсовых путей превосходила 30 километров. Весь такой транспорт обслуживался конной тягой. Следующим крупнейшим нововведением на рельсовом транспорте был переход на паровую тягу. Самые первые локомобили предназначались для использования 142
не на рельсах, а для передвижения карет. Подобные предложения относятся еще к концу XVII века, но первый далеко не совершенный фургон с паровой тягой был построен лишь в 1769 году. Конструкция подобного фургона была рациональной по замыслу, но имела несоразмерные пропорции, из-за чего он развивал среднюю скорость лишь до 4 километров в час и останавливался почти через каждые 10 метров, чтобы дождаться повышения давления пара. В 1784 году Мердок построил весьма удачную модель подобного фургона. Но настоящим зачинателем паровой тяги стал Ричард Тревитик, занявшийся этим вопросом приблизительно с 1797 года. Он создал ряд довольно удобных дилижансов, пока первым не пришел к мысли о переводе на паровую тягу рельсового транспорта. По всей видимости, он имел при этом в виду не пассажирский железнодорожный транспорт современного вида, а лишь грузовые шахтные и заводские перевозки. В 1802 году им был построен первый локомотив на коулбрукдейлском заводе, а в 1804 году еще один, для пенидарранского металлургического завода. Локомотив перевозил 10 тонн руды или 70 пассажиров со скоростью 8 километров в час. Эти первые локомотивы были далеко не совершенными конструкциями, но они способствовали тому, что люди стали осознавать необходимость перехода на железнодорожном транспорте к более эффективной тяге. Через несколько лет решением этой задачи занялись многие. Из них наибольшего успеха добился Джордж Стефенсон, которому принадлежит заслуга создания системы железнодорожного сообщения современного вида. В 1814 году он построил свой первый локомотив для угольных шахт, перевозивший 30 тонн груза со скоростью около 6,5 километров в час по пути с подъемом 1 :450. Впоследствии тщательный анализ достигнутых успехов и незаурядное мастерство позволили ему быстро повысить коэффициент полезного действия своих паровозов *. Одновременно созревала мысль о приспособлении железной дороги и для товаропассажирского движения * В 1834 году в России на нижне-тагильском заводе на Урале отцом и сыном Черепановыми был построен первый паровоз. На паровозе имелся дымогарный котел и горизонтально расположенный паровой цилиндр. Он мог перемещать состав весом 3,3 тонны со скоростью до 16 километров в час. W
общего назначения, хотя на первых порах предполагалось, что перевозки должны осуществляться в собственных вагонах с платой за пользование железнодорожной колеей. Такая ветка на конной тяге, связывавшая Уонд- суорт с Кройдоном и предназначавшаяся для товарных перевозок, была открыта в 1805 году. О паровой тяге тогда почти ничего не знали, а рельсы только повышали эффективность использования силы лошадей. В эту пору быстрой индустриализации проблема транспорта приобретала все большую остроту — дороги находились в плохом состоянии, перевозки обходились дорого, а более дешевые перевозки по водным путям не обеспечивали всех нужд из-за перегрузки таких путей. Такова была подоплека законопроекта о постройке железной дороги между Стоктом и Дарлингтоном, представленного на утверждение английского парламента в 1821 году. Он предусматривал ее эксплуатацию «силой людей и лошадей или любым иным способом». Тогда еще почти все думали, что паровоз справится с этой работой, а Сте- фенсон убедительно доказал, что она по силам паровой машине, так что в 1825 году состоялось открытие этой дороги с паровозами его конструкции. Но вплоть до 1830 года по этой дороге не только ходили поезда, принадлежавшие железнодорожной компании, но и осуществлялись частные перевозки на конной тяге. Меж тем владельцы текстильных фабрик Манчестера все больше убеждались в том, что по каналу между Ливерпулем и Манчестером нельзя обеспечить гигантски возросшие внешнеторговые перевозки, о которых упоминалось в предшествующей главе. Поэтому на рассмотрение парламента был представлен в 1825 году законопроект о постройке железной дороги между этими городами. Но крупные землевладельцы встретили его организованным отпором. Они возражали против ущерба собственным земельным угодьям, который им причинила бы железная дорога. Заботясь лишь о своих выгодах, они в то же время разглагольствовали об ущемлении интересов хозяев канала и почтовых дорог, о вреде делу муниципальных дорожных налогов. Лендлорды орглни зовали кампанию по очернению этого законопроекта через печать и специальные листовки, в которых говорилось, что коровы, перепуганные проходящими поездами, Ж
перестанут давать молоко, что дым паровозов убьет птиц, что искры из паровозных труб станут источником пожаров, что взрывы паровозных котлов принесут гибель пассажирам. Подобными выдумками и другими приемами «обработки» парламентариев крупные землевладельцы добились провала проекта при голосовании в парламентской комиссии. Они даже организовывали акты саботажа и вооруженного нападения на землемеров, проводивших съемки вдоль предполагаемой линии. Но в 1826 году заинтересованные железнодорожные компании выделили 27 000 фунтов стерлингов и добились утверждения второго законопроекта об открытии железнодорожного сообщения между Стоктоном и Дарлингтоном. В 1829 году был проведен конкурс на лучший локомотив для этой . дороги. Требованиям этого конкурса удовлетворяла только «Ракета» Стефенсона (рис. XI). На второй день конкурсных испытаний этот паровоз с тридцатью пассажирами развил скорость 48 километров в час. Дорогу открыли в 1830 году. С этого времени железные дороги на паровой тяге почти целое столетие оставались основным видом сухопутного транспорта. Однако постройка железных дорог в Англии все еще наталкивалась на большое сопротивление, так что к 1838 году в стране было проложено всего лишь около 800 километров железнодорожных путей. Затем начался железнодорожный бум, благодаря которому общая протяженность линий сети железнодорожного сообщения была доведена приблизительно до 3000 километров в 1843 году и до 8000 километров в 1848 году. С началом пассажирского железнодорожного сообщения как никогда раньше открывались возможности поездок для более широких слоев населения. Но еще более важную роль железные дороги сыграли в деле дальнейшей индустриализации, став главными артериями промышленности. Тенденции в развитии промышленности, о которых речь пойдет дальше, требовали дальнейшей концентрации производства в виде крупных предприятий. Блага индустриализации попали в зависимость от путей сообщения, по которым сырье и готовая продукция доставлялись туда, куда это было нужно. Железные дороги на суше и пароходы на море были призваны обеспечить такие перевозки, \0 Зак. 339 W
ВОДЯНАЯ ТУРБИНА Создание водяной турбины прошло более длительный и сложный путь, чем большая часть рассматривавшихся нами изобретений. Ее древнейшим предком было примитивное горизонтальное водяное колесо. С первых же шагов современной механизации в устройство таких колес стали вноситься усовершенствования, которые постепенно приближали колесо по конструкции к турбине. Одна из первых усовершенствованных разновидностей водяного колеса была предложена еще Леонардо да Винчи. В XVII и XVIII веках последовали и другие усовершенствования. Некоторые из них нашли довольно широкое применение на практике. Несмотря на простоту устройства водяной турбины, в которой вода действует на лопасти в плотно пригнанной камере, и ее явно более высокий коэффициент полезного действия по сравнению с примитивным водяным колесом, создание турбины требовало преодоления еще многих трудностей. Далеко не ясно было, какую форму лучше всего придать лопастям и камере, а без этого нельзя добиться использования всех скрытых в водяной турбине возможностей. Конечный успех во многом зависел от теоретических исследований с учетом научных достижений по гидродинамике, которые были сделаны целым рядом ученых во второй половине XVIII века. Эти достижения постепенно подводили к разумному пониманию принципов действия водяной турбины. Теоретические исследования Эйлера (1750—1754 годы) позволили построить довольно примитивную водяную турбину, получившую небольшое распространение, хотя она была еще далека от того, чтобы сыграть важную практическую роль. Существовала еще одна большая трудность инженерного порядка. Для обеспечения достаточно производительной работы турбины необходима была точная подгонка сравнительно быстро двигающихся частей. Инженерный опыт XVIII века наконец-то вооружил к началу XIX века достаточными знаниями изобретателей; усилиями многих, и прежде всего французских, изобретателей создание таких турбин стало практически осуществимым. Затем в 1823 году Общество содействия национальной промышленности назначило награду за усовер- 14&
шенствование водяной турбины. Это удвоило усилия изобретателей. Часть награды была вручена Бурдэну в 1827 году, но действительную заслугу по усовершенствованию конструкции гидравлической турбины нужно приписать Фурнейрону, который построил первую турбину мощностью 6 лошадиных сил тоже в 1827 году. Более совершенную разновидность такой турбины (на 50 лошадиных сил для привода кузнечного молота) он построил в 1832 году, за что получил вознаграждение в 6000 франков. Теперь габариты водяных турбин стали очень быстро увеличиваться, что довело их мощность к 1855 году до 800 лошадиных сил. В дальнейшем гидравлические турбины применялись главным образом для выработки электроэнергии. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО: ТЕЛЕГРАФ И ТЕЛЕФОН Рассказ об электричестве, применение которого во многих отраслях было одним из величайших достижений XIX века, также свидетельствует о сложном и длительном пути развития благодаря усилиям многих людей. Здесь нам придется опустить первые этапы открытия электричества и начать лишь с открытия гальванического элемента (вольтова столба) в 1800 году, впер* вые давшего постоянный ток, этой основы практического применения электричества, которая позволила ученым открыть свойства электрического тока и научиться обращать их на пользу человечества. С этого момента освоение электричества идет исключительно быстрыми шагами. В 1808 году Деви продемонстрировал принцип действия дуговой лампы*. Фарадей разработал теоретические основы действия электродвигателя в 1821 году, а динамомашины — в 1831 году. В эти же годы были открыты те положения теории, на основе которых в дальнейшем шло развитие телеграфа и телефона, а электричество получило распространение во многих других областях применения. Но овладеть электричеством было нелегко: потребовались десятилетия, прежде чем * В 1802 году русский ученый В. В. Петров открыл и изучил электрическую дугу. В 1804 году он опубликовал результаты своих опытов. 10* 147
удалось добиться действительно ценных практических результатов. Первой важной областью применения электричества стал телеграф, отчасти потому, что здесь практические трудности были проще, чем, скажем, в деле электрического освещения, и отчасти потому, что потребность в телеграфе ощущалась нагляднее и настоятельнее. С ростом торговли все нужнее становились быстрые способы связи, а с развитием железнодорожного сообщения стала совершенно безотлагательной необходимость в том или ином способе предупреждения сигнальщика о приближении поезда. До телеграфа прибегали к разным способам быстрой связи — голубиной почте, зрительной сигнализации через промежуточные пункты. Ясно, что ни один из них не удовлетворял требованиям. С самого начала XIX века многие люди работали над созданием телеграфа, но только в 1837 году его изобрели в одно время и совершенно независимо американец Сэмюель Морзе и англичане Кук и Уитсон *. Через год Телеграф английского изобретения был установлен на железнодорожной линии между Паддингтоном и Уэст- Дрейтоном, протяженностью около 20 километров, а Морзе закончил в 1844 году линию, соединяющую Вашингтон с Балтимором (64 километра). В США через четыре года телеграфная связь была установлена во всех штатах (кроме одного) к востоку от Миссисипи. В Англии протяженность телеграфных линий достигла в 1868 году свыше 25 000 километров. Подводный кабель между Дувром и Кале был уложен в 1851 году. С открытием трансатлантического сообщения в 1866 году телеграф стал средством международной связи. Если людям удалось с помощью электричества передавать сигналы на большие расстояния, то, вполне естественно, они стали искать путей удобного способа передачи устной речи. Филиппу Рейсу первому в 1861 году удалось добиться некоторых успехов в этой области, но его аппарат, работавший с перебоями, так и остался просто забавной игрушкой. И только в 1876 году Александру Беллу, переселенцу из Шотландии в США, удалось изобрести телефон, получивший практическое при- * Следует отметить, что первый в мире электромагнитный телеграф был построен в 1832 году в Петербурге П. Л. Шиллингом. 148
менение. Через несколько лет его телефон уже применялся во всех цивилизованных странах мира. Одно усовершенствование телефонной связи следовало за другим. В 1876 году Белл передавал разговор на расстояние свыше 30 километров; к 1880 году дальность передачи была доведена до 72 километров, а к 1892 году была установлена телефонная связь между Нью-Йорком и Чикаго, то есть на расстоянии около 1440 километров. По тем временам такое расстояние было пределом рентабельности. Введение около 1900 года системы индукционного нагружения, а затем и усилителей на электронных лампах практически вообще устранило проблему дальности, позволив создать к 1913 году линию телефонной связи протяженностью свыше 4000 километров, соединившую Нью-Йорк с Солт-Лейк-Сити. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО: ОСВЕЩЕНИЕ И ЭНЕРГЕТИКА Если телеграф и телефон изменили мир, сделав возможной непосредственную связь с любым пунктом земного шара, то возможности передачи энергии электрическим током произвели не менее коренные преобразования. Это позволило подвести энергию к небольшим установкам, к приборам домашнего обихода, например, или к индивидуальным приводам заводских машин, избавив от неудобных, непроизводительных и очень шумных трансмиссий и покончив с необходимостью устанавливать станки вокруг парового двигателя. Электричество сделало возможной постройку фабрик за чертой перенаселенных городов, на удалении от районов угледобычи, к которым они были раньше привязаны, и в сельской местности с ее более здоровыми для рабочих условиями. Если же фабрики по каким-то иным причинам приходилось сосредоточивать в одном месте, то топливо можно было сжигать вдалеке от них, не загрязняя здесь атмосферу копотью и дымом и подавая сюда электроэнергию издалека. Такие возможности использовались еще не полностью, но начало было положено, а доведение дела до конца выпало на долю будущих поколений. В действительности, зачинатели дела передачи энергии электрическим током вовсе не задумывались о подобных возможностях. Электрическое освещение — вот 149
что их интересовало в первую очередь. Это объяснялось, пожалуй, отчасти тем, что проблема освещения была проще, и отчасти тем, что у всех в памяти оставалась история с газовым освещением (лондонская фирма «Гэз лайт энд коук» была создана, например, в 1812 году). Первые счетчики Эдисона фактически регистрировали потребление тока в кубических футах потребления газа. Над созданием динамомашины, основы действия которой были открыты Фарадеем еще в 1831 году, работал последующее пятидесятилетие целый ряд изобретателей. Дуговая лампа Деви была превращена в полезное устройство упорным трудом нескольких людей в сороковые и пятидесятые годы прошлого столетия. Дуговое освещение нашло применение в специальных нуждах. Его испытывали на Саут-Форлендском маяке в 1858 году, а на Данджнесском маяке в 1862 году. Появление в 1870 году кольцевого генератора Грамма (самое крупное самостоятельное достижение в деле создания генераторов) снизило расходы на выработку электрического тока настолько, что дуговое освещение стало рентабельным для многих назначений. В последующее десятилетие его стали применять повсюду: на железнодорожных станциях, в портах и театрах, на металлургических заводах, рынках и даже на улицах *. Но именно в эти годы шумного успеха дугового освещения и, несомненно, благодаря ему была разработана более эффективная и удобная система освещения электрическими лампами накаливания. Подобно многим другим достижениям в области электричества, начало созданию таких ламп было заложено в первой половине XIX века. Де ля Руи создал свою платиновую лампу накаливания приблизительно в 1820 году. Но только благодаря работам англичанина Свана и американца Эдисона, завершенным приблизительно к 1880 году, была создана лампа накаливания с угольной нитью**. Вклад * В области дугового освещения большую роль сыграли работы русского ученого П. Н. Яблочкова, получившего в 1876 году патент на дуговой источник света, так называемую «свечу Яблочкова», и много сделавшего для внедрения в повседневную жизнь электрического света, «русского света», как называлось дуговое освещение во Франции. ** Следует отметить труды русского ученого А. Н. Лодыгина, построившего и испытавшего несколько конструкций ламп накали- 150
Эдисона не исчерпывается изобре1ением лампы. Он довел почти до совершенства конструкцию генератора, так что находившиеся в употреблении в 1882 году генераторы отличались от современных только угольной щеткой, введенной в 1883 году, и иной обмоткой, если, разумеется, не считать огромного увеличения их габаритов. Наряду с этим Эдисон разработал отнюдь не самоочевидную систему передачи электроэнергии по кабелям и проводам. Его труды способствовали прогрессу индустриализации, пожалуй, больше, чем усилия любого другого человека. Первая техническая осветительная электростанция была установлена на пароходе в 1880 году, а на суше это было сделано в 1881 году (частная станция). В этом же году была открыта первая станция городского освещения в Эпплтоне (штат Висконсин) мощностью в 1 лошадиную силу. В Англии первая станция была открыта в Годалминге (графство Суррей) для снабжения электроэнергией трех ламп уличного освещения. Затем в 1882 году компания Эдисона построила электростанции в Лондоне, Милане, Санбери (штат Пенсильвания) и, самое важное, известную станцию на нью-йоркской Пирл- стрит, с постройкой которой окончательно установился метод снабжения электроэнергией любого потребителя в районе. В Англии к концу года было построено почти 80 электростанций, хотя к этому времени в эксплуатацию были введены лишь отдельные из них. Гидроэлектростанции стали сооружать с самого начала этого периода, в том числе в Эпплтоне и Годалминге. За ними последовали и другие. Но полностью ценность гидроэлектростанций была окончательно утверждена с сооружением энергетической установки на Ниагаре, которая уже в 1896 году снабжала своей энергией Буффало, находящийся от станции на расстоянии 40 километров. Вскоре основным назначением гидравлической турбины стала выработка электроэнергии. Первые серьезные попытки по реализации преимуществ передачи энергии электрическим током были предприняты на транспорте. На Берлинской выставке вания (1873—1875 годы). В 1873 году он впервые продемонстрировал эффективность своих ламп накаливания для освещения производственных помещений. 151
1879 года немецкая фирма «Сименс унд Гальске> экспонировала модель электрической железной дороги, а в 1881 году построила пассажирскую электрифицированную линию в Лихтерфельде *. В 1883 году была сдана в эксплуатацию небольшая электрическая железная дорога на Брайтонском побережье. Спустя несколько недель была открыта линия Порташ — Бушмилс в Ирландии 1 протяженностью около 8 километров, на которую впервые электроэнергия подавалась с гидростанции. Электрификация основных магистралей началась в 1895 году с Балтиморского туннеля протяженностью свыше 6 километров. Электрификация лондонской подземной железной дороги началась в 1890 году открытием линии метрополитена2, соединяющей центр города с Южным вокзалом Лондонской дороги. Электрический трамвай, которому было суждено стать на многие годы главным видом городского транспорта, впервые появился в Глазго и во Франкфурте-на- Майне в 1884 году и в Ричмонде (штат Виргиния) в 1888 году. Трамвай, а з»атем автобусы с бензиновыми двигателями изменили облик городов. Постепенно отпадала необходимость строить жилища вокруг производственных предприятий. В центре городов стали исчезать перенаселенные трущобы (которые, увы, так и не исчезли вплоть до нашего времени). В городах быстро возникли предместья со всеми их преимуществами и недостатками. Подобным же образом подземные и пригородные электрические железные дороги бесконтрольно превращали крупные столицы в безобразные города-гиганты. Транспорт, конечно, является весьма специфическим потребителем электроэнергии, и на первых электрифицированных линиях в большинстве случаев имелись свои электростанции, действовавшие независимо от сетей коммунального электроснабжения. Снабжение электроэнергией предприятий и ее распределение для бытовых нужд иэ городской сети до 1890 года почти не практиковались. Переход на много- * В 1880 году в Петербурге Ф. А. Пироцкий провел первые в России опыты по применению электродвигателя для движения вагона конки. 1 Позднее эту линию довели до Дороги Гигантов. 2 Движение на линиях лондонского метрополитена с паровой тягой открылось еще в 1863 году. 162
фазную систему (которую начиная с 1887 года разрабатывал Тесла * и которая впервые была внедрена на ниагарской гидроэлектростанции в 1897—1898 годах) открыл возможности снабжения электроэнергией тяжелых отраслей промышленности. Незначительные нужды удовлетворялись двигателем постоянного тока, доведенным до значительного совершенства еще до 1900 года, тогда как создание коллекторного двигателя переменного тока быстро двинулось вперед после целого ряда ключевых изобретений, сделанных в 1891 году. К 1900 году на передовых предприятиях электрические двигатели заменяли неуклюжие, шумные и опасные навесные трансмиссии с ременными приводами. На первых порах двигатели просто приспосабливали к существовавшим машинам, но затем начали строить станки с индивидуальными двигателями. Появление в 1889 году в продаже небольшого вентилятора Тесла, приводимого в движение двигателем мощностью Ve лошадиной силы, было, пожалуй, первым признаком той роли, которую электроэнергии было суждено сыграть в быту. И хотя на заре последнего столетия было изобретено немало электропылесосов, стиральных машин и холодильников (появлявшихся даже в продаже), до 1918 года электрическая энергия почти не изменила уклад домашней жизни. Первые электроцентрали, работавшие на постоянном токе низкого напряжения, поставляли энергию лишь в радиусе нескольких сот метров. Такая станция должна была находиться в центре обслуживаемого района. Чтобы воспользоваться всеми преимуществами электроэнергии, нужно было вырабатывать ее там, где имелось топливо или источник водной энергии, и оттуда передавать в район потребления. Для этого нужен был переменный ток высокого напряжения. Ведущее положение в этом направлении занял в 1889 году Ферранти со своими генераторами на 10 000 вольт в Дептфорде, откуда энергия передавалась в лондонский Сити. Однако еще ряд десятилетий электроэнергию вырабатывали на небольших * В 1890 году М. О. Доливо-Добровольский также разработал одну из первых трехфазных систем передачи энергии, продемонстрировав ее работу на экспериментальной линии между Лауфеном и Франкфуртом-на-Майне в 1891 году во время Международной электротехнической выставки. т
местных станциях. Потребовалось вмешательство правительства, которое в законодательном порядке в 1926 году учредило электрическую сеть, обеспечившую довольно повсеместное проведение в Англии принципов Ферранти, в то время как в других странах в этом направлении почти ничего не делалось. Наибольшую выгоду обеспечивает возможность передачи электроэнергии на действительно большие расстояния — на несколько сотен километров. Марсель Дюпре рано начал экспериментировать с передачей электроэнергии на большие расстояния. Еще в 1882 году он покрыл расстояние свыше 60 километров. Система такой передачи была установлена, например, на ниагарской гидроэлектростанции, но повсеместное распространение дальняя передача получила в период между мировыми войнами. ПАРОВАЯ ТУРБИНА Одним из важнейших технических средств современной технологии выработки электроэнергии является паровая турбина. Достаточно вспомнить хотя бы то, что две предлагавшиеся первыми схемы (Герона и Бранки) парового двигателя были турбинными (никакой практической роли они не сыграли). Успех поршневой машины ослабил внимание к турбине. К тому же эрудированным инженерам того времени становились все более очевидными огромные трудности по созданию рабочей паровой машины. Требовавшиеся турбинные скорости далеко выходили за рамки возможностей тех времен, а нужная точность подгонки частей при столь высоких скоростях оставалась неразрешимой в инженерном отношении вплоть до самого конца XIX века. Джеймс Уатт предельно ясно охарактеризовал эту ситуацию, когда Боул- тон сообщил ему о своих опасениях, что паровая турбина способна причинить ущерб их делу. Проведя небольшие расчеты, Уатт ответил своему компаньону: «О каком ущербе может идти речь, если пока без помощи Бога нельзя заставить рабочие части двигаться со скоростью 1000 футов в секунду?» ' 1 Даже Бранка смутно догадывался о том, что турбина должна вращаться с огромной скоростью, о чем свидетельствует зубчатая передача на эскизе его турбины (см. рис. 19). 154
И все-таки паровая турбина, если бы ее удалось сделать, сулила совершенно определенные выгоды — высокий коэффициент полезного действия, повышенную мощность и избавление от довольно сложного процесса превращения силы пара во вращательное движение посредством поршневого устройства. Поэтому во второй половине XIX века предпринимались неоднократные попытки создать пригодную для работы турбину, но на первых порах ни одна из таких попыток успехом не увенчалась (если не считать турбин специального назначения). В 1884 году Чарльз Парсонс запатентовал свою паровую многоступенчатую реактивную турбину. Он разрабатывал свою турбину главным образом для электрогенераторов (но, как показывает его патент, он при этом не забывал и о других назначениях). Первая его турбина (рис. XIII), приводившая в движение небольшой электрогенератор, показ-ала вполне удовлетворительные результаты. Началось массовое внедрение турбогенераторов на небольших заводских электростанциях, пароходах и т. д. Снабжение паровой турбины конденсатором в 1891 году и некоторые другие усовершенствования сделали ее по коэффициенту полезного действия конкурентоспособной с поршневым двигателем. После этого паровая турбина стала быстро внедряться на многих электроцентралях и вскоре обогнала по своим габаритам и коэффициенту полезного действия самые крупные поршневые машины*. К 1912 году появились турбогенераторы мощностью 25 000 киловатт (около 33 000 лошадиных сил), тогда как максимальная мощность поршневых машин никогда не поднималась выше 20 000 лошадиных сил. Установки столь огромной мощности были нужны только электроэнергетике и судоходству. Именно на паросиловых морских установках и сосредоточил затем Парсонс свое внимание. Он построил небольшой катер «Турбина», вызвавший целую сенсацию на выставке военно-морских судов в 1897 году. Его катер развивал скорость 34 узла по сравнению с 27 узлами у тогдаш- * Большая заслуга в усовершенствовании паровых турбин принадлежит Г. Лавалю — создателю быстроходных дисковых паровых турбин с гибким валом. В 1889 году он получил в Англии патент на расширяющееся сопло, позволившее преобразовывать в кинетическую энергию любой перепад давления пара. 155
них самых быстроходных эсминцев. В последующие годы паровые турбины проходили испытания на военно-морских судах различных классов. Результаты этих испытаний превзошли все ожидания. В 1905 году Адмиралтейство приняло решение о переводе всех без исключения военных кораблей на паротурбинную тягу. Наряду с этим еще в 1901 году было построено первое торговое судно с паровой турбиной. Вскоре паровые турбины были признаны лучшими двигателями для всех быстроходных судов. В 1906 году были спущены на воду лайнеры «Лузитания» и «Мавритания», имевшие по четыре турбины общей мощностью 70000 лошадиных сил. С 1909 года Парсонс приступил к разработке системы приводов гребных винтов с редукторами, что приспособило паровые турбины к использованию на тихоходных грузовых судах. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И АВТОМОБИЛЬ Идея о сжигании топлива непосредственно в цилиндре сама по себе проще сложного теплового цикла, включающего топку, котел и цилиндр. Именно поэтому самые первые попытки по созданию двигателей внутреннего сгорания непосредственно предшествовали периоду создания рабочих паровых машин. О попытках Гюйгенса, направленных на создание парового двигателя приблизительно в 1680 году, мы уже упоминали в главе 6. Но если двигатель внутреннего сгорания по своему принципу действия проще паровой машины, то в инженерном отношении сделать его гораздо труднее. Поэтому создание рабочей паровой машины временно приостановило работы над двигателем внутреннего сгорания. Однако изобретателей привлекали некоторые особенности двигателя внутреннего сгорания: простота действия, малый вес и небольшие габариты, ставшие возможными благодаря устранению колосников и котла, перспектива (реализовать которую было не так просто) повышения коэффициента полезного действия благодаря устранению потерь в дымоходе, котле и паропроводах, возможность постройки небольших двигателей, удобных для небольших заводов и мастерских (небольшие паро- 156
силовые установки не рентабельны). По всем этим причинам начиная с 90-х годов XVIII века возобновились попытки по созданию двигателей внутреннего сгорания разных типов. Появление светильного газа давало доступное и пригодное для такого двигателя топливо. Благодаря этому приблизительно с 20-х годов прошлого века двигатель на газовом топливе встречается все чаще. Начиная с 1860 года он становится уже промышленным двигателем и завершает в главных чертах свое развитие созданием в 1876 году «бесшумного» газового двигателя Отто. Пригодность газового двигателя к использованию на небольших предприятиях улучшила энергетическую вооруженность многих мелких отраслей промышленности, подобно тому как паровая машина за столетие до того сыграла подобную же роль для крупных предприятий. Однако усиливавшаяся на рубеже столетий электрификация производства значительно потеснила газовый двигатель в этой важной области. Началось строительство крупных электростанций на доменном газе, в некоторых случаях с коэффициентом полезного действия выше, чем для паровых двигателей. Но в конечном итоге газовый двигатель сыграл свою роль и стал шагом вперед на пути к созданию бензинового и нефтяного двигателей. По принципу своего действия последние походили на газовый двигатель, благодаря чему их развитие шло значительно быстрее. В 1859 году в Пенсильвании были открыты богатейшие месторождения нефти. С 1873 года началось создание двигателей на топливе в виде разных продуктов перегонки нефти (бензин, керосин, мазут). Подобно своему предшественнику — газовому двигателю, все первые модели подобного теплового двигателя давали мало оборотов на валу. Готлибу Даймлеру первому удалось воспользоваться выигрышем мощности, обеспечиваемым повышением числа оборотов. В 1885 году он создал бензиновый двигатель, являвшийся прототипом современного двигателя легкого топлива. Созданный в том же году Карлом Бенцем двигатель с малым числом оборотов был снабжен системой зажигания от электрической искры, которая впоследствии получила повсеместное распространение. В 1893 году Вильгельм Майбах пополнил этот двигатель карбюратором с поплавковой камерой. К концу столетия двигатели на легком топливе уже 167
приобрели все характерные признаки современных двигателей этого класса. Примерно к этому же времени относится создание и двигателей на тяжелом топливе. Первым в продажу поступил двигатель конструкции Дента и Пристмана, которые запатентовали его в 1886 году. Они работали на довольно тяжелых продуктах перегонки нефти. Приблизительно в 1890 году успешно прошел испытания двигатель Аккройда-Стюарта, работавший на еще более тяжелых фракциях. Но все они в этом отношении много уступали дизельному двигателю с воспламенением от сжатия (как и в некоторых предшествовавших ему двигателях). Его конструкция была создана на более глубоких научных основах, благодаря чему он мог работать даже на мазуте и практически почти на любом жидком или распыленном топливе. Основной патент на этот двигатель был выдан Дизелю в 1892 году, хотя ему потребовался еще ряд лет, чтобы создать рабочий двигатель. В дизельном двигателе наконец-то нашла свое воплощение мечта инженеров о нефтяном двигателе, по своему коэффициенту полезного действия превосходящем паровые двигатели. Вскоре габариты этого двигателя были доведены до таких размеров, что он мог конкурировать с паровыми двигателями, используемыми при выработке электроэнергии и в качестве судовых двигателей (если не считать самых крупных силовых установок). Уже к 1930 году на новых морских судах дизельные установки ставились гораздо чаще, чем паровые турбины. В области транспорта, сначала сухопутного, а затем и воздушного, двигатель на легком топливе совершил настоящую революцию, поскольку его малый вес в данном случае имел большие преимущества. Однако начало дорожному транспорту было положено не двигателем на легком топливе. Экипажи с паровыми двигателями, о которых мы упоминали выше, были доведены почти до рентабельности в одно время с железной дорогой. К 1831 году пассажирские линии в Лондоне и его предместьях обслуживались двадцатью такими экипажами, разъезжавшими со скоростью от 8 до 50 километров в час. Однако с созданием сети железных дорог этот вид транспорта стал неэкономичным. И когда приблизительно в середине столетия подобные, но усовершенствованные экипажи стали вновь конкурентоспособными с дру- 158
гими видами сообщения благодаря совместным усилиям владельцев железнодорожных и каретных компаний, в Англии были приняты ограничительные законы, которые практически сделали невозможным развитие шоссейного транспорта с паровыми двигателями. Закон от 1861 года предусматривал, чтобы на каждом таком экипаже было не менее двух водителей, и ограничивал скорость их передвижения 16 километрами в час в сельской местности и 8 километрами в час в городе. А закон «красного флажка» от 1865 года с поправками, внесенными в него в 1878 году, сделал ограничения еще более жесткими: 6,4 километра в час в сельской местности и 3,2 километра в час в городе. Более того, закон теперь требовал, чтобы впереди экипажа на расстоянии 20 метров шел человек с красным флажком или с красным фонарем. Это законодательство защищало интересы железнодорожных компаний. Можно ли после этого удивляться тому, что главные исходные изобретения в истории автомобилестроения принадлежат другим странам? До отмены закона «красного флажка» в 1896 году Англия была лишена возможности конкурировать с другими странами в этой области. Попытки создать транспорт с керосиновым двигателем уходят своими корнями к 1864 году. Первые важные шаги на этом пути сделал в 1885 году Карл Бенц. Но родоначальником современного автомобиля стал велосипед, на который Даймлер в 1886 году поставил свой легкий двигатель с большим числом оборотов. В том же году он приспособил этот двигатель к четырехколесной коляске. В 1889 году родился первый автомобиль Даймлера. Вскоре появились автомобили и других изобретателей, а в 1904 году в обиход стали входить автобусы и грузовые машины с двигателями на легком топливе. В дальнейшем развитие автомобилей шло не столько по пути изобретательства, сколько по пути создания деше- зого автомобиля массового производства. К этому вопросу мы еще вернемся в главе 8. ЧЕЛОВЕК ПОДНИМАЕТСЯ В ВОЗДУХ Как показывает история многих рассматривавшихся нами изобретений, они рождались в тот или иной определенный период времени, главным образом тогда, 159
когда общие социальные условия вдруг делали их необходимыми. Многие изобретатели откликались на призыв времени, но лишь немногие добивались успеха. История полета человека носит совершенно иной характер. Правда, в эпоху промышленного развития текущего века практическая польза от полета была, разумеется, больше, чем это могло бы быть раньше. Стремление человека к полету было почти во все времена столь велико, что причину позднего осуществления этой мечты следует искать не в отсутствии стимула для изобретений, а в недостатке знаний и технических возможностей. Технические проблемы полета были столь сложны, что их нельзя было в отличие от других задач механики решить без накопления инженерных навыков и очень длительного научного анализа. Поначалу человечество мечтало о полете по волшебному мановению. Потом великим переходом от веры в чудеса к вере в машины, происходившим в средние века и на заре современной эпохи, изменился и подход к претворению этой мечты в жизнь. Теперь люди старались создавать нужные машины. Они шли к цели по пути разума, но все такие усилия заранее обрекались на провал из-за недостатка знаний. Так, в самом начале XI века Эйлмер 1 Малмсберийский пытался летать с помощью крыльев, прикрепленных к рукам и ногам. В эпоху Возрождения Леонардо да Винчи вдумчиво и внимательно изучал полет птиц, пытаясь на основе таких наблюдений построить летательный аппарат. Но с развитием науки люди поняли (первым об этом написал Борелли в 1680 году),что силы человеческих мускулов недостаточно для этого и что с полетом в аппарате тяжелее воздуха придется подождать, пока не будет создан достаточно мощный двигатель. Полет в аппаратах легче воздуха был осуществлен гораздо раньше. После многочисленных планов и опытов, проводившихся еще в XVII веке, братья Монгольфьер осуществили в 1783 году во Франции полет на воздушном шаре, наполненном нагретым воздухом. В том же году состоялся первый полет на аэростате, наполненном водородом. Аэростаты стали повальным увлече- 1 По ошибке, допущенной при переписке манускрипта в XIV веке, его до недавнего прошлого называли Оливье. 160
нием. Было совершено много дерзких полетов. В 1785 году человек на аэростате перелетел через Ла-Манш. В 1794 году аэростаты использовались во французской армии в качестве наблюдательных пунктов. Через год после первого удачного полета поступило предложение о постройке управляемого аэростата (дирижабля). Однако первый раз дирижабль совершил полет лишь в 1852 году. Управляемый аэростат Анри Жиффара, снабженный паровым двигателем мощностью 3 лошадиных силы, покрыл расстояние около 28 километров со скоростью 6—8 километров в час. Никакой практической пользы такой воздушный корабль принести не мог, так как из-за недостаточной мощности он не мог двигаться против ветра. Практически дирижабль начали использовать приблизительно с 1884 года. Цеппелин приступил к постройке своего первого жесткого дирижабля в 1898 году и совершил на нем первый полет в 1900 году. Его корабли быстро завоевали успех. Его четвертый дирижабль перелетел через Альпы. В период с 1910 по 1914 год цеппелины перевезли 35 000 пассажиров и налетали свыше 270 000 километров без серьезных аварий. В 1914—1918 годах военно-воздушные корабли широко использовались для военных целей. Но немного времени спустя последовал целый ряд катастроф, которые особенно резко выделялись на фоне строившихся гражданских самолетов. Они и положили конец постройке дирижаблей, если не считать отдельных весьма специальных случаев К Переломным моментом в создании аэроплана явилось опубликование в 1809 и 1810 годах сэром Джорджем Кейли результатов своих почти тринадцатилетних трудов. Он точно сформулировал принципы управления аппаратом тяжелее воздуха и, в частности, четко определил, что важнейшей проблемой является обеспечение надлежащей тяги, поскольку паровой двигатель с этой задачей едва ли справится. Однако паровой тяги или силы часовой пружины должно-де хватить для моделей. Приблизительно с 1840 года начались многочисленные опыты с моделями аэроплана с двигателями, одна из 1 В начале 60-х годов, когда стал доступным безопасный газ гелий, интерес к дирижаблям возродился. П Зак. 339 161
которых поднялась в воздух и благополучно приземлилась в 1857 году. Дальнейшие шаги зависели теперь от исчерпывающего научного анализа, основу которого создавали теория и практика планирования. Кейли продолжал почти до самой смерти в 1857 году все успешнее изучать и строить планеры, но его последние труды были забыты человечеством. Свой вклад в изучение планеров внесли и другие исследователи, но самое важное в этой области сделал в Германии Отто Лилиенталь, построивший в 1891 году после почти двадцатипятилетних исследований свой первый управляемый человеком планер. Он совершил сотни полетов на планерах, которые помогли выявить основные принципы устройства летательного аппарата и управления им. Затем в 90-х годах возобновились попытки по созданию аппаратов с двигателями на более рациональной основе. Многие из них почти увенчались успехом: некоторые машины поднимались на небольшую высоту над землей, а другие пролетали даже несколько сот метров, но, не будучи полностью управляемыми, ломались*. В 1900 году братья Райт начали усиленно заниматься опытами по парящим полетам на основе кропотливого изучения связанных с ними научных и математических задач. Они разработали систему горизонтального управления посредством системы независимо поворачивавшихся крыльев. Впоследствии подобная элеронная система дала ключ к успешному полету. Затем они сосредоточили свои усилия на двигателе для самолета. Автомобильный двигатель последней конструкции мог послужить им основой для создания авиационного мотора, но братья хотели сконструировать его специально. Не меньше труда они положили и на создание воздушного винта. Их усилия получили вознаграждение 17 декабря 1903 года, когда построенный ими самолет продержался в воздухе 12 секунд и пролетел около 40 метров (рис. XIV). И до этого аэропланы летали, и на большие * Среди первых попыток построить самолет следует отметить работы А. Ф. Можайского в России, который в 1880 году подал заявку на самолет с паровым двигателем В 1882—1884 годах он построил самолет, который во время испытаний в Красном Селе под Петербургом оторвался от земли и пролетел небольшое расстояние. 162
расстояния, но машина братьев Райт находилась полностью под управлением. С этого времени дело пошло быстро вперед. Четвертый полет братьев Райт продолжался 59 секунд; в 1904 году они продержались в воздухе 5 минут 4 секунды; в 1905 году дальность полетов возросла до 32 с лишним километров, которые они пролетели за 33 минуты 17 секунд. К 1908 году, когда успешные полеты стали совершать и многие другие летчики, рекордная длительность полета составила свыше 3 часов; за это время братья Райт покрыли расстояние в 190 километров, развив максимальную скорость 80 километров в час. В 1909 году Блерио перелетел через Ла- Манш. Тем не менее до 1914 года полеты оставались не более чем рискованным спортом. С началом войны нашлись техники, заводы и казенные средства. И аэроплан превратился в надежную машину. В период с 1914 по 1918 год максимальная скорость возросла с НО—130 до 225—250 километров в час; вес двигателей воздушного охлаждения удалось снизить с 1,8 до 0,86 килограмма на 1 лошадиную силу, тогда как для двигателей водяного охлаждения эти цифры составили 1,84 и 1,0 килограмма на 1 лошадиную силу. Потолок поднялся от 2,1 до 9,1 километра. Перелет через Атлантический океан, который совершили в 1919 году Элькок и Браин, показал, сколь надежной и полезной машиной стал за годы войны самолет. Вскоре начались регулярные рейсы по воздуху. Уже в 1920 году гражданские самолеты налетали почти 5 миллионов километров. РАДИО Беспроволочная связь, тоже ставшая реальностью на рубеже столетий, возникла из двух главных источников. Толчок для решения этой проблемы дали все те же самые общественные нужды в быстрых способах связи, которые в свое время породили телеграф и телефон. Наряду с этим радио сулило возможность непосредственной связи с морскими судами, которую не обеспечивали ни телефон, ни телеграф. Основу для решения этой задачи заложили опубликованные в 1864 году научные труды Клерка Максвелла и экспериментальные исследования Герца, проводившиеся им начиная с 1886 года. Герц до- U* 163
казал на опыте существование электромагнитных волн — основы радио. В 90-х годах эта проблема интересовала многих изобретателей, особенно Попова в России, Рутер- форда и Лоджа в Англии. Им сопутствовал некоторый успех, когда они в конце концов доказали возможность радиосвязи *. Но самой удачной оказалась система Map- кони, который, прибыв в 1896 году из Италии в Англию, продемонстрировал возможность** передачи и приема радиосигналов на расстояние около 5 километров. В том же году он получил патент на свое изобретение. После этого события начали развиваться с огромной быстротой. В 1899 году военно-морской флот Англии во время своих маневров уже пользовался радиотелеграфом для передачи сообщений на расстояние свыше 120 километров, а в 1901 году Маркони установил радиосвязь через Атлантический океан. После этого потребовалось всего 7 лет, чтобы установить регулярную трансатлантическую радиотелеграфную связь. Почти сразу же после создания телеграфа начались опыты с радиотелефоном. К 1900 году американец Фес- сенден добился некоторого успеха. По его словам, ему в 1906 году удалось передать разговор через Атлантический океан, а в 1909 году другой американец, де Форест, * Автор не совсем точен. Следует отметить, что радио как средство связи без проводов было изобретено в 1895 году А. С. Поповым. 7 мая 1895 года на заседании Русского физико-химического общества он продемонстрировал в действии свою приемно-передаю- щую аппаратуру для сигнализации по радио. До лета 1897 года А. С. Попов провел широкую серию экспериментов по радиотелеграфной связи на кораблях Балтийского флота и достиг дальности связи 5 километров. О своих работах он неоднократно за это время делал доклады в русских научных обществах и собраниях специалистов-электриков, где демонстрировал в действии свои приборы. За период до середины 1896 года им были сделаны пять публикаций с описанием его радиоустройств в различных русских научных журналах. ** О работах Г. Маркони стало известно лишь в середине 1896 года из прессы и в июне 1897 года из доклада В. Приса. Патент Г. Маркони на «усовершенствование в передаче электрических импульсов и сигналов и в аппаратуре для этого» (в Англии) был выдан лишь 4 июня 1897 года (№ 12039. Дата заявки — 2 июня 1896 года). Опубликованная В. Присом схема приемника Г. Маркони, кроме незначительных частностей, повторяла неоднократно публиковавшуюся до этого схему приемника А. С. Попова. Тем не менее следует отметить существенные заслуги Г. Маркони в дальнейшем усовершенствовании радиоаппаратов и развитии радиотехники. 164
передал по радио выступление Карузо из театра «Метрополитен опера». Но дела с радиотелефоном развивались медленно, так как передача речи определяется способностью передавать незатухающие радиоволны, существовавшие же тогда устройства были непригодными для этого. Окончательный успех радиотелефонии был связан с изобретением электронной лампы. Простой диод, служивший только детектором, был изобретен еще в 1904 году английским физиком Флемингом. Триод — настоящий ключ к современному радио — изобрел в 1906 году де Фо- рест. Однако до 1913 года радиолампа и радиосхемы еще не были готовы к повсеместному распространению. Как и в авиации, война 1914—1918 годов ускорила разрешение узловых проблем радиотехники и предоставила нужные средства. Радиотелефония стала широко использоваться. Связь с помощью электронных ламп быстро развивалась, особенно в авиации, где она применялась как для передачи, так и для приема. Радиоустановки весом менее 4,5 килограмма позволяли поддерживать с самолетами-разведчиками устную связь на расстоянии до 320 километров. Темпы развития и совершенствования радиотехники в годы войны были столь высокими, что в мирный период потребовалось всего лишь два года систематических исследований, которые проводились во всем мире (с наибольшим успехом это делал Маркони), чтобы проложить путь к открытию систематического радиовещания в 1920 году. Работы по радионавигации начались приблизительно в 1907 году. И здесь за военные годы были достигнуты большие успехи. ПРОИЗВОДСТВО И КОНСЕРВАЦИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ До 1918 года самыми поразительными и романтическими достижениями века были, пожалуй, авиация и радиосвязь. Но жизненный уровень куда больше зависел от механизации сельского хозяйства. Переход от ручной обработки земли к машинной, наметившийся во второй четверти XIX века, впервые в истории человечества стал сулить обилие продовольствия для всех. Более того, механизация сельского хозяйства была главной базой роста цивилизации с высокоразвитой промышленностью. 166
В начальный период XIX века в передовых странах повсеместно завершился переход от сохи к железному плугу. Это само по себе означало заметное повышение производительности. Силу пара стали использовать в сельском хозяйстве с 1850 года, когда Джон Фаулер ввел вспашку плугом, который паровые двигатели, установленные на двух краях поля, тащили канатами. Вплоть до 1918 года такая система оставалась основным способом механизированной пахоты*. Даже в последующий период ее очень медленно вытеснял трактор. Если тягловую силу животных начали использовать для пахоты еще в начале бронзового века, то до XIX века жатва производилась только мускульной силой человека. Истории известно единственное исключение: римский ученый Плиний описывает очень примитивную жатку, в которую впрягали быков, применявшуюся в Галлии еще во времена Римской империи, но, видимо, она так и не получила широкого применения. С 1780 года предпринимались неоднократные попытки по созданию жатки. Первую более или менее удачную жатвенную машину, которая ряд лет довольно широко применялась в Шотландии, построил Патрик Белль в 1826 году. Но за южную границу Шотландии его жатка так и не вышла. Туда попали уже более совершенные американские машины. Обширные малонаселенные земельные пространства в Соединенных Штатах создавали идеальные условия для механизации полевых работ. Именно там и были созданы современные жатвенные машины. В 30-х годах было изобретено несколько жаток, самой удачной из которых была машина Сайруса Маккормика, запатентованная им в 1834 году. Она снизила затраты труда на одну треть (рис. XV). К 1851 году Маккормик еже- * По-видимому, это утверждение не совсем верно. Тип механизированной пахоты определялся спецификой развития сельского хозяйства каждой отдельно взятой страны в этот период. Наиболее распространенным способом механической пахоты был, по-видимому, паровой или тепловой двигатель, составлявший индивидуальный привод (передвигавшуюся повозку) для одного или нескольких обычных плугов, закрепленных на этой повозке. Тракторный привод плуга к 1918 году был широко распространен во многих странах. Г66
годно выпускал по тысяче жаток. С этого времени стали все чаще и чаще появляться более автоматизированные уборочные машины. Гражданская война 1861 —1865 годов в Америке породила острую нехватку рабочих рук, что дало толчок развитию механизации. Приблизительно в 1878 году появилась полностью автоматизированная жатка-сноповязалка, прошедшая в своем развитии ряд этапов. Она снизила затраты труда вдвое, то есть еще на одну треть. Уже в 1880 году четыре пятых урожая пшеницы в США было убрано такими машинами. Следующим шагом в развитии сельскохозяйственных машин был комбайн, совместивший процессы жатвы и молотьбы. Мысль о создании комбайна сквозит в патентных описаниях начиная с 1826 года. Одна такая машина была построена в 1836 году, но до 1860 года практических шагов в этом направлении не делалось. Уже к восьмидесятым годам комбайны, в которые впрягали по 20—40 лошадей, убирали в Калифорнии урожай с 10—18 гектаров за день. К 90-м годам производительность паровых тракторов стала еще выше. К 1930 году комбайн собирал 20 бушелей * пшеницы с затратой 3,3 человеко-часа по сравнению с 57,7 человеко-часа, которые требовались для этого при уборке серпом и обмолоте цепом в 1830 году. Но до 1914 года комбайн так и не вышел за пределы Калифорнии, пока нехватка рабочих рук не привела к его распространению на восток от Скалистых гор. В Англию комбайн проник только в 1928 году, но и после этого его внедрение проходило здесь очень медленно. Одновременно механизировались и другие сельскохозяйственные работы. В 1814 году была изобретена сеноворошилка, а конные грабли появились к середине столетия. Начиная с 1850 года эти простые машины довольно быстро входили в употребление. Сенокосилка — не очень сложная переделка жатки — распространилась в США в 1856 году, тогда как сенопогрузчик, впервые появившийся в 1876 году, входил в употребление довольно медленно. С появлением конной сеноворошилки в 1896 году набор машин для уборки сена был полностью укомплектован. Сенной пресс изобрели американцы в 1881 году. • 1 бушель = 0,036 кубического метра. J67
До конца столетия в ходу уже были плуг для посадки картофеля и картофелеуборочные машины специальной конструкции. Они очищали картофель от земли и отбрасывали его в сторону, после чего картофель собирали вручную. В начале XX века стали появляться картофелеподъемники, укладывавшие картофель узкими рядами, но не устранявшие ручной уборки. Приблизительно в это же время были изобретены картофелесажалки. Однако машины для всех других культур, кроме зерновых и трав, широкого распространения до 1918 года не получали из-за своего несовершенства. Хотя уже появились молотилки (см. главу 6), плуг Фаулера, паровой трактор, комбайн 90-х годов и проводились дальнейшие опыты в этом направлении, основной тягловой силой на сельскохозяйственных работах до самого конца XIX века все еще оставалась лошадь. Первые попытки построить трактор с двигателем внутреннего сгорания были предприняты в США в 1890 году. Через несколько лет на этот путь вступила и Англия. Трактор гусеничного типа был усовершенствован в начале XX века, а появление легкого бензинового трактора приблизительно в 1910 году заложило основу для вытеснения лошади. В США переход от конной тяги к тракторной начался накануне 1914 года, а в Англии он затянулся до появления фордовского трактора в 1917 году. Эта сельскохозяйственная техника наряду с другими достижениями в области земледелия создавала основу цивилизации с высокоразвитой промышленностью. Чтобы прокормить одного городского жителя, в 1787 году требовался прибавочный продукт, производимый 19 фермерами (данные по США). К 1930 году те же 19 сельско- хозяйственых рабочих давали столько прибавочного продукта, что им можно было прокормить уже 66 горожан. В первом случае нельзя было оторвать от земли столько людей, сколько требовалось для создания крупной промышленности. Во втором же случае на каждого сельскохозяйственного рабочего приходилось по 3,5 человека, участвующих в производстве промышленных товаров, на транспорте и т. п. Все это намного улучшало условия жизни людей. Не менее важную роль в продовольственном снабжении городского населения играла разработка способов 168
хранения продуктов, позволяющих поставлять их во все страны мира или длительно хранить в целях снабжения промышленных районов, которые не обеспечены продовольствием своего производства. Пытаясь помочь решению задачи продовольственного обеспечения армии революционной Франции, Франсуа Аппер изобрел в 1795 году способ консервирования фруктов в бутылях, которым домашние хозяйки пользуются до сих пор. Предложение о консервировании продуктов в банках из белой жести было запатентовано англичанином Питером Дюраном в 1810 году. Два года спустя такими консервами стали снабжать военно-морской флот. В 1847 году из Австралии стали завозить мясные консервы. К этому времени консервирование мяса вошло в обиход, но консервированные продукты имели неприятный привкус и очень часто портились. Чтобы выявить все условия, необходимые для полной стерилизации и надежного консервирования продовольствия, до конца столетия было проведено много научных исследований. Меж тем американская промышленность по производству мясных консервов с центром в Чикаго достигла больших успехов в деле механизации всех производственных процессов. Другим путем решения проблемы консервирования было использование рефрижераторов. В итоге почти сорокалетних работ в 70-годах появилась механическая холодильная машина. Наиболее важным этапом в ее развитии был аммиачный рефрижератор Линде, появившийся в 1873 году. Мороженое мясо стали впервые завозить в Европу из Южной Америки в 1877 году, а из Австралии — в 1880 году. Холодильные машины находят множество и других применений в промышленности. Например, кислород, имеющий широкую сферу применения, от кислородно-ацетиленовой резки до химического синтеза, лучше всего получать дистилляцией его из воздуха, превращенного посредством охлаждения в жидкость. Линде разработал в 1895 году экономичный способ сжижения воздуха. Машина Линде для сжижения воздуха основана на свойстве газа охлаждаться при расширении, известного как эффект Джоуля — Томсона, сила проявления которого, впрочем, очень слаба. Уже давно стало ясно, что выгоднее заставлять воздух совершать рабо- 169
ту, то есть приводить в движение двигатель. На пути осуществления этой задачи пришлось преодолеть много технических трудностей. Это удалось сделать в 1902 году Клоду, создавшему машину жидкого воздуха, в которой воздух охлаждался, когда он приводил в движение поршневую машину. В дальнейшем этот процесс усовершенствовал Хейландт. ПОСТЕПЕННАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ УГЛЕДОБЫЧИ Если сельское хозяйство питает промышленного рабочего, то угледобывающая промышленность питает промышленную машину. На протяжении всего XIX века и даже много позже уголь оставался важнейшим источником энергоснабжения. Естественно поэтому, что уделялось так много внимания механизации угледобычи. Самой трудоемкой и тяжелой операцией добычи угля была подрубка угольного пласта до его обрушения взрывами или иным способом. Именно поэтому внимание было направлено прежде всего на механизацию этого процесса. В 1761 году Майкл Мензис (о нем мы уже упоминали в связи с механиза* цией молотьбы) изобрел врубовую машину с качающимся зубком, которая воспроизводила движения забойщика. Машина приводилась в движение лошадью или человеком. А в 1768 году появился «железный человек» Вилли Брауна, приводимый в движение двумя забойщиками. Патент 1843 года на врубовую машину с круглой пилой был предвестником современной дисковой врубовой машины. В этот период поисков главная трудность состояла в отыскании наиболее подходящего привода. Паровые двигатели были слишком громоздкими и опасными для работы под землей. Известен ряд предложений об использовании силы человека и животных, а также водяных и паровых двигателей, находящихся на поверхностной подъемной площадке, для приведения в действие машин в забое с помощью тросов. Сжатым воздухом впервые на одной угольной шахте Англии воспользовались в 1849 году, вскоре он стал главным источником энергии, на котором основывалась дальнейшая механизация угледобычи. Врубовые машины с цепным и штанговым барами были запатентованы соответственно в 1853 и в 1856 годах. Практически пригодная дисковая врубовая машина появилась в 1863 году. Но потребовано
лось еще много труда и инициативы для того, чтобы достигнуть приблизительно в 1890 году такого уровня, с которого началась быстрая механизация угледобычи (рис. XVI). В Соединенных Штатах доля битуминозного угля, подрубленного механизированным способом, возросла приблизительно от 4 процентов в 1890 году до 51 процента в 1913 году. В Англии механизация угледобычи шла гораздо медленнее, хотя именно она была родона- ч;альницей многих нововведений в этой области. В 1913 году на долю угля машинной подрубки приходилось всего лишь 8 процентов национальной добычи, а из 3267 существовавших тогда в стране угольных шахт врубовые машины применялись только в 676 шахтах. Тем временем электричество, предложенное в качестве источника энергии в 1863 году, приблизительно с 1885 года начали внедрять на угольных разработках, и к 1918 году оно получило почти такое же широкое распространение в забое, как и сжатый воздух. Механизация других горнодобывающих операций шла медленнее. Забойный транспортер впервые появился около 1902 года, а к 1913 году были разработаны все его основные разновидности. Но он внедрялся даже еще медленнее, чем врубовые машины. В 1913 году в Англии имелось всего 359 транспортеров. При погруз-ке в забое уголь приходится поднимать на высоту от 0,6 до 1,5 метра и бросать в сторону на 1,8—3,6 метра. Это далеко не легкая работа, но почему-то серьезные попытки по механизации этого процесса надолго задержались. Первая углепогрузочная машина, привлекшая к себе всеобщее внимание, была изобретена в 1903 году, но практического применения так и не получила. К 1918 году в Соединенных Штатах использовался целый ряд механических погрузчиков разных конструкций, но в общий обиход они начали входить лишЪ несколько лет спустя. МАШИНЫ ВСЕВОЗМОЖНЫХ НАЗНАЧЕНИЙ До сих пор мы интересовались только механизацией по главным направлениям за столетие, предшествовавшее 1918 году. В действительности же машины за этот период проникли почти во все отрасли промышленности. 171
Чтобы охватить все изобретения тех лет, понадобилось бы несколько томов. Здесь же мы ограничимся приведением отдельных примеров. Если читатель задумается над тем, какой была бы жизнь без той или иной машины или без того обилия дешевой продукции, которую машины производят, то он составит некоторое представление о переменах, порожденных машинами в XIX веке. Механизация охватила многие отрасли производства: изготовление стальных пишущих перьев в 1828 году, спичечное производство в 1848 году, обувная машина Мак- кея появилась в 1861 году, а рантовая машина Гудий- ра — в 1871 году. Машина для выделки папирос изобретена в 1876 году. Машина Оуэна для изготовления бутылок появилась в 1898 году. Вскоре она стала производить по 2500 бутылок в час. В области обычных средств общения многие сейчас уже знакомые изобретения были сделаны в конце рассматриваемого нами периода. Начавшиеся в 1822 году многократные попытки по созданию механизированной наборной машины увенчались успехом в 1886 году, когда был построен первый линотип Мергенталера, на котором начали набирать одну нью-йоркскую газету. Начиная с 1843 года много изобретений было связано с созданием пишущей машинки, но прототипом современной машинки стала конструкция Шолса, созданная им в 1867 году Фирма «Ремингтон» приступила к выпуску первых машинок его конструкции в 1874 году по цене 125 долларов. Эдисон изобрел фонограф в 1877 году, а в последующие два десятилетия Берлинер превратил его в граммофон, разработав при этом и основы многократного воспроизведения записи. Кинематограф вошел в обиход в 90-х годах прошлого столетия. Арифмометры, пройдя процесс медленного развития с 1642 года, стали надежными и выгодными устройствами. Их регулярный выпуск начался в последние годы прошлого столетия. Что касается машин более разнообразного назначения, то швейные машины, например, создавались начиная с 1829 года, но современные машины, встречающиеся сейчас в нашем быту, построены по моделям Элиса Хоува (1846 год) и Исаака Зингера (1851 год). Замок, действующий в течение определенного времени, был изобретен в 1847 году, а известный теперь всем замок Иейла претерпел усовершенствование в 1865 году, Э. Дж. Отис 172
экспонировал в 1854 году изобретенный им пассажирский лифт. В 1857 году его лифт впервые поставили в одном универсальном магазине. Электрический лифт появился к концу столетия. Паровой каток (для дорожного строительства) был изобретен в 1866 году. Рентген открыл свои лучи в 1895 году. Сперри в 1905 году создал гироскоп, который в наше время почти полностью вытеснил магнитный компас. Многочисленные опыты, проводившиеся начиная с 1818 года, завершились созданием велосипеда «Ровер», который изобрел в 1885 году Старлей. В 1888 году Данлоп поставил на него надувные шины. К 1896 году по дорогам всего мира разъезжали 4 миллиона велосипедистов. ЭКОНОМИКА КАПИТАЛИЗМА ПОСЛЕДНЕГО ПЕРИОДА ЕГО РАЗВИТИЯ Машинная техника проникла к этому времени почти во все отрасли производства. Поступившие в распоряжение человечества материальные блага гигантски возросли, по крайней мере в передовых странах. Богатства стали распределяться равномернее, хотя для этого народным массам пришлось вести ожесточенную борьбу. От тактики уничтожения машин, следуя которой рабочие прежде надеялись облегчить свою участь, они отказались, хотя отдельные такие вспышки продолжались до середины прошлого столетия. Такая тактика не была шагом вперед, так как машины создавали все большее изобилие. Беды фабричному рабочему приносило неравномерное распределение жизненных благ, сосредоточение фабрик, орудий производства и машин в руках сравнительно небольшой кучки предпринимателей, что давало ей власть для решения по своему усмотрению вопроса об условиях найма. Против этой власти рабочие нашли частично защиту на путях тред-юнионизма. В XIX веке профсоюзные объединения набирали силу и вставали на новые пути борьбы с хозяевами, более соответствовавшие условиям зрелого капитализма. Отдельный рабочий был бессилен противостоять ухудшению условий жизни и труда. Но, объединившись в союзы, рабочие могли уже бросить вызов промышленным магнатам, чтобы вырвать у них несколько большую долю материальны* благ, которые создавали новые машины. Они 173
учились также защищать свои интересы политической борьбой. Под нажимом промышленных рабочих и при поддержке более прогрессивных слоев зажиточных классов общества в период с 1802 по 1847 год был принят ряд фабричных законов, покончивших с наиболее отвратительными сторонами прежней системы эксплуатации рабочих. Здесь мы не имеем возможности вникать в такие подробности и ограничимся лишь замечанием, что за период, охватываемый в настоящей главе, наблюдался общий подъем жизненного уровня и улучшение условий труда народных масс. Однако этот подъем был достигнут ценой их беззаветной борьбы. С возникновением капиталистической системы произ»- водства началась эпоха огромного технического прогресса. Новые изобретения год от года повышали производительность усилий, с которыми человек отвоевывал у природы средства к своему существованию. Подобные изобретения использовались почти до предела для того, чтобы производить предметы потребления во все возрастающем объеме. К середине XIX века складывалось представление, что не будет конца такому беспримерному безостановочному движению вперед. Но к концу столетия начались невиданные по силе кризисы перепроизводства, при которых производимые товары не находили явного сбыта, хотя миллионные массы потребителей все еще нуждались в них. Предприниматели, лишенные возможности распродавать свою продукцию, полностью или частично закрывали заводы. Началась массовая безработица. И только спустя ряд лет работа хозяйственной машины наладилась снова, хотя и не надолго, до наступления очередного кризиса, когда ей пришлось опять сбавить ход. После 1918 года положение ухудшилось еще больше. Безработица и перепроизводство стали хроническим признаком капиталистической экономики. Они достигали таких масштабов, что кое-кто стал поговаривать о действительном «перепроизводстве» (хотя подавляющее большинство населения было лишено возможности приобрести самое необходимое), чтобы объяснить причины народных бедствий. С этими трудностями был связан рост двух новых черт капиталистической экономики — монополий и империализма. Монополия возникает тогда, когда та или иная фирма приобретает контроль над большой частью 174
производства в определенной отрасли промышленности. Иногда ряд фирм в такой отрасли договаривается о том, сколько товаров будет выпущено и по какой цене они будут продаваться (в этом случае объединение фирм называется картелем). Монополии в поисках выхода из экономического кризиса ограничивали производство ниже возможного уровня и искусственно вздували цены. Прежде в любой отрасли промышленности были сотни мелких фирм, а свободная конкуренция между ними ставила в выгодное положение тех промышленников, которые внедряли передовую технологию производства. Монополия не уничтожила двигательную силу конкуренции, но значительно ослабила ее действие. О последствиях, порожденных подобной практикой, речь пойдет ниже. Тем не менее монополизация усиливалась неотвратимо и необратимо. Для этого было много причин, главным образом экономических, то есть выходящих за рамки настоящей книги. Но одна из причин заключалась в самом развитии машин. В начале XIX века, а возможно и раньше, когда стоимость строительства фабрики и ее оснащение надлежащими машинами составляла всего несколько тысяч фунтов стерлингов, каждый новый участник, вступивший в данный сектор производства, быстро нарушал всякую монополию. Но благодаря техническим достижениям (о них говорится в настоящей и последующей главах), чтобы начать дело, способное выдержать конкуренцию с существующими фирмами, приходилось вкладывать уже по крайней мере сотни тысяч фунтов стерлингов. Даже не рядовой человек не мог теперь мечтать о создании своего предприятия на все имеющиеся у него сбережения. Многие отрасли промышленности стали закрытыми цехами определенных фирм, куда не стало доступа новичкам. Но даже в этих рамках рост стоимости наиболее совершенного оборудования создавал огромные преимущества для самых крупных фирм, которые вытесняли или поглощали своих более мелких конкурентов. ИМПЕРИАЛИЗМ И ВОЙНА В задачу данной книги не входит анализ влияния монополий на рост империалистических противоречий и проистекающее отсюда скатывание к войне. Но на 175
протяжении всей второй половины прошлого столетия война вырисовывалась на горизонте все явственнее. С неуправляемым ростом индустриальной мощи ряда держав, метавшихся в поисках новых рынков сбыта, устаревшие политические формы управления не успевали идти в ногу с достижениями в области средств транспорта и связи, превращавшими мир в единое целое. В этих условиях военные столкновения становились неизбежностью. Были войны и другого характера, Гражданская война в Америке, например, где решался вопрос о том, быть или не быть Америке промышленной капиталистической державой, оставаться или не оставаться ей аграрной рабовладельческой страной. Но все такие войны были ничем по сравнению с колониальными войнами конца XIX и начала XX века, достигшими своего апогея в мировой войне 1914—1918 годов. Поэтому настоящую главу вполне уместно закончить упоминанием о многих военных изобретениях, ставших знамением этого периода. Все созидательные силы науки и техники XIX века были направлены на то, чтобы создать многие виды вооружения: орудие, заряжающееся с казенной части, которое раньше нельзя было выпускать из-эа отсутствия соответствующей технологии производства, или винтовка, заменившая гладкоствольный мушкет и известная с конца XVIII века, но находившаяся в распоряжении только очень метких стрелков. Военное снаряжение пополнилось многими новыми видами оружия: револьвером Сэмюеля Кольта в 1835 году, станковым пулеметом Гетлинга в 1861 году и торпедой Уайтхеда в 1866 году (из-за целого ряда технических трудностей она вошла в употребление лишь во время русско-японской войны 1904—1905 годов). Подводная лодка как вооружение совершенствовалась с участием многих изобретателей. Подводная лодка, приводимая в движение силой человека и предназначавшаяся для подрыва военного судна, была впервые построена в годы войны за независимость Америки. Она успешно проплыла под водой в 1776 году, но не выполнила своего основного назначения. В период Гражданской войны в Америке снова обратились к мысли о подводной лодке. Много было неудач, но в конце концов она успешно подорвала и потопила военное судно противника. Современная подводная лодка создавалась р нескольких соревнующихся странах в течение 80-х 176
и 90-х годов. В 1916 году был создан танк, занявший столь важное место в современной войне. Таковы отдельные самые выдающиеся военные изобретения. Мы уже отмечали, какой огромный толчок дали военные нужды развитию авиации и радио, до этого проходившему сравнительно медленно. Для гражданских целей самолет получил более или менее значительное применение лишь после того, как он был усовершенствован и выполнил свою службу в качестве военного средства уничтожения. В следующей главе, где рассматриваются ведущие отрасли промышленности, на которых основан весь технический прогресс, мы снова увидим, как военные нужды способствовали прогрессу в той или иной области. 12 Зак. 339
Глава 8 МАТЕРИАЛЫ, СТАНКИ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДО 1939 ГОДА В двух предыдущих главах мы почти не касались таких важных вопросов, как материалы, из которых изготовляют машины, конструкция станков и технология, применяемая при производстве машин. Эти важные вопросы следует рассмотреть в отдельной главе. Если читатель вернется к иллюстрациям главы 5, то он заметит, что большая часть машин того периода изготовлялась иэ дерева, которое почти до самого конца XVIII века оставалось основным материалом для производства промышленных машин. Металлы применялись только для изготовления деталей машин, непосредственно воспринимающих нагрузку, режущих кромок и прочих частей, которые невозможно изготовить из неметаллических материалов. В XVIII столетии паровой двигатель приходилось, разумеется, изготовлять преимущественно из металла (хотя котлы, например, на первых порах делали из дерева, опоясывая их, как бочку, обручами, а вместо чу1уна чаще применяли латунь). Чугун все еще обходился дорого, так что его использовали лишь в тех случаях, когда он был абсолютно необходим. Э1х> объяснялось главным образом тем, что в технологию выплавки чугуна никаких принципиальных технологических нововведений не было внесено с конца средних веков, когда человек впервые приступил к выплавке черных металлов. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ С самого зарождения металлургии чугун выплавляли на древесном угле, поэтому масштабы производства зависели от лесных ресурсов. Когда в XVI веке металлургия начала довольно быстро развиваться, недостаток леса сильно сдерживал расширение металлургического производства и, следовательно, ограничивал развитие ма- 178
шиностроения. От этого больше всего страдала Англия, где почти не было лесов. За период с 1540 по 1640 год цены на дрова в Англии росли почти в три раза быстрее цен на другие товары. Одно время казалось, что английская металлургия, а вместе с ней и быстро развивавшееся машиностроение вообще обречены на гибель. Но в Англии скоро пришли к мысли о том, что древесный уголь можно заменить каменным. Уже в XVI веке многие английские промышленные предприятия начали применять вместо дров каменный уголь. Однако перейти на каменный уголь в металлургии оказалось очень трудно. Патенты на перевод металлургических заводов на каменный уголь были выданы Симону Стурте- ванту в 1612 году и Додли в 1619 году. Было еще несколько попыток в этом направлении, однако решение проблемы дожидалось Абрагама Дарби из Колбрукдей- ла (графство Шропшир), который разработал способ коксования каменного угля перед его загрузкой в доменные печи. Первые успешные испытания нового способа были проведены, по-видимому, в 1709 году, хотя разработка промышленного процесса выплавки чугуна на коксе потребовала еще ряда лет. Вместе с тем владельцы английских металлургических заводов медлили с переводом своих предприятий на кокс. Так, даже к 1760 году в стране насчитывалось лишь 17 доменных печей, работавших на коксе. Внедрение нового способа затруднялось необходимостью тщательно подбирать руду и уголь, так как выплавлявшийся чугун не поддавался переделу в ковкое железо. Начиная приблизительно с 1760 года технология выплавки чугуна на коксе постепенно совершенствовалась — путем изменения процесса коксования, улучшения дутья (главным моментом здесь было использование Вилькинсоном паровой машины Уатта для привода мехов) и совершенствования методов последующей обработки чугуна. Число доменных печей, работавших на коксе, возросло в Англии с 31 в 1775 году до 81 в 1780 году. С этого времени кокс окончательно вытеснил древесный уголь на всех передовых металлургических заводах Англии. Замена древесного угля коксом создавала для выплавки самого чугуна определенную выгоду, так как превосходная прочность кокса позволила увеличить высоту 12* 179
доменных печей и получить больше расплавленного металла, а также намного улучшить условия труда на разливке. Но хрупкая структура чугуна из-за высокого содержания в нем углерода делала чугун непригодным для многих назначений. Приблизительно с 1748 года Аб- рагам Дарби (второй) начал выплавлять на коксе чугун, который лучше поддавался переделу в вязкое ковкое железо. Однако существовавшие способы такого передела, унаследованные от средневековых мастеров, требовали большого умения и давали мало металла. Крупное производство ковкого чугуна стало возможным лишь с 1784 года, когда Корт, используя достижения своих предшественников, усовершенствовал способ пудлингования в отражательной печи, работающей на каменном угле и устроенной так, что металл соприкасается только с пламенем, но не с углем. Теперь у английской черной металлургии было все, что требовалось для ее быстрого развития. Выплавка чугуна пошла в гору, составив 62 тысячи тонн в 1788 году, 125 тысяч в 1796 и 250 тысяч тонн в 1806 году. Осуществленный Нилсоном переход на горячее дутье позволил довести выплавку черных металлов приблизительно до 3 миллионов тонн к середине прошлого века и до 8 миллионов тонн к его концу. Теперь выплавлялось достаточно чугуна, чтобы делать машины целиком из металла. Более того, были заложены основы для развития железнодорожного транспорта, строительства металлических корпусов для судов и создания многих машин, речь о которых шла в предшествующей главе. В конце XVIII века произошли важные события в деле создания машинного оборудования для ковки и прокатки вязкого чугуна. Габариты кузнечного молота с гидроприводом, известного со средневековых времен, быстро увеличивались. В 1783 году Джон Вилькинсон построил свой первый паровой падающий молот с весом падающих частей 7,5 тонны. Мощный и оригинальной конструкции паровой молот был изобретен Насми- том в 1839 году и внедрен в производство через три года (рис. XVII). Изобретенный Брамом в 1796 году гидравлический пресс позволил создать к 1850 году еще более мощный кузнечный молот. В Германии небольшие прокатные валки с гидроприводом использовались для отделки поверхности по- 180
ковок еще с начала XV века. В 1745 году швед Полхельм создал желобчатые валки для прокатки полосового чугуна, но заслуга изобретения прокатного стана для производства листового или профильного железа непосредственно иэ слитка без предварительной его обработки принадлежит англичанину Корту (1783 год). А первым, кто оборудовал прокатный стан паровым приводом (1796 год), был все тот же Вилькинсон. ПОЯВЛЕНИЕ ДЕШЕВОЙ СТАЛИ Сталь обладает особой прочностью, потому что по содержанию углерода она стоит между чугуном и ковким железом. Такие машины, появившиеся в конце XIX века, как электрогенератор, паровая турбина, двигатель внутреннего сгорания, автомобиль и т. п., в которых возникают большие напряжения, можно сделать только из прочного металла. Таким металлом является сталь. Средневековые методы производства стали были сопряжены со столь большими расходами, что заставляли ценить сталь почти как драгоценный металл. Даже после разработки Хантсманом своего процесса 1 производства тигельной стали в 40-х годах XVIII века дороговизна стали исключала возможность использования ее для общего назначения. В основном из стали изготовляли тогда только ножевые изделия. Чтобы использовать сталь как строительный материал или чтобы изготовлять из нее такие детали машин, для которых требуется высокая прочность при растяжении, вязкость и т. п., ее нужно было выплавлять с меньшими расходами и в гораздо больших масштабах. Первым такую возможность открыл в 1856 году Генри Бессемер. Двумя годами ранее он изобрел артиллерийский снаряд такой формы, которая под действием пороховых газов заставляла снаряд вращаться, делая ненужной нарезку ствола орудия. Однако для изготовления подобного орудия не имелось достаточно прочного материала. Изучив положение в этой области, он изобрел способ передела чушкового чугуна в сталь путем выжигания из него примесей с помощью воздушного дутья в особой печи, которую стали называть 1 По этому способу в Индии сталь выплавляли веками. Не исключено, что Хантсман позаимствовал свой способ у индусов. 181
бессемеровским конвертером К Вслед за Бессемером появился Сименс, который в 60-х годах прошлого века разработал мартеновский * способ сталеварения, отличавшийся от бессемеровского меньшей производительностью, но позволявший точнее контролировать состав (и следовательно, качество) готовой стали. «Основной» процесс, позволяющий перерабатывать более доступные железные руды с высоким содержанием фосфора, был изобретен Джилкристом и Томасом в 1875 году. Хотя внедрение последнего способа затянулось на ряд лет, он фактически удвоил мировые производственные мощности по выплавке стали. Легирование стали небольшими добавками других металлов значительно улучшило и сделало намного разнообразнее характеристики стали. Хотя еще Фарадей проводил в 1822 году систематические опыты по легированию стали, его труды не получили практического применения. История легированных сталей открывается практически с 1871 года, когда Муше изобрел инструментальную сталь, легированную вольфрамом, ванадием и марганцем, которая позволяла вести механическую обработку стали с гораздо более высокими скоростями резания. Затем появились другие легированные стали, например марганцевая сталь Хадфилда (1882 год), никелевая сталь Шнейдера (1888 год). Если не считать инструментальной стали Муше, то прочие легированные стали предназначались для производства вооружения и только впоследствии нашли применение в более созидательных областях. Затем в 1898 году Тейлором и Уайтом была изобретена быстрорежущая инструментальная сталь, о которой речь пойдет ниже. Нержавеющую сталь изобрел Гарри Брийрли в 1913 году. Конец XIX века ознаменовался также внедрением в производство различных легких сплавов на основе алюминия. О промышленном использовании алюминия не 1 Бессемера опередил американец Уильям Келли, разработавший к 1851 году точно такой же метод. Но Келли не удалось увидеть плоды своего открытия, так как у него не было средств на претворение его в жизнь. * Французский металлург П. Мартен построил в 1864 году регенеративную пламенную печь, в которой сталь получалась путем переработки чугуна на поду в регенеративном пламени. По имени Мартена называются широко распространенные в настоящее время сталеплавильные печи и сам процесс получения стали. 182
могло идти речи, пока американец Холл и француз Эру не изобрели независимо друг от друга в 1886 году электролитический способ производства этого металла. С этих пор алюминий стали применять в тех особых случаях, когда важнее всего был малый вес конструкции, например для постройки аэропланов начиная с 1895 года. Дюралюминий, этот замечательный сплав алюминия с медью, отличающийся чреэвычайно высоким отношением прочности к весу, появился в 1909 году. В последующие годы различные сплавы алюминия с легким магнием приобретают все большее значение в инженерном деле. С конца XIX века берет свое начало промышленность по производству пластмасс, но в машиностроении пластики не применялись почти до самого периода между двумя мировыми войнами. НЕОБХОДИМОСТЬ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ Труднее всего механикам-первоначинателям XVIII века давалось изготовление машин с надлежащей точностью. Допуск при изготовлении цилиндра вертикальной паровой машины Ньюкомена длиной несколько больше 700 миллиметров составлял у Смитона почти 13 миллиметров. Эти двигатели удалось заставить работать с помощью одного хитроумного приспособления, позволявшего создавать поверх головки поршня слой воды в качестве уплотнения. Для горизонтальной паровой машины Уатта такая уловка не годилась «Нет ни такого инструмента, ни таких мастеров, — вынужден был с горечью признать Смитон, — которые позволили бы изготовить столь сложную машину с нужной точностью». Пожалуй, паровая машина Уатта и не стала бы работать, если бы Вилькинсонне изобрел к тому времени хороший горизонтальный расточный станок. Как утверждают, к 1830 году квалифицированным токарем считался лишь тот, который мог сделать деталь с точностью до 1,6 миллиметра. Приспособления для изготовления из стволов деревьев цилиндров для насосов и деревянных водопроводных труб известны со времен средних веков. В начале XV века таким же способом рассверливали стволы пушек, но лишь на отделочных операциях полых отливок. Созданный швейцарцем Маритцем в 1740 году сверлильный 183
станок улучшенной конструкции позволял рассверливать орудийные стволы из цельной заготовки. Разумеется, цилиндры нового парового двигателя Ньюкомена следовало бы растачивать на таких станках, но по своему диаметру они намного превосходили орудийные стволы. Тяжелая сверлильная головка хорошо работала только у днища цилиндра и не обеспечивала нужной точности на другом его конце. Устранять этот недостаток пробовали разными путями, но все они заканчивались неудачно, пока Джон Вилькинсон не изобрел в 1774 году свой усовершенствованный станок для рассверловки орудийных стволов. Затем в 1775 году им был создан усовершенствованный станок для расточки цилиндров (рис. XVIII). Он поместил сверлильную головку на длинный жесткий стержень, проходивший сквозь весь цилиндр и снабженный опорами с обоих своих концов. Этот станок позволил справиться с трудностями, которые встретились при изготовлении цилиндров для первых паровых машин Уатта. «Вилькинсон, — писал в 1776 году Уатт в письме Смитону, — настолько усовершенствовал способ расточки цилиндров, что я обещаю тебе соблюсти в цилиндре длиной 72 дюйма точность до толщины тонкой шестипенсовой монетки в самом худшем случае». Последующие изобретатели продолжали совершенствовать станок Вилькинсона, и он приблизительно в 1830 году приобрел вполне современный вид. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТОКАРНОГО СТАНКА Токарный станок во многих своих разновидностях — самый важный из всех существующих станков. Кстати сказать, большая часть достижений XIX века была тесно связана с его превращением в мощную машину высокой точности. До середины XVI века существовал только простой центровой токарный станок. Изделие на таком станке вращалось между двумя закрепленными центрами с помощью шнура, обмотанного вокруг изделия и соединявшегося обычно с педалью внизу и с гибким коромыслом наверху. Самое первое изображение токарного станка с патроном относится к 1568 году. На таком станке привод вращал ходовой шпиндель (патрон), к которому изделие крепили болтами или зажимами. Станки с винтовыми направляющими патронами для 184
нарезки резьбы появились еще в XVII веке, причем этот способ, при котором изделие перемещается вдоль салазок, а инструмент закреплен неподвижно, широко использовался в XVIII веке. На современном токарном станке перемещается режущий инструмент, а само изделие только вращается. От Бессона, скончавшегося в 1569 году, до нас дошла картинка примитивного винторезного станка подобного устройства (рис. 23), тогда как Леонардо да Винчи х оставил после себя эскиз еще более раннего происхождения, на котором был изображен станок аналогичной конструкции. Вряд ли тот или другой из этих станков имели практическое значение. По-видимому, их даже вообще не удалось построить. На протяжении XVIII века владельцы часовых и приборных мастерских пользовались миниатюрными винторезными станками с перемещавшимся инструментом. В этих машинах были воплощены элементы резцового суппорта, но только в виде, приспособленном для легких работ. До конца XVII века на токарных станках обтачивали детали из дерева и других мягких материалов и только в отдельных случаях из самых мягких металлов. На протяжении XVIII века часовщики и золотых дел мастера, создававшие исключительно искусные узоры, стали широко пользоваться токарным станком для обработки металлов, но только на штучных работах. К концу столетия с усложнением машин возник спрос на токарные станки для обработки крупных металлических деталей. История совершенствования токарного станка сложна *, так что здесь мы ограничимся лишь упоминанием о том, что поворотным моментом в этой истории было создание Генри Модели современного вида металлорежущего станка. Для изготовления весьма хитроумного замка, изобретенного Брамом, требовалась такая точность, которая намного превосходила существовавшие тогда возможности. Тем не менее этот замок предстояло выпускать большими партиями. Брам нанял к себе на работу Модели, 1 Леонардо да Винчи деятельно интересовался токарными станками и набросал, например, эскиз станка с педальным приводом, который, насколько известно, при его жизни не нашел практического применения. * В период 1718—1729 годов русский механик А. К. Нартов aq* строил ряд токарно-копировальных станков с механическим суппортом. 185
который как раз начал создавать свой токарный станок. Модели продолжал свою работу после 1797 года уже в собственной мастерской. Его станок (1797 год) и особенно его усовершенствованный вариант (1800 год) открыл новую эпоху в машиностроении (рис. XIX). Рис. 23. Винторезный станок Бессона. Принято считать, что Модели изобрел только резцовый суппорт, однако это утверждение искажает истину и недооценивает заслуги Модели. Примитивный резцовый суппорт в то время часовщики уже применяли на небольших токарных станках, но на крупных станках стояло грубое устройство, не позволявшее установить резцовый суппорт. Модели значительно усовершенство- 166
вал его и приспособил для тяжелых работ. В действительности он же внес в конструкцию токарного станка три новшества, которые намного повысили его точность и превратили его в целом в универсальное устройство с резцовым суппортом как главной деталью. Эти новшества заключались в следующем: в изготовлении цельнометаллической конструкции, в точном получении плоских поверхностей для перемещения салазок резца и в разработке технологии точного изготовления ходового винта достаточной длины, обеспечивающего нужное перемещение режущего инструмента вдоль изделия больших габаритов. Создание цельнометаллического станка вместо монтирования металлических рабочих частей на деревянной основе может на первый взгляд показаться не имеющим большого значения, однако жесткость металлической станины обеспечивала повышение точности обработки металлов резанием. Планарность поверхностей салазок превращала эту потенциальную возможность в действительность. А настойчивая и кропотливая работа Модели над усовершенствованием способов изготовления ходовых винтов достаточной длины в начале XIX века коренным образом изменила практику токарных работ. Ему же принадлежит заслуга по внедрению коробки передач. Хотя в токарных станках Модели нет такой особенности, которая ранее была бы совершенно не известна, его станок оказался настолько совершеннее, что полностью отличался от всех своих предшественников. Его можно было применять для самых тяжелых режимов обработки наиболее твердых металлов с любой точностью. Дальнейших успехов в области нарезки резьбы и повышения класса точности обработки резанием добился приблизительно к 1833 году Джозеф Витворт, чья трудовая деятельность началась у Модели. В период с 1814 по 1840 год несколько английских рабочих создали на основе прежних примитивных машин строгальный станок, который тоже сыграл большую роль в повышении точности механической обработки. Однако такое повышение точности общего машиностроения было связано главным образом с переходом к методам массового производства и заменяемости частей. Об этом и пойдет речь в следующем разделе. 187
МАССОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО И ЗАМЕНЯЕМОСТЬ ЧАСТЕЙ Массовое производство — это та основа, которая позволяет в наши дни выпускать многие машины (и товары широкого потребления) крупными партиями и продавать их по доступным ценам. Возьмем, к примеру, современный семейный легковой автомобиль. Если выпустить 10 000 легковых автомобилей той или иной модели, то каждый из них будет стоить несколько тысяч фунтов стерлингов; если же изготовить всего один автомобиль, удовлетворяющий тем же самым требованиям в отношении надежности и удобства, то он уже обойдется в сотни тысяч фунтов стерлингов, в действительности же автомобили выпускаются партиями по нескольку сотен тысяч. Все такие автомобили почти совершенно одинаковы, если не считать мелочей. В производственном процессе каждая операция повторяется сотни тысяч раз, поэтому рентабельно создавать особую машину для эффективного выполнения каждой такой операции. Благодаря этому стоимость автомобиля не превышает нескольких сотен фунтов стерлингов. Так же обстоит дело и в производстве большей части товаров широкого потребления: шариковых ручек, пылесосов, стиральных машин, радиоприемников. Массовое производство не встречает больших технических трудностей, если изделие представляет собой только одну часть (гвоздь, кнопка, перо, булавка) или не требует при своем изготовлении большой инженерной точности (текстиль). Совсем не обязательно, чтобы два экземпляра того или иного изделия были совершенно одинаковы, они должны лишь удовлетворять потребительским требованиям. Нетрудно наладить массовое производство таких изделий, если они пользуются широким спросом, оправдывающим расходы на изготовление специальных машин и выплату заработной платы многочисленной армии рабочих, каждый из которых специализируется на выполнении единственной операции. Фактически практическая действительность дает с давних пор множество примеров массового производства подобного рода. Самым древним примером является, пожалуй, отливка типографских металлических литер наз»акатесред- 188
невековья. Другой такой пример — специальная штамповочная машина с педальным приводом, использовавшаяся приблизительно с 1680 года в Нюрнберге для крепления головок к английским булавкам. Начиная же приблизительно с 1700 года швед Христофер Полхем организовал массовое производство на небольшом заводе, выпускавшем разнообразные изделия. На заводе было занято около 100 рабочих. Все производственные операции он старался переводить на гидроприводы. У него имелись гвоздильные станки, ножницы для резки полосового железа и листового металла, прессы, прокатные валки и т. п. Завод выпускал большими партиями такие товары, как плужные лемеха, зубья для бороны, молотки и другие металлические изделия. Текстильная промышленность (см. главу 6) представляет собой отрасль массового производства, где точность играет второстепенную роль. Пусть теперь нам предстоит решить задачу по налаживанию массового производства той или иной сложной машины, состоящей из многих частей. Каждую деталь можно было бы выпускать отдельно большими партиями на тех началах массового производства, которые известны с XVIII века и даже раньше. Но при сборке из таких частей первой же машины выяснилось бы, что точно подогнать одну деталь к другой не удается. Тогда пришлось бы либо рассортировывать тысячи и тысячи деталей на пригодные к сборке комплекты, либо же нанять специально для подгонки частей опытных слесарей-сборщиков, которые напильником, молотком и прочими инструментами довели бы детали до нужных размеров и точности. Подобная доводка на заключительной сборочной операции поглотила бы всю ту экономию, которую дает массовое производство. Такую трудность можно преодолеть, если наладить выпуск отдельных частей по стандарту в пределах установленных допусков. Тогда из любого комплекта деталей, взятых наугад, можно будет собрать машину. Фактически части должны быть взаимозаменяемыми. По этой причине подобную усовершенствованную систему массового производства на началах взаимозаменяемости частей называют сокращенно взаимозаменяемым изготовлением. 489
Первым примером организации массового производства явился завод по изготовлению талей для Адмирал* тейства, который вступил в строй в Англии приблизительно в 1808 году. Этот план выработали совместно Марк Брунел и Сэмюэль Бентам. Генри Модели создал станки, которые были разбиты на специализированные группы сообразно той или иной производственной операции. На заводе имелось 44 станка самой современной конструкции (рис. XX). Завод, основанный по принципу массового производства, позволил десяти неквалифицированным рабочим выполнять работу, на которой раньше было занято ПО квалифицированных мастеров. Производственная мощность этого завода составляла 130 000 блоков в год, то есть превосходила производительность шести крупнейших прежних верфей. Этот план, потребовавший от Адмиралтейства капиталовложений на сумму 54 000 фунтов стерлингов, позволил ему экономить ежегодно по 17 000 фунтов стерлингов. Но несмотря на доказанную таким ооразом высокую эффективность массового производства, других попыток в Англии по внедрению принципа взаимозаменяемости частей больше не предпринималось. До XIX века мало было таких изделий, выпуск которых был бы оправдан на предприятиях массового производства с взаимозаменяемостью частей. Единственное исключение составляло огнестрельное оружие. Так, например, затвор оружия, особенно мушкета или пистолета, представлял собой тонкий механизм, действовавший только при условии точной подгонки частей. Производство оружия было весьма квалифицированной работой, а спрос на него было нелегко удовлетворить. В 1811 году на складах Англии накопилось 200000 стволов для мушкетов, лежавших без движения из-за недостатка оружейников, требовавшихся для ремонта затворов. А ведь Англия располагала тогда более многочисленной армией квалифицированных рабочих, чем любая другая страна в мире. Во Франции первые попытки наладить производство огнестрельного оружия на началах взаимозаменяемости частей относятся к 1717 и 1785 годам. Американский посланник во Франции Томас Джефферсон сообщал домой, что Ле Бланк, предпринявший последнее начинание, принес ему 50 разобранных затворов к мушкетам. «Я сам собрал несколько затворов, — писал Джеффер- 190
сон,— из первых попавшихся под руку частей. Они идеально подходили друг к другу. Надо ли говорить о том, как это выгодно, когда затвор приходится ремонтировать». В конечном итоге французское начинание потерпело неудачу, но на родине Джефферсона, отчаянно нуждавшейся в квалифицированной рабочей силе, производство на началах взаимозаменяемости частей было претворено в жизнь. СТАНКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫХ ЧАСТЕЙ В 1800 году Эли Уитни организовал массовое производство мушкетов. Спустя несколько лет его примеру последовали некоторые другие владельцы заводов стрелкового оружия. Они широко использовали гидроприводы на таких работах, как ковка, прокатка, сверление, шлифовка и полировка. Однако точная доводка до нужных размеров осуществлялась специальной обработкой и опиловкой в оправках. Однако вскоре были созданы специальные станки, позволявшие выполнять эту работу на больших скоростях и с неизменно высокой точностью. На некоторых таких заводах уже к 1818 году были фрезерные станки *. В том же году Бланшар изобрел свой станок для изготовления ружейных лож, первый станок, позволявший делать по копиру изделия неправильной формы. Это изобретение имело большую ценность. Станок с револьверной головкой появился в 40-х годах прошлого века. После наладки такого станка мастером неквалифицированный токарь выполнял на нем приблизительно до восьми различных операций. Сэмюель Кольт, строивший в 1849—1854 годах свой револьверный завод, привлек к планированию Элишу Рута, блестящего механика и талантливого организатора, который сам сконструировал много нового оборудования (в том числе он существенно усовершенствовал падающий молот). Рут использовал все лучшее из существовавшего тогда станочного парка, косвенно заставив тем самым других изобретателей создавать еще более совершенные машины. Гражданская война в Америке (1861 —1865 годы), породившая нехватку рабочей силы, содействовала по- 1 Изобретение фрезерного станка раньше приписывали Уитни, но сейчас это представляется далеко не достоверным. 191
вышению производительности станочного парка. Универсальный фрезерный станок (рис. XXI) появился в 1861 — 1862 годах. Выпуск первых цилиндрических шлифовальных станков начался с 1864 года. Станок-автомат (на котором несколько инструментов подводятся к изделию в определенной последовательности автоматически, а токарь только подает прутковые заготовки, рис. XXII, XXIII) был создан в годы Гражданской войны и быстро был внедрен в производство несколько лет спустя. Многошпиндельный станок (на котором изделие автоматически проходит череэ ряд позиций и на каждой из них подвергается одной или нескольким операциям обработки) появился в 1895 году. Затем появились в высшей степени автоматизированные универсальные токарные станки (рис. XXIV), появившиеся накануне первой мировой войны, на которых заготовка проходит последовательно через шесть-восемь позиций, причем на каждой такой позиции ее можно подвергать операциям сверления, точения, нарезания, проточки и развертки. Зуборезные станки-автоматы появились в 70-х годах, а червячно- фрезерные — в 80-х годах. Промышленность, производящая вооружение, длительное время шла впереди по технологии массового производства, но владельцы часовых заводов отставали от нее очень незначительно. Эли Терри из Коннектикута наладил массовое производство деревянных часов в 1809 году, а к 1814 году снизил цену на них с 25 до 5 долларов. Массовое производство латунных часов началось несколько позже, причем к 1855 году их ежегодный выпуск был доведен до 400000 штук, а цена на них снижена в конечном итоге до 50 центов за штуку. Массовое производство наручных часов началось в 1848 году и получило широкое распространение уже в 50-х годах прошлого века. К 1850 году методы массового производства прочно обосновались в промышленности. Они были залогом успеха, одержанного в 50-х годах прошлого века, в выпуске швейных машин, изначала производившихся большими партиями. Несколько позднее они сделали возможным повсеместное распространение сельскохозяйственной техники. В последнем случае взаимозаменяемость частей была важна не только для производителя, но и для потребителя, поскольку ремонт сельскохозяйственных ма- 192
шин выходил за пределы возможностей деревенского кузнеца, так что наличие запасных частей, которые можно было поставить на месте без участия специалиста-механика, было залогом успеха распространения сельскохозяйственной техники. Этим последняя отличалась от часов, где взаимозаменяемость частей была важна лишь только с позиции производителя, поскольку она значительно упрощала стоявшие перед ним задачи. На основе технологии массового производства в 80-х годах был организован выпуск пишущих машинок, а в 90-х годах — выпуск велосипедов, вскоре доведенный до уровня нескольких сотен тысяч штук в год. ПРИМЕНЕНИЕ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА Обратимся теперь к другой стороне современного массового производства — к непрерывно-поточному производству, которое чаще известно как сборочная линия. Этот способ в полном своем развитии характеризуется тем, что каждая деталь изделия проходит через ряд позиций, причем в каждой такой позиции над ней осуществляется одна или несколько операций. Весь завод становится хорошо организованной производственной единицей, где сырье поступает в поток в ряде точек, а изделие на разных этапах производства перемещается по нескольким потокам, постепенно сливающимся в общий поток, пока на краю главного конвейера с него не сойдет (например) автомобиль, готовый к испытаниям и отправке в дорогу. Элементы подобной системы уходят в глубь девятнадцатого века. Их можно усмотреть, например, на фабрике Британского адмиралтейства (1833 год) по выпечке морских галет. Машины замешивали тесто и выполняли ряд других операций, но главное нововведение на этой фабрике состояло в том, что изделие переходило от рабочего к рабочему на подносах, передвигавшихся по приведенным в движение роликам. В Англии были предприняты еще отдельные попытки организации производства на подобных началах, но, как и с взаимозаменяемостью частей, решающее слово здесь осталось за Америкой. Автоматическая линия в законченном виде впервые была пущена в эксплуатацию в 60-х годах прошлого века в Цинциннати, но не для сборки машин, а для раз- 13 Зак. 339 193
делки свиных туш в производстве мясных консервов. Свиные туши по подвесному конвейеру проходили мимо ряда рабочих, каждый из которых осуществлял единственный разрез или отрезал строго определенную часть туши. На этом мясокомбинате был внедрен ряд хитроумных приспособлений, в том числе автоматические весы, взвешивавшие туши без их снятия с конвейера. Более полное развитие линия разделки туш получила в 80-х годах. Она включала приспособление для автоматического захвата живой свиньи за заднюю ногу, подачи ее на конвейер и в убойное отделение. Для всего этого требовалось около 30 секунд. Такая же эффективность обеспечивалась на всех участках линии. На этой линии отходов не было: использовалось абсолютно все, что могла дать свинья. В шутку даже говорили, что здесь даже предсмертный визг свиньи улавливали для переработки его в заводской гудок. На началах, близких к автоматической линии, в 90-х годах было налажено производство железнодорожных товарных вагонов. Однако в полностью завершенном виде в машиностроении этот способ связан с производством автомобилей. АВТОМОБИЛИ И МАССОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО Все первые автомобили строились так же, как строили первую паровую машину. Затем приблизительно с 1902 года ряд автомобилестроительных фирм перешел на начала взаимозаменяемости частей. Олдс выпустил около 2500 своих малолитражек в 1902 году, 4000 —в 1903 году и 5000 — в 1904 году. К 1909 году Форд перешагнул через черту 10000 автомобилей в год. К 1913 году в Англии насчитывалось около 200 000 и в Соединенных Штатах — 600 000 автомобилей. Автомобильная промышленность шире, чем когда-либо прежде, использовала принцип взаимозаменяемости частей, а это в свою очередь способствовало созданию многих новых машин и инструментов: точных зуборезных шлифовальных станков многих типов, разнообразных штамповочных прессов для шасси, амортизаторов, кузовов и других частей, прошивочных станков, точных литейных машин с матрицами, инструмента для зенкерова- ния и развертывания. Некоторые из таких машин суще- 194
ствовали и раньше, но массовое производство автомобилей привело к их усовершенствованию и более широкому использованию. Тенденция к внедрению автоматов усиливалась. Затем Генри Форд ввел сборочную линию. В 1913 году он экспериментировал с линией для сборки маховиков магнето. Он подразделил сборку двигателей на 84 операции, сократив число рабочих на одну треть. Шасси он поставил на рельсы и протягивал его через ряд рабочих мест, где осуществлялась сборка. К концу 1914 года разработка сборочной линии была доведена почти до конца. Мы лишены возможности проследить за дальнейшим ее развитием или за постепенным распространением этого принципа на другие отрасли промышленности и ограничимся лишь замечанием о том, что этот поточный метод (охватывающий не только сборку, но и изготовление деталей) стал ключом к повышению производительности и, следовательно, к удешевлению производства. В наше время поточный метод постепенно вытесняется автоматизацией. ПРОЧИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В МЕТОДАХ ПРОИЗВОДСТВА Рассматриваемому нами прогрессу производственной технологии во многом способствовали два новых материала. Одним из них явились синтетические абразивы, например карборунд, синтезируемый приблизительно с 1893 года в электропечи. До этого пользовались естественным корундом. Но карборунд можно было сделать тверже и мелкозернистее корунда. Синтетические абразивы сильно расширили применение шлифования как способа обработки резанием и во многих случаях почти полностью вытеснили непосредственное резание. Шлифование, обеспечивающее большую точность обработки поверхностей, чем резание, — обязательная операция при производстве двигателей внутреннего сгорания. Другим новым материалом стала быстрорежущая инструментальная сталь, о которой мы уже упоминали. Она позволила повысить скорости резания в четыре-пять раз. По оценкам внедрение быстрорежущей стали в Соединенных Штатах увеличило годовое производство по всем отраслям промышленности приблизительно на 8 миллиардов долларов, хотя сама быстрорежущая сталь обходится 13* 195
там в сумму всего около 20 миллионов долларов в год, не считая, разумеется, стоимости новых станков, оснащаемых инструментом из такой стали. Все эти достижения в области машиностроительной технологии сопровождались одновременным усовершенствованием измерительной техники. У нас здесь нет места для полного анализа этого вопроса. Уже упоминавшийся нами Витворд сыграл очень важную роль в разработке точных методов измерения (и хотя Америка обогнала Англию по массовому производству, последняя все еще шла впереди всех других стран по штучному выпуску высокоточных машин). Рост производства в Соединенных Штатах на началах взаимозаменяемости частей неизбежно сопровождался на каждом этапе последовательным усовершенствованием измерительной техники и все более широким использованием всевозможных калибров. Здесь нельзя не упомянуть о других таких важных процессах, как электросварка (1886 год) и термитная сварка (1908 год), которые играли все большую роль в машиностроении и которые во многих случаях покончили с такими неуклюжими способами неразъемного соединения, как заклепывание или сболчивание. Кислородная резка (кислородно-ацетиленовая горелка и другие аналогичные способы) вошла в обиход на рубеже столетия. Американские промышленники в целом шли в области массового производства и нужных для него станков впереди всех. Даже в Англии предприниматели медленно переходили к новым способам производства. Начало такому переходу было положено лишь в 1853 году, когда Британская комиссия по стрелковому оружию вынесла рекомендацию о внедрении «американской системы». Даже в 1914 году в стране оставалось немало цехов, в которых проводилась длительная и трудоемкая ручная опиловка на операциях, как нельзя лучше подходящих для перевода их на фрезерование и станочное шлифование. Первая мировая война с ее беспримерным спросом на огромное количество вооружения и другой продукции точного изготовления в корне изменила всю эту ситуацию. «Сотни цехов, — пишет Кресси, — в которых о быстрорежущей инструментальной стали знали только понаслышке, переходили на ее регулярное использование. Многие станки-автоматы, прежде всего фрезерные и шлифовальные, проникали на небольшие и устарелые маши- 196
ностроительные заводы и становились здесь незаменимым оборудованием. Под нажимом военной необходимости гигантски возрастало использование различных приспособлений при точении и сверлении изделий необычной формы» К РАЗВИТИЕ МАШИНОСТРОЕНИЯ ПОСЛЕ 1918 ГОДА В годы между двумя мировыми войнами намного расширился круг материалов, из которых делаются машины. Внедрялись новые сплавы, прежде всего разнообразные легкие сплавы на основе алюминия. Быстро разрабатывались пластики, превосходящие металлы в некоторых областях машиностроения. Неуклонно совершенствовались и все шире применялись разнообразные станки, создававшиеся на протяжении предшествовавшего столетия. Однако коренных нововведений в этой области было мало. Заметно шире стали использовать кислородную резку металлов, открывшую возможности резания стали такой толщины, какая выходила за пределы возможностей механической обработки. Вместе с тем горелка позволила заменить некоторые станки на таких операциях, как строгание и сверление. Точность обработки металлов кислородной горелкой сильно возрастала, пока ей, например, не стали под стать даже некоторые операции по нарезанию зубьев шестерен. Газовые резаки удалось в значительной степени автоматизировать. К концу 30-х годов установки для газовой резки заменили станки на некоторых токарных операциях, правда в ограниченном масштабе и для грубой обработки, но они доказали свою большую перспективность на будущее. Шлифование как замена фрезерования при высокоточной обработке поверхностей продолжало быстро внедряться во многих областях машиностроения. Бесцент ровые шлифовальные станки, впервые появившиеся (правда, не в современном виде) в 1916 году, получили с 20-х годов все более широкое распространение. Мы уже упоминали о перевороте в промышленности, вызванном внедрением быстрорежущей инструменталь- 1 Е. С г е s s у, A. Hundred Years of Mechanical Engineering. London, 1937, p. 212. 197
ной стали. Когда приблизительно в 1926 году стал входить в употребление для изготовления режущего инструмента карбид вольфрама, по твердости уступающий только алмазу, он породил в промышленности такую же революцию, получившую приблизительно в 1939 году дополнительный толчок от внедрения смеси карбидов тантала и вольфрама. В итоге скорости резания возросли в 6 или 7 раз, знаменуя этим огромное повышение производственного потенциала. К сожалению, этот материал немецкого происхождения попал под контроль международных картелей, которые резко ограничили его производство и использование за пределами Германии х. Для народов других стран это означало потерю потенциального богатства. Заинтересованные монополии этим, бесспорно, ограждали свои интересы и сохраняли высокие цены, тогда как Германия получала возможность быстрого перевооружения с помощью эффективного режущего инструмента, обеспечивая вместе с тем такое положение, когда миролюбивые нации шли навстречу войне сравнительно малоподготовленными. МАШИНЫ-АВТОМАТЫ Самая интересная особенность прогресса в период между двумя мировыми войнами заключалась в усилении тенденции к изучению возможностей высокоавтоматизированного машинного оборудования. Эта тенденция была предвестником той волны повальной автоматизации, которая в наши дни захлестнула многие страны. Токарные станки и другие машины для обработки резанием оснащались приборами и приспособлениями для измерения размеров, которые автоматически останавливали эти машины, когда размеры изделия доводились до нужной величины. В более крупных масштабах производство было автоматизировано фирмой «А.-О. Смит энд 1 Подробнее об этом см. в книге Боркина и Уэлша «Великий план Германии» (J. Borkin and С. A. Welsh, Germany's Master Plan) и в официальном американском издании «Экономические и политические аспекты картелей» под ред. Эдвардса (U. S. Government publication, Economic and Politic Aspects of Cartels» by C. D. Edwards, ed., Washington, 1944), в которых показано, как поднялись цены на килограмм карбида вольфрама: со ПО долларов в 1927—1928 годах почти до 990 долларов, затем длительное время удерживались на уровне 440 долларов, пока после принятия в 1942 году антитрестовского закона они не снизились опять до 60—90 долларов. 198
К0» на построенном ею в конце 20-х годов заводе по производству автомобильных рам в Милуоки, который выпускал 1 готовое шасси каждые 8 секунд, то есть почти 10 000 штук ежесуточно. Рамы изготовлялись фактически без непосредственного участия человека. В штате работников этого завода состояло 120 человек, главным образом контролеров, наладчиков и ремонтников. Благодаря этому затраты труда на одну раму удалось довести почти до 16 человеко-минут. Этот завод удовлетворял 75 процентов всех потребностей страны в рамах. Исключение отсюда составили предприятия Форда, которые получали рамы со своего, такого же фирменного завода-автомата. К числу самых полезных машин-автоматов относится автоматическая литейная машина, созданная на основе литейных машин, появление которых в начале текущего столетия было связано с зарождением и развитием автомобильной промышленности. В таких литейных автоматах изделия отливаются с огромной быстротой в постоянные металлические формы (кокили). Эта машина не относится к категории узко специализированных: простая смена кокилей позволяет отливать изделия другой формы. Простота ее действия позволяет предельно автоматизировать такую машину. Типичная установка стоила в годы между двумя войнами около 1000 фунтов стерлингов и обслуживалась одним человеком. На ней ежеминутно отливали по 8 изделий, то есть свыше 4 миллионов штук в год при круглосуточной работе. Ее, разумеется, приходилось останавливать на ремонт, но две такие машины при попеременной работе могли бы отливать крышки к радиаторам для автомобильной промышленности всех стран мира. Установки столь высокой производительности заставляют, естественно, задумываться над тем, сможет ли современная прогрессивная технология получить полное использование в таких условиях, когда в промышленности конкурируют несколько фирм. Литье в кокиль ограничивается определенными сплавами, однако литейные автоматы для автомобильной промышленности устроены на ином принципе (литейные формы для них крупнее и сложнее) и позволяют отливать почти любой металл. Замечательный пример являет собой чугунолитейный автомат в Климовске (СССР). Его производительность за две смены в сутки составляет 10 000 изделий. Он снизил затраты труда на 60% и позволил 199
сократить парк необходимых для отделки изделий металлорежущих станков на 75%. Все это снизило себестоимость литья на 50%. Проще всего поддаются автоматизации операции по обработке однородного материала (отливок, например), так что машине не приходится выполнять функцию, сравнимую с «суждением». Затем идут машины, от которых уже требуется «суждение» (для решения, например, вопроса о том, в достаточном ли количестве снят металл в процессе его обработки резанием). Это можно осуществить с помощью контактов движущихся частей наподобие осязания. Однако суждение человека на производстве обычно осуществляется через зрение. Вероятно, как раз по этой причине самой коренной переменой в рассматриваемый нами сейчас период явилось внедрение разнообразных процессов с использованием фотоэлектрического элемента, или «электрического глаза», который преобразовывал изменения интенсивности света в изменения электрического тока и отсюда с помощью усилителей и реле превращал их в механические действия. Первоначальная разновидность фотоэлемента основывалась на сделанном в 1873 году открытии: оказалось, что электропроводность селена изменяется в зависимости от количества падающего на него света. Однако устроенные на этом принципе фотоэлементы обладали малой чувствительностью. Современный же фотоэлемент, отличающийся чрезвычайно высокой чувствительностью, имеет в своей основе особенность некоторых веществ испускать электроны при падении на них света. И хотя основные закономерности, лежащие в основе действия подобных фотоэлементов, были открыты еще в 80-х годах прошлого века, сами эти элементы были созданы главным образом в послевоенный период. К 1939 году фотоэлементы получили широкое использование на таких операциях, как рассортировка и отбраковка риса, сои и сигар, выявление и отбраковка консервных банок без этикеток при их выходе из этикетирую- щего автомата, слежение за работой гравировального автомата по чертежу при изготовлении медной печатной формы. Наконец, на основных технологических операциях в металлургии и машиностроении фотоэлементы меняли ход валков прокатных станов, выталкивали металлические заготовки из печи, когда они достигали определен- 200
ной температуры, осуществляли автоматический контроль за качеством изделий, сходивших со станка-автомата. Это было гораздо важнее, ибо здесь угадывались ростки грядущих технологических нововведений. По сообщениям из Соединенных Штатов, один такой автомат-контролер позволил четырем рабочим выполнять работу, для которой раньше требовалось 18 человек. Примером из английской действительности приблизительно 1939 года может служить автоматическая машина для сверления и зенкерования коленчатых валов, управляемая действующим на фотоэлемент лучом света, который проходит через диск с отверстиями. Это контролирующее устройство заменило обычный кулачковый механизм. Дальнейшим достижением в этом направлении был станок 1940 года, построенный в Советском Союзе. Здесь фотоэлемент управлял перемещениями инструментов на одном или нескольких станках-автоматах согласно чертежу. В годы последней войны в Соединенных Штатах подобное же устройство управляло работой газового резака в соответствии с масштабным чертежом. Подобные примеры применения фотоэлемента и других подобных устройств для регуляторов при измерении температуры, химического анализа и т. п. доказывают возможность полного избавления человека от тех однообразных, утомительных рабочих операций, на которых разум используется для решения вопроса только о том, удовлетворяет или не удовлетворяет изделие тому или иному стандарту. Вредные последствия подобной однообразной работы, выполняемой день за днем, представляют собой одну из самых серьезных проблем массового производства. Только что рассматривавшиеся нами примеры показывают пути решения этой проблемы. «На первый взгляд, — пишет Фуркас в своей книге «Грядущее столетие» \ — в Америке имеется не меньше миллиона рабочих, выполняющих рутинную работу по рассортировке, осмотру и контролю. Их с успехом и с меньшими расходами можно было бы заменить устройствами, приводимыми в действие фотоэлементами». К этой теме мы еще вернемся в главе 14. 1 С.-С. F u г с a s, The Next Hundred Years, London, 1936, p. 179—180. 201
Глава 9 ПЕРИОД МЕЖДУ МИРОВЫМИ ВОЙНАМИ (1918-1939 годы) Годы между двумя войнами ознаменовались не столько выдающимися новыми изобретениями, сколько замечательными достижениями в области повышения эффективности уже созданных машин. Эти достижения были результатом множества различных изобретений и усовершенствований — итог труда тысяч инженеров, рационализаторов и ученых. В 1918 году, например, для выработки единицы электроэнергии расходовалось около 680 тонн угля, тогда как в 1939 году эта цифра была снижена на лучших электростанциях почти вдвое. Усовершенствование конструкций судов за эти же годы позволило снизить количество энергии, требовавшейся для перевозки единицы груза, приблизительно на 15—20 процентов, а расход топлива в двигательных установках одинаковой мощности уменьшился на 50—60 процентов, так что общий расход топлива на судах самой последней конструкции снизился по сравнению с прежним уровнем на одну треть. Подобные достижения во всей промышленности привели к общему росту производительности труда, составившему в Соединенных Штатах за период с 1920 по 1935 год 39 процентов. Но вместе с тем возможности передовой техники полностью использовались отнюдь не всегда. Так, среднее количество угля, расходовавшегося в Англии или в Соединенных Штатах для выработки единицы электроэнергии, составляло в 1918 году около 1,4 килограмма, а в 1939 году было немного меньше 0,7 килограмма. Иными словами, средний коэффициент полезного действия электростанций составлял в 1939 году всего лишь около половины наилучшей возможной величины и равнялся лишь приблизительно половине того, что было наилучшим в 1918 году. Таким образом, средний коэффициент полезного действия отставал на 20 лет. Рост производительности труда на 39 процентов не означал, что был достигнут такой же рост выпуска продукции и 202
оказания услуг. Фактический рост производства продукции составил за тот же период лишь 14 процентов, а остальная доля повышения производительности труда была сведена на нет ростом безработицы. И совершенно так же, мы в этом убедимся ниже, в различных отраслях промышленности наилучшее наличное оборудование часто использовалось далеко не полностью. В этой связи нельзя забывать о том, что для перевода всей отрасли промышленности на новую технику требуется время. Новые машины нужно построить и освоить. А это в конечном итоге зависит от наличия рабочей силы. Если бы не хватало рабочей силы, то отставание в росте производства было бы вполне оправданным. Но в действительности миллионы людей не находили работы. Таким образом, неиспользование этих рабочих для доведения роста производства до возможного уровня свидетельствует об организационном провале в экономике. СОВЕТСКИЙ СОЮЗ Эти выводы не распространяются на Советский Союз. В этой единственной стране с безработицей было покончено полностью '. Производительность труда в промышленности была отнюдь не наивысшей с точки зрения использования достижений техники, но она находилась на таком высоком уровне, какой был достижим тогда практически, поскольку вся наличная рабочая сила была направлена на развитие промышленного производства. Советский Союз начинал как весьма отсталая в своем развитии страна. В дореволюционной России имелось несколько островков развитой промышленности, но в целом она была сельскохозяйственной страной, причем страной весьма отсталой, с почти средневековым оборудованием. В 1910 году в России имелось 10 миллионов деревянных сох, 18 миллионов деревянных борон и всего лишь 4,5 миллиона железных плугов, не говоря уже о почти полном отсутствии более современного сельскохозяйственного инвентаря, который стал входить в употребление в других странах приблизительно с 1800 года. Война 1914—1918 годов и опустошительная интервенция 1 Приблизительно с 1930 года, когда были ликвидированы разрушительные последствия гражданской войны и интервенции. 203
сильно ухудшили положение. Довести производство даже до довоенного уровня удалось лишь к 1928 году. После этого советский народ начал систематическую борьбу за повышение технической оснащенности хозяйства до уровня передовых промышленных держав. Наступила пора индустриализации, проводившейся столь планомерно и столь высокими темпами, каких не знала история. В 1938 году объем промышленного производства в СССР возрос в шесть с половиной раз по сравнению с 1913 годом, тогда как по остальным странам мира соответствующая цифра составила 40—50 процентов. За десятилетний период с 1930 по 1940 год советское промышленное производство расширялось со средним годовым приростом в 18 процентов по сравнению с 2,8 процента в Соединенных Штатах, 3,5 — в Англии и 2,5 процента во Франции. По выработке электрической энергии Советский Союз переместился с пятнадцатого места в мире, которое Россия занимала в 1913 году, на третье в 1936 году, по добыче угля — с шестого на четвертое, а по выпуску сельскохозяйственной техники — с пятого на первое. Тракторов и комбайнов в царской России не делали. К 1936 году Советский Союз занял по выпуску и тех и других первое место в мире. Эти успехи были достигнуты сознательным подходом к проблеме механизации. Поставленную задачу — добиться изобилия для всех — можно было решить только путем повышения объема производства самыми передовыми методами. Повышение технического уровня государство взяло на себя, сделав его одной из своих главных задач. Изобретатели всячески поощрялись, в их распоряжение были предоставлены оборудование, лаборатории и т. п. Задачей просвещения стала наискорейшая подготовка максимального количества квалифицированных инженеров, ученых и изобретателей. Создавались все условия для того, чтобы рабочие вносили свои рационализаторские предложения. От простых рабочих поступали сотни тысяч предложений. Сознательная борьба за наиболее полное использование техники нашла свое отражение в стахановском движении. Однако приведенные цифры не полностью характеризуют состояние дел. И хотя к 1939 году СССР догнал по общему уровню производства многие другие развитые в промышленном отношении страны, выпуск продукции 204
на душу населения все еще находился на низком уровне. В 1937 году в СССР выплавлялось на душу населения (эту цифру можно считать приближенным показателем промышленной мощи) всего лишь 86 килограммов чугуна по сравнению с 292 килограммами в США, 234 — в Германии и 183 килограммами в Англии. Хотя индустриализация в СССР проходила более быстрыми темпами, чем в любой другой стране, все же государственные деятели и руководители промышленности в Советском Союзе считали к концу 30-х годов, что стране понадобится еще лет пятнадцать, чтобы догнать самые передовые в промышленном отношении страны мира. Но опустошения, которые принесла вторая мировая война, намного отодвинули этот срок. РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИКИ Механизация стала к этому времени столь повсеместным явлением, что охарактеризовать ее можно, только описав общие тенденции этого периода и выбрав для более подробного анализа лишь отдельные примеры. Можно начать хотя бы с производства электроэнергии, потому что она играет все большую роль во всех сторонах промышленного развития и потому что на ее примере лучше всего видны перемены, происходившие в Англии. Выработка электроэнергии в стране, например, возросла со 125 миллионов единиц в год к началу текущего столетия до 9927 миллионов единиц в 1928 году и 26 409 миллионов единиц в 1939 году. Как уже отмечалось, в огромной степени возросла и эффективность. Крупные электростанции, вырабатывающие ток высокого напряжения и передающие энергию по проводам высокого напряжения на расстояние 400—500 километров, вытеснили крохотные местные электростанции начала столетия, вырабатывавшие постоянный ток. Тем не менее эти успехи давались нелегко. «Технические достижения начального периода, — утверждал в 1938 году С. Б. Дон- кин, президент Института инженеров гражданского строительства, — не сопровождались надлежащим улучшением в организации энергоснабжения страны в целом. Беспристрастный наблюдатель не найдет никаких признаков того, что дела в национальной энергетике ведутся 205
с дальним прицелом и с пониманием той роли, которую электричество станет играть в будущем в жизни страны» К Производство и распределение электроэнергии стало в действительности почти первой2 отраслью национальной экономики, в которой организационные формы, игравшие столь большую роль в освоении мировых ресурсов энергоснабжения на протяжении свыше двух веков, явно переставали удовлетворять требованиям дальнейшего развития. В напряженных условиях войны 1914—1918 годов выявилась большая слабость национальной энергетики. После ряда лет обследования положения правительство решило, что надлежащую реорганизацию этой отрасли промышленности можно осуществить только путем национализации системы передачи электроэнергии и координации работы электростанций 3. Это было сделано им в виде Постановления об электричестве 1926 года, предусматривавшего учреждение Национальной сети электроснабжения, представлявшей собой одно из величайших достижений инженерной мысли того периода. Как следствие эффективность этой отрасли национальной экономики очень сильно возросла. Раньше каждой отдельной электростанции приходилось устанавливать дополнительные машины, позволявшие ей справляться с пиковой нагрузкой (хотя такая нагрузка длилась всего один-два часа в сутки), предусматривая вместе с тем большой запас мощности на случай аварий. С созданием Национальной сети в помощь той или иной электростанции в часы пиковой нагрузки можно было временно подключать какую-нибудь устаревшую маломощную станцию. Такой порядок позволял эксплуатировать наилучшее 1 Transactions of the International Engineering Congress, Glasgow, 1938, p. 49. 2 В качестве примера еще более ранней национализации можно было бы назвать, разумеется, электрический телеграф, который в Англии пришлось национализировать еще в 1870 году из-за слабой и малоэффективной работы телеграфных компаний и из-за высоких расценок на оказываемые ими услуги. С передачей телеграфа в собственность министерства почтовой связи техническая эффективность оборудования стала быстро возрастать, так что за 5 лет количество передаваемых телеграмм утроилось. 3 Завершение национализации затянулось до второй мировой войны, в годы которой выявились новые недостатки в работе энергетических предприятий страны. 206
оборудование все время, включая старые генераторы только в часы пиковых нагрузок. Он позволял тем самым снижать стоимость выработки электроэнергии, а включение станций в единую сеть создавало возможность использования резервных мощностей в помощь нескольким станциям в случаях особой необходимости. В 1928 году, когда сооружение Национальной сети только что начиналось, генераторы в целом работали в среднем всего по 1127 часов в году, тогда как в 1939 году эта цифра была доведена до 2701 часа. Таким образом, все генераторы простаивали гораздо меньше времени, что означало поистине гигантскую экономию на капитальных затратах. К 1937 году эта экономия составила 27 миллионов фунтов стерлингов и позволила окупить за срок менее десятилетия все расходы по сооружению национальной сети. Такую же картину можно было наблюдать и в других странах. В Соединенных Штатах значительная часть предприятий, вырабатывающих электроэнергию, принадлежала (и все еще принадлежит) частному капиталу, а самые замечательные успехи были достигнуты при осуществлении таких общенациональных схем, как сооружение электростанции на реке Теннесси, в долине которой гидроэлектрификация стала основой преобразования некогда отсталого района в одну из самых развитых в техническом отношении областей страны. Внутреннее потребление электроэнергии возросло за два года на 146 процентов. Планирование — ключ к эффективности снабжения электроэнергией. Советский Союз с его плановым хозяйством оказался в особенно выгодном положении, хотя ему пришлось начинать с крайне отсталой энергетики, в чем заключалась, так сказать, обратная сторона медали И хотя Советскому Союзу предстояло пройти большой путь, чтобы догнать главные промышленные державы по потреблению электроэнергии на душу населения, тем не менее достигнутые им в этом отношении успехи нельзя не признать поистине поразительными: начав с 500 миллионов киловатт-часов в 1920 году, он выработал 4205 миллионов киловатт-часов в 1927 году, 13 540 миллионов в 1932 году и 36 400 миллионов киловатт-часов в 1937 году. Планирование всей промышленности сделало возможным гораздо более эффективное 207
использование оборудования, чем в какой-либо стране. Так, генераторы на районных электростанциях наработали в 1935 году 4300 часов по сравнению с 2300 часами, например, в Англии. Технический прогресс в области производства электроэнергии с 1918 года сводился главным образом к постепенному продвижению вперед, к повышению коэффициентов полезного действия, напряжения в линиях передачи и т. д., о чем подробно говорить здесь было бы неуместно. Если не считать некоторых экспериментальных успехов в направлении повышения напряжения в линиях передачи постоянного тока, что позволяет осуществлять передачу энергии на гораздо большее расстояние, то единственным выдающимся техническим достижением явилась совокупная выработка теплоты и энергии. В подобных случаях теплота, неизбежно поступающая из конденсаторов паровых турбин и раньше выбрасывавшаяся на воздух, стала передаваться в виде горячей воды или пара по трубопроводам на фабрики или в жилые кварталы как источник местного отопления. Это дает около 30 процентов экономии на топливе. Хотя районное городское отопление вне связи с выработкой электроэнергии не было диковинкой в Соединенных Штатах, именно Советский Союз возглавил в 30-х годах движение за переход к системе совокупной выработки теплоты и энергии. В последние годы каждая третья теплоэлектростанция в Советском Союзе работает и на местное отопление. Этот способ был испытан в 50-х годах в Пимлико (Лондон), но не получил в Англии широкого распространения. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ТЕХНИКА К 1918 году были созданы сельскохозяйственные машины, механизировавшие полевые работы по выращиванию и обмолоту зерновых, разные процессы по заготовке сена и некоторые операции по посеву и уборке корнеплодов. Трактор уже начал заменять лошадь. В последующие годы его значительно усовершенствовали, а приблизительно к 1924 году появились тракторы с большим клиренсом (с высокой посадкой), позволявшим проводить обработку междурядий всходов разных культур. Оснащенность тракторами и другими сельско- 208
хозяйственными машинами была в разных странах далеко не одинаковой. В Соединенных Штатах, далеко опередивших другие страны по механизации сельскохозяйственных работ, парк действующих тракторов увеличился с 80 тысяч машин в 1918 году до 1,6 миллиона в 1939 году. Это значит, что на 100 сельскохозяйственных рабочих уже приходилось приблизительно 15 тракторов 1. В Англии же в 1939 году было всего 55 тысяч тракторов, то есть около 8 тракторов на 100 рабочих, занятых в сельском хозяйстве. В России, получившей, как нами уже отмечалось, в наследие очень отсталое земледелие, в 1920 году имелось всего 700 тракторов. Число их было затем доведено до 483 тысяч в 1938 году и до 523 тысяч в 1940 году. По сравнению с численностью занятых в сельском хозяйстве людей это было очень мало: меньше одного трактора на 100 человек. С другой стороны, коллективные формы ведения сельского хозяйства позволяли использовать технику эффективнее, чем где бы то ни было еще. Если выразить работу, произведенную одним трактором, через количество акров2 пахоты, то в 1936 году средняя производительность трактора в Советском Союзе составляла 1210 акров по сравнению с 225 акрами в Соединенных Штатах. Это означало, что в Соединенных Штатах, тракторный парк которых был в 4 раза больше, было обработано всего 350 миллионов эквивалентных акров пахоты, тогда как в Советском Союзе эта цифра составила почти 600 миллионов акров. И в Англии, по оценочным данным 3, производительность тракторного парка легко можно было утроить. В 1940 году в Советском Союзе около 90 процентов вспашки и посевных работ и 50 процентов уборки урожая производилось тракторами и комбайнами. Этот уровень механизации уборочных работ в Соединенных Штатах был достигнут в 1938 году. 1 Однако эти цифры не скрывают крайней неравномерности механизации земледелия в самих Соединенных Штатах. Мелкие фермеры в подавляющем большинстве случаев были лишены возможности пользоваться благами, которые несут с собой машины. Из каждых шести ферм в стране приблизительно только одна имела трактор, а на остальных пяти не было даже тягловой силы. 2 1 акр равен 0,405 гектара. 3 D.-N. Mc Hardy, Power Farming for Crops and Stock, Reading, 1938% p. 9. 14 Зак. 339 3Q9
Механизация остальных работ в сельском хозяйстве только начиналась. Создавались канавокопатели и другие машины для осушительных работ. Развивалась механизация уборки овощей и корнеплодов. Были значительно усовершенствованы картофелеуборочные машины, о которых уже говорилось, хотя даже к 1938 году их применяли только на подходящей почве. Предпринимались попытки механизировать уборку сахарной свеклы. Оценку достижений в этом направлении дал тогда «Журнал министерства земледелия». «В стране имеется несколько свеклоуборочных комбайнов, — отмечалось в этом журнале, — причем хотя бы некоторые из них заслуживают самого пристального внимания»!. Были достигнуты определенные успехи в деле создания машин для посадки овощной рассады. Успехи по созданию льноуборочных машин были менее успешными, но из Советского Союза сообщалось, что к 1940 году в этой стране был создан комбайн, позволявший за час теребить, очищать и связывать в снопы лен с трех акров. В Советском Союзе создавались экспериментальные машины для механизации работ, которые раньше производились исключительно вручную, например машины для уборки и прессования чайного листа и для кронирования чайного куста. Хуже всего обстояли дела с механизацией хлопкоуборочных работ. Здесь не везло как нигде еще. Первый патент на машину для сбора хлопка был выдан в Соединенных Штатах еще в 1850 году. К 1937 году таких патентов было уже свыше 900. И все же почти всюду хлопок продолжали убирать вручную. В опубликованном правительством США в 1937 году докладе «Тенденции в развитии техники» содержалось следующее высказывание о созданной в 30-х годах машине, которая убирала за 7,5 часа столько' же хлопка, сколько его успевал собирать за 5 недель умелый сборщик, то есть обеспечивала снижение затрат труда на 75 процентов: «Страх перед перепроизводством хлопка с проистекающим отсюда падением существующих на него цен и полным драматизма вытеснением машиной сборщика хлопка задерживает внедрение автоматической хлопкоубо- 1 «The Journal of the Ministry of Agriculture», 1938—1939, vol. 45 p. 593—594. 2|0
рочной машины, изобретенной братьями Раст. Сами изобретатели, сознавая революционизирующие последствия своего изобретения, воздерживаются от какого бы то ни было использования своей машины, если не считать пробных испытаний на одной артельной ферме в Миссисипи и в Советском Союзе, где угрозы безработицы не существует» К В конечном итоге главной причиной беды была дешевизна труда сборщиков хлопка, объясняющаяся низким уровнем жизни, которым приходится довольствоваться негритянскому населению в южных штатах. МЕХАНИЗАЦИЯ УГЛЕДОБЫЧИ Как мы уже видели в главе 7, к 1918 году в области угледобычи были механизированы две ее важные операции, а именно подрубка угля и его доставка из забоя. И здесь полезно выяснить, каковы темпы роста механизации в разных странах. В Соединенных Штатах доля битуминозного угля машинной подрубки возросла с 51 процента в 1913 году до 79 процентов в 1935 году и до 88 процентов в 1939 году. Англия же, с другой стороны, начав с 8 процентов в 1913 году, достигла американского уровня 1913 года лишь в 1935 году, а в 1939 году эта цифра по стране составила всего 61 процент. Подобным же образом в 1939 году только 58 процентов английского угля доставлялось из забоя конвейерами. В царской России в 1913 году уголь подрубали машинами лишь на 1,7 процента, но темпы механизации этой отрасли промышленности оказались поистине замечательными. К 1940 году в СССР уголь машинной подрубки составлял почти 95 процентов всей добычи, а угледобывающая промышленность, как утверждалось, стала самой высокомеханизированной в мире (правда, на отдельных зарубежных шахтах эта цифра была еще выше и в Руре превышала, например, 97 процентов). Серьезное отставание с механизацией угледобычи на шахтах Англии означало, что производительность труда оставалась низкой, а цены на уголь были высокими. А 1 Огромная заинтересованность Советского Союза в механизации хлопкоуборочных работ на экспериментальной стадии дала свои плоды в послевоенный период. 14* 211
поскольку почти вся промышленность страны в обеспечении своих энергетических нужд зависела от угля, слабая механизация угледобычи очень сильно тормозила развитие национальной промышленности. События второй мировой войны неопровержимо доказали эту отсталость. Правительство создало Техническую консультативную комиссию по угледобывающей промышленности под председательством К. К. Рейда. В 1945 году она опубликовала отчет. Неодинаковые природные условия, говорилось в нем, делают несостоятельным всякое сравнение английской угледобывающей промышленности с американской, но природные условия в Англии «сопоставимы с природными условиями Рура и Голландии и, следовательно, не могут объяснить гораздо более низкую производительность горняка за смену». Эта выработка составила в 1936 году около 1,2 тонны в Англии, свыше 1,8 тонны в Голландии и немногим больше 1,7 тонны в Руре, хотя в действительности в 1913 году по этому показателю Англия была впереди и Голландии и Рура. Объясняется эта низкая выработка, утверждала комиссия, не только слабой механизацией процессов подрубки угля, но в большей степени плохой общей планировкой шахт и подземных путей сообщения. Вопросы общей планировки шахт выходят за рамки настоящей книги, но нам придется отметить тот факт, что отсталость английской угледобывающей промышленности объясняется, как об этом говорится в отчете Рейда, плохой планировкой шахт и устаревшими методами откатки угля, не способными справиться с тем углем, который можно было бы подрубать при механизации работ в забое. Эти два фактора тормозили внедрение машинной подрубки и откатки угля. В отчете содержались рекомендации о коренной реорганизации угледобывающей промышленности в целом. «Мы пришли к выводу, — говорится в этом отчете, — что недостаточно просто рекомендовать технические перемены, кажущиеся полностью осуществимыми, когда нам, горным инженерам, ясно, что нет возможности провести эти рекомендации в жизнь, пока не будет осуществлена организационная перестройка всей промышленности». Таким образом, даже отбросив в сторону прочие соображения, нельзя не признать, что послевоенная национализация угледобывающей промышленности представляла собой элемен- 212
тарный шаг по пути к жизненно важной технической реконструкции. В дальнейшем все это подтвердилось. Перейдем теперь к обзору последних достижений в области горного оборудования, значение которого в ту пору еще не получило полного признания. К 1918 году, как мы уже видели, были сделаны первые шаги в направлении механизации погрузочных работ на конвейерах в забое. Но, пожалуй, реальный сдвиг в этом направлении следует связывать с созданием погрузчика конструкции Джоя в 1922 году. Однако такие погрузчики внедрялись в забоях очень медленно. Так, даже к 1937 году в Соединенных Штатах было механизировано лишь 17 процентов погрузочных работ в забое при добыче битуминозного угля, а в Англии в 1939 году имелось всего около 20 .машин подобного рода. Погрузчики более современной конструкции (рис. XXV) появились в забое вскоре после окончания войны, оказав тем самым серьезную помощь в решении рассматривающейся проблемы. В 1937 году на одной советской шахте под Свердловском был опробован новый способ гидравлической угледобычи. Уголь по этому способу разбивается на куски и отбрасывается в сторону струей воды под высоким давлением, направляемой на пласт *. Вода не только добывает уголь, но и транспортирует его в лотках, тогда как мелкий уголь выносится наверх вместе с откачиваемой водой. По оценкам, этот способ повышает производительность труда в три раза и снижает расходы по добыче угля в два раза '. К 1940 году этот способ получил внедрение на ряде других шахт. Однако величайшим советским достижением стала подземная газификация угля. Ее нельзя считать ни «орудием производства», ни «машиной». Поэтому, строго говоря, она выходит за рамки темы настоящей книги, но * Указанный способ гидромеханизации угледобычи был разработан в 1935 году В. С. Мучником. В 1936 году на шахте «Комсомолец» Кизеловского угольного бассейна метод получил первое опытное применение. В дальнейшем гидродобыча была внедрена на целом ряде шахт и участков. 1 Как показала послевоенная практика, эти первоначальные оценки надо считать несколько завышенными. В типичных случаях производительность труда возрастала приблизительно в 1,5—2 раза, а себестоимость добычи снижалась на 25—30 процентов. 213
ее важность в энергетике заслуживает того, чтобы остановиться на ней здесь хотя бы вкратце. Подземная газификация делает ненужной угледобычу, превращая угольный пласт в подземный газовый завод. Воздух и пар в смеси или поочередно закачиваются в шахту к сжигаемому угольному пласту, а образующийся газ регулируемого состава поступает наверх. Эту идецо первым *высказал в начале текущего века английский химик Уильям Рамзей, но первую попытку претворить ее в жизнь предприняли советские инженеры приблизительно в 1933 году. На этом пути было преодолено много трудностей, и к 1940 году в Советском Союзе первая мощная промышленная станция подземной газификации ** была пущена в строй, а несколько других таких же станций строилось. Этот способ обеспечивает ряд преимуществ над простой угледобычей, по крайней мере для определенных пластов. Он избавляет от опасностей подземных работ. Подземная газификация позволяет извлекать до 80—90 процентов всех запасов угля в месторождении по сравнению с 60 процентами при обычных способах угледобычи. Она делает рентабельной разработку бедных месторождений низкокачественного угля (именно на подобных залеганиях до сих пор проводилась подземная газификация, в связи с чем ее внедрение на богатых месторождениях может оказаться менее выгодным делом). Вырабатываемый газ служит либо топливом на электрических станциях, либо сырьем для химических предприятий синтетического производства, либо источником бытового газоснабжения. Осторожные опыты по подземной газификации Англия начала проводить с 1949 года. Через 10 лет они дали первые плоды в виде нескольких тысяч киловатт энергии, подаваемой в национальную электроэнергетическую сеть. Но к этому времени повышение эффективности обычных способов угледобычи в сочетании с сокращением рынка в условиях кризиса перепроизводства привели к созданию больших запасов ненужного угля. Поэтому дальнейшие опыты были прекращены из-за * Первым идею подземной газификации угля выдвинул в 1888 году великий русский химик Д. И. Менделеев. Большое значение ей придавал В И. Ленин. ** Первый промышленный газ был получен в 1937 году в Горловке (Донбасс). 214
угрозы возможной большой безработицы среди шахтеров. В послевоенный период некоторые опыты с подземной газификацией угля проводились и в Соединенных Штатах, но первое место в разработке этой производственной технологии по-прежнему принадлежит Советскому Союзу. ХОЛОДИЛЬНИКИ И ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ Качество газа, производимого при подземной газификации угля, можно значительно повысить, если вниз по стволу подавать не обычный воздух, а кислород (или обогащенный кислородом воздух). В большом количестве дешевого кислорода, получаемого перегонкой жидкого воздуха, нуждается не только химическая промышленность синтетических материалов, но фактически и многие другие отрасли промышленности. Мы уже упоминали о процессах Линде и Клода для сжижения воздуха. Но подобно тому, как коэффициент полезного действия у турбины выше, чем у поршневой машины, так и при сжижении воздуха турбина должна быть эффективнее поршневого двигателя Клода. Эта истина известна с давних пор, но трудности с созданием соответствующего оборудования задерживали прогресс в этой области до 1939 года, пока советский ученый Капица не построил экономичный холодильник, в котором охлаждение осуществлялось турбиной, вращавшейся со скоростью 40 000 оборотов в минуту. По процессу Линде воздух приходится сжимать до 200 атмосфер, тогда как в машине Клода его сжимают до 40 атмосфер. В машине же Капицы требуется давление всего 5 атмосфер, что снижает габариты и стоимость изготовления компрессорной установки. Уже первые машины Капицы конкурировали по экономичности с обычными холодильными машинами, тогда как более поздние модели давали гораздо более высокий коэффициент полезного действия, так что способ Капицы стал быстро входить в повсеместное употребление. Одно из замечательных достижений в период между двумя мировыми войнами — это менее сильные холодильные установки для хранения продовольствия (по такому принципу устроены бытовые холодильники). Все холодильные установки предшествующего времени тре- 215
бовали для своей работы компрессор. Это же на редкость талантливое изобретение (запатентованное одной шведской фирмой в 1923 году) обходилось без компрессора и требовало для своего действия только нагрева. Теплота, которую холодильная машина отбирает от охлаждаемого ею рабочего вещества, отдается в окружающую среду. Иными словами, холодильная машина служит нагревателем и в таком виде называется «тепловым насосом». Если она работает на электроэнергии, то дает более высокий коэффициент ее преобразования в теплоту, чем обычный нагреватель сопротивления. Одну и ту же установку можно использовать для обогрева зимой и охлаждения летом. Все это понял Кельвин еще в 1852 году, но претворить эту идею в жизнь удалось только к концу периода между двумя войнами. Высокая стоимость постройки такой машины ограничила на первых порах ее использование в быту. После войны таких установок стало больше, и к концу 50-х годов такие небольшие машины стали ставить в домах зажиточных людей, главным образом в Соединенных Штатах. Высказывалась мысль, что одна такая машина английской конструкции 50-х годов двойного назначения — для одновременного охлаждения кладовой и нагрева бытовой воды— будет обходиться дешевле отдельного холодильника и водяной колонки, но с их производством дело застопорилось из-за неувязки с налогами на торговый оборот. ГАЗОВАЯ ТУРБИНА Двадцатилетний период между двумя мировыми войнами не ознаменовался изобретением каких-либо новых двигателей, коренным образом отличаясь в этом отношении, скажем, от двадцатилетия с 1875 по 1895 год, который явился свидетелем совершенствования газового двигателя, создания главных моделей керосиновых и нефтяных двигателей, в том числе дизеля, создания паровой турбины. Конечно, в этот период был значительно повышен коэффициент полезного действия двигателей, о чем мы уже упоминали в начале главы, а одна разновидность первичного двигателя миновала критическую стадию разработки как раз накануне второй мировой войны: речь идет о турбине внутреннего сгорания, в которой расширение сгорающего газа (или распылен- 2J6
ного жидкого топлива) вращает непосредственно турбину. От такого двигателя надо ожидать ряда очевидных преимуществ — главным образом низкой стоимости изготовления, небольших габаритов и малого веса на единицу мощности, быстрого запуска (по сравнению с паровой турбиной), независимости от источника водоснабжения и простоты устройства. Главный недостаток газовой турбины заключается в том, что для ее работы с приемлемым коэффициентом полезного действия нужна высокая рабочая температура, что предъявляет очень тяжелые требования к конструкционным материалам для ее изготовления. Довольно забавно, что первое в истории предложение о создании нефтяного двигателя, высказанное Джоном Барбером еще в 1791 году, имело в виду примитивную газовую турбину. Разумеется, это была причуда без всякого практического значения, но к концу XIX века в этом направлении стали предприниматься новые попытки. Первым некоторого практического успеха добился Гольцварт, построивший в 1908 году газовую турбину, которая после испытаний и доделок нашла ограниченное промышленное применение. Однако это была турбина взрывного действия, в которой газообразное топливо сгорало периодически. Таким путем удалось избежать многих трудностей, с которыми сопряжена работа обычной турбины, но вместе с тем она лишалась и простоты устройства. В действительности первая газовая турбина была очень сложной машиной. Разработка турбины непрерывного сгорания была проведена главным образом в межвоенный период швейцарской фирмой «Браун-Бовери». На первых порах газовые турбины этой фирмы использовались в качестве вспомогательных двигателей там, где имелось в изобилии отходное газовое топливо, так что величина коэффициента их полезного действия не играла столь большой роли: турбины, работающие на газах, выходящих из дизелей со сверхнаддувом, и позднее — газовые турбины для питания паровых котлов Велу и т. д. Но с повышением коэффициента полезного действия (до 17—20 процентов по сравнению с 30—35 процентами для наиболее экономичных паровых циклов) газовую турбину стало возможно использовать в отдельных случаях в качестве первичнух двигателей, когда обеспечиваемые ею преи- 217
мущества перевешивали ее недостаток — сравнительно низкий коэффициент полезного действия. Но к концу 30-х годов газовые турбины стали рентабельными при использовании на электростанциях в качестве резервных двигателей, позволявших справляться с нагрузкой в часы пик. В подобных случаях резервному двигателю приходится работать по 300—400 часов в год, так что здесь важнее не величина коэффициента полезного действия, а низкая стоимость изготовления и быстрота запуска. Первая ] такая резервная газотурбинная силовая установка мощностью 4000 киловатт была сооружена в 1938 году в швейцарском городе Невшатель. Опять-таки газовая турбина обеспечивала очевидные преимущества на железнодорожном транспорте, где важен малый вес двигателя и где коэффициент полезного действия паровозов оставался на низком уровне (8—12 процентов). Первый заказ на газотурбинный локомотив поступил от Управления швейцарских федеральных путей железнодорожного сообщения в самый канун второй мировой войны. Заказ был выполнен в 1941 году. Этот локомотив имел мощность 2200 лошадиных сил с коэффициентом полезного действия 18 процентов. ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ АВИАЦИИ Как мы уже видели, война 1914—1918 годов застала аэроплан на заключительной стадии опытных разработок и передала его мирному периоду в качестве надежной машины, способной выполнять полезную работу. В 1919 году самолет впервые пересек Атлантический океан. В этом году регулярное пассажирское сообщение по воздуху поддерживалось на маршрутах общей протяженностью свыше 5000 километров. В следующем году ее довели до 15 с лишним тысяч километров, а самолеты налетали почти 4,8 миллиона километров. К 1938 году протяженность маршрутов регулярного сообщения по воздуху составила почти 560 тысяч километров, а самолеты налетали на них почти 380 миллионов километров— за 18 лет рост в 78 раз! В мае 1939 года фирма 1 Газотурбинные силовые установки мощностью до ШХ> кило ватт были сооружены на американских нефтяных промыслах несколькими годами раньше, однако они в •.'равнение не идут, так как у американцев в изобилии имелось дешевое топливо. 218
«Панамерикэн эйруэйс» открыла регулярное почтовое сообщение через Атлантику. Подобный рост был показателем возросшей эффективности и повышения надежности авиации, ставшими возможными благодаря множеству мелких усовершенствований и отдельным замечательным достижениям вроде разреза крыла Хандли- Пейджа (1919 год), элеронов, использования компрессора для наддува (до этого использовавшегося на гоночных автомобилях), винта с переменным шагом (изобретенного рядом рационализаторов в период 1924—1934 годов). Два последних изобретения повысили потолок полетов, позволив, таким образом, летать в условиях пониженного лобового сопротивления с гораздо более высокими скоростями. Автожир, приблизивший решение проблемы длинной взлетной дорожки, появился впервые в 1923 году, а в 30-х годах уже довольно широко использовался в практических целях. Много усилии было затрачено на создание геликоптеров (вертолетов), которые полностью решали упоминавшуюся проблему, поскольку для их взлета и посадки требовалась площадка всего в несколько квадратных метров. Начиная с 1935 года эти усилия частично стали увенчиваться успехом, а первая такая машина Сикорского, явившаяся основой дальнейшего прогресса, совершила свой первый полет 14 сентября 1939 года*. Однако в действительности практические шаги по созданию геликоптера явились побочным продуктом второй мировой войны. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ Радио, подобно аэроплану, миновало самые критические барьеры на пути своего развития в войну 1914— 1918 годов и в последующем развивалось тоже крайне быстро. В продвижении от первых пробных радиопередач в 1920 году до современного радиовещания с его важной ролью в нашей сегодняшней жизни и с той надежностью, с которой радио выполняет эту роль, находят отражение великие достижения в области техниче- * В СССР первый автожир был построен в 1929 году по проекту Н. И. Камова и Н. К. Скржинского. В 1931 году был испытан автожир «ЦАГИ-2ЭА», а в 1932 году. — «ЦАГИ-А4» с двигателем мощностью 300 лошадиных сил. 219
ского прогресса. Идеи о направленной радиопередаче выдвигались начиная с 1905 года. Но ее практическое осуществление берет свое начало с 1924 года, когда благодаря работе Маркони и Франклина Англия установила коротковолновую радиотелеграфную станцию для направленной связи со своими доминионами и с Индией. Направленная передача создала основу для гораздо более широкого использования радиотелефонии, которая при некоторых обстоятельствах обеспечивает более надежную дальнюю телефонную связь, чем воздушные и кабельные линии. Регулярная трансатлантическая радиотелефонная связь была установлена в 1926 году. Телевидение достигло в свою очередь стадии практической осуществимости как раз накануне второй мировой войны. История телевидения уходит своими корнями в далекое прошлое. Примитивный фототелеграф прошел экспериментальное опробование еще до 1850 года, а практически действующая фототелеграфная установка была изобретена в Германии Корном в 1907 году. Трансатлантическая коммерческая радиотелеграфная служба действует с 1926 года, хотя важную роль подобный вид связи приобрел приблизительно с 1935 года. Основы проволочной телевизионной передачи были разработаны Каселле в 1855 году, а аппарат для такой передачи был построен Сенлеком в 1877 году, то есть всего четыре года спустя после открытия принципа действия селенового фотоэлемента. Нипков запатентовал сканирующий диск в 1884 году. В 1901 году Фессенден сконструировал радиотелевизионную систему. К 1911 году телевидение обрело жизнь в самом примитивном и несовершенном виде, явно лишенном всякой эстетической или зрелищной ценности, но тем не менее предвещавшем дела грядущие. Первую практически действующую систему телевидения создал Дж. Л. Берд, который организовал ее публичную демонстрацию в 1926 году. Начиная с 1929 года Британская радиовещательная корпорация (Би-Би-Си) воспользовалась этой системой для регулярных экспериментальных передач. Однако это была система с малой четкостью изображения, базирующаяся на механическом развертывании, а будущее принадлежало методам использования в приемной и передающей частях электронно-лучевой трубки. 220
Электронно-лучевой осциллограф был изобретен Брауном в 1897 году. Затем его конструкцию быстро усовершенствовали другие изобретатели. Работавший в России Борис Розинг снабдил им в 1911 году* телевизионный приемник, а приблизительно в это же время англичанин Кэмпбелл Суинтон внес конкретные предложения о том, как этот осциллограф надо использовать в передающей камере (что было сопряжено с преодолением ряда больших трудностей). Следуя по этому пути, Владимир Зворыкин (бывший ученик Розинга, переехавший в Соединенные Штаты) изготовил в 1923 году свою первую передающую трубку, названную иконоскопом. В начале 30-х годов иконоскоп стал составной частью практической телевизионной аппаратуры. То же самое надо сказать и о передающей трубке — эмитроне,— разработанной английской фирмой «Электрикл энд мьюзикл индастриз» на основе работы Зворыкина. Практическое рождение телевидения нужно связывать с телевизионными передачами Би-Би-Си в конце 1936 года на основе эмитронной системы. Чтобы сделать его пригодным в повседневной жизни, предстояло еще многое усовершенствовать в области электронной технологии, а это было сделано главным образом путем использования многоцелевых электронных приборов военного назначения, так что с окончанием второй мировой войны все было готово для замечательного расцвета телевидения — во имя добра или зла — в наше время. Радио (если не считать самых примитивных устройств), телевидение и использование фотоэлементов для управления машинами — все это области применения электроники, то есть науки, поставившей электроны на службу человеку. Эта область олицетворяет собой одну из важных новых тенденций XX века. Прежде процесс изобретения и технического усовершенствования был главным образом уделом инженеров-практиков и талантливых мастеровых, случайно и редко пользовавшихся услугами науки. Начиная с XVII века фундаментальная наука играет в развитии промышленности все более важную роль (см., например, изложенную нами ранее историю создания парового двигателя). Но даже в XIX веке * Проф. Б. Л. Розинг предложил использовать электронно-лучевую трубку для приема телевидения в 1907 году. 221
большая часть достижений в области технологии все еще имела в своей основе эмпирические поиски, а наука использовалась лишь время от времени для решения самых узловых проблем. Наоборот, в XX веке у истоков самых важных изобретений стоят открытия, сделанные фундаментальной наукой и лишь позднее используемые в практических нуждах. Так, наука электроника вместе со всеми своими приложениями имеет у своих истоков исследования Дж.-Дж. Томсона, к проведению которого он приступил в 1897 году, и многих его последователей. Недостаток места лишает нас возможности подчеркнуть надлежащим образом ведущую роль науки в современном развитии технологии. Но эти строки об электронной промышленности, создание которой явилось главным вкладом послевоенного времени в историю машин, должны напомнить нам о том, что начиная с 20-х или 30-х годов роль изобретателя неуклонно утрачивает свою значимость, а стоящий за ним ученый-теоретик все больше становится настоящим новатором. Еще одним плодом электронной техники стало говорящее кино. Система говорящего кино была создана Румером в 1900 году, но современную, по сути дела, и явно удовлетворительную в большинстве отношений форму ему придал в 1906 году Юджин Лаусте. Однако недостатком такого кино оставался слабый звук. Но в том же году была изобретена триодная электронная лампа, важная составная часть усилителя. В последующие годы шло быстрое развитие радиоусилителя. Поэтому можно было бы надеяться на то, что сочетание системы Лаусте с усилителем приведет через несколько лет усовершенствований и устранения отдельных неполадок к созданию установок говорящего кино. Но в действительности события в этом направлении развивались весьма замедленными темпами. Существенные сдвиги наметились лишь в 1923 году после выдачи патента де Форесту. В 1928 году на экран вышла первая звуковая картина «Певец джаза». Цветные кинокартины появились несколько позже. В период 1934—1940 годов советский изобретатель Иванов создал стереоскопический кинематограф, не требовавший цветных очков или других вспомогательных средств. В Англии работу в этом же направлении начал проводить примерно в это же время Деннис Гейбор, но промышленность зрелищных 222
представлений его работой не заинтересовалась, так что стереоскопический кинематограф за пределами Советского Союза распространения не получил (если не считать трюкаческих картин с использованием цветных или поляризованных очков). Прежде чем покончить с этим вопросом, нужно сказать несколько слов о звукозаписи и звуковоспроизводящей аппаратуре. Введение электрической записи в 1924 году во многом способствовало усовершенствованию граммофона. Система магнитной записи — предвестник современного магнитофона — была изобретена датчанином Вальдемаром Паульсеном в 1900 году. Ее значительно усовершенствовали Стилле и другие изобретатели после 1924 года. Затем появился «Блаттнер- фон» и позднее, в 1933 году, магнитофон Маркони — Стилле. Когда стало очевидным, что магнитофон практически полезен, он нашел широкое применение, особенно в радиовещательных учреждениях. Однако магнитофоны стали доступными широкому населению лишь с окончанием второй мировой войны. Известны высказывания 1 о том, что использование всевозможных магнитофонов умышленно тормозилось мощными монополиями в области грамзаписи, пытавшимися защищать свои интересы. Магнитная лента оказалась полезной и для многих промышленных операций, например для управления машинами. Поэтому такое обвинение носит весьма серьезный характер. БЫТОВЫЕ МАШИНЫ Целый ряд машин и приборов, речь о которых велась на нескольких последних страницах, играет в нашем быту роль, в корне отличную от роли машин прежних времен. Они используются для непосредственного удовлетворения тех или иных нужд потребителя, а не для произ* водства нужных потребителю товаров. До XIX века почти любая машина или любой инструмент, которые 1 О.-У. Роскилл, например, писал об этом в журнале «Инджи- ниринг» («Engeneering», 1943, v. 156, p. 385). Подобные же обвинения высказывались и в адрес компаний, имевших большие капиталовложения в предприятия грамзаписи нэ пластинках с числом оборотов 78, которые задерживали внедрение долгоиграющих пластинок. 223
заслуживают упоминания в нашей книге, были орудием производства. Например, они вырабатывали ткани или доставляли их с фабрики в магазин. Были, разумеется, и исключения из этого правила. Взять хотя бы часы или пассажирский транспорт. Но к 1900 году стали появляться машины, предназначавшиеся для непосредственного использования потребителем, для удовлетворения его собственных нужд — телефон, кинематограф, граммофон, велосипед, легковой автомобиль. С окончанием первой мировой войны эта тенденция приобретает все более явно выраженный характер. Довольно широкое распространение получает легковой автомобиль. В быт все шире внедряется звуковое кино. Все чаще встречаются в домах такие приборы, как пылесос, стиральная машина, холодильник, тогда как раньше в быту имелись только швейная машина и каток для белья. Использование передовой машинной техники на производстве остается, конечно, основой высокого уровня жизни, но машины для скрашивания досуга или создания удобств дома играют в повседневной жизни все более важную роль. В 1895 году в Соединенных Штатах на тысячу жителей насчитывалось меньше 5 телефонов, к 1910 году это число увеличилось до 82, достигнув к 1930 году 164. Правда, к 1939 году оно снизилось до 130. Этот факт привлекает наше внимание: как бы ни был распространен телефон (на долю телефонных аппаратов, используемых в деловой жизни, приходится около одной трети всего их наличия), применение телефона ограничивалось сравнительно малочисленной, зажиточной прослойкой населения. Точка насыщения была достигнута, когда все те, кто мог позволить себе иметь телефон, получили его, а кризис 30-х годов фактически сократил число желающих иметь свой телефон. Такая же ситуация сложилась и в других областях. В Соединенных Штатах из всех семей, пользовавшихся электроэнергией, 48 процентов имело пылесосы и только 34 процента — холодильники. Мы приводим здесь американские данные, потому что эти проблемы серьезно изучались многими комиссиями, учреждавшимися правительством Соединенных Штатов. Соответствующее цифры для Англии должны быть, почти наверное, ниже, хотя точных данных для этой страны не имеется. Говоря об этих и других приборах бытового назначения, 224
официальное американское издание «Технолоджикл тренде» писало в 1937 году: «Нужно удивляться не тому, что в столь многих домах используются сейчас эти электрические приборы, а, пожалуй, тому, что многим приходится отказываться от подобных услуг (обычно по экономическим причинам)»1. И в этом случае остаются в силе те же соображения, о которых мы говорили при анализе причин неполного использования современной технологии. Если бы ощущалась нехватка рабочей силы, то подобные электрические и механические приборы бытового назначения нельзя было бы выпускать быстрее, следовательно, их хватило бы только для части желающих, но, поскольку существовала огромная армия безработных, такие приборы можно было производить высокими темпами и обеспечить, во всяком случае, большую часть населения, если не всех желающих, современными бытовыми удобствами и приборами, позволяющими экономить трудовые затраты. ЗАМЕДЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА У людей, живших в период между двумя мировыми войнами, складывалось впечатление, что это было время великого новаторства в области техники. В действительности случайному наблюдателю казалось, что это был период самого быстрого прогресса за все время человеческой истории. Но трезвый анализ фактов не подтверждает такого впечатления. Давайте в целях сопоставления сравним десятилетие 1930—1939 годов с десятилетием 1880—1889 годов. В 80-е годы прошлого века была усовершенствована электрическая лампа накаливания, затем вскоре последовало создание коммунальной сети электроснабжения, электрических железных дорог и трамваев, многофазного электрического тока и первых проб с выработкой и передачей тока высокого напряжения. В области первичных двигателей появились паровая турбина и эффективные двигатели внутреннего сгорания на легком и тяжелом топливе. На сцену вышел легковой автомобиль. Были созданы первые легированные стали (если не считать сталь Муше), началось электролитическое производство алюминия. 1 «Technological trends», 1937, p. 325. 15 Зак. 339 226
А если охватить изобретения и свторой категории» вроде электросварки, линотипов и велосипедов, то такой перечень потребовал бы еще больше места. Тридцатые годы нашего века могли противопоставить в качестве изобретений «первой категории» только газовую турбину и геликоптер (обе эти машины еле- еле втиснулись в рамки рассматриваемого десятилетия только к самому его концу), важное, но ограниченное применение электроники на производстве, некоторые достижения — в равной мере ограниченные, но не менее важные для будущего — в области машин-автоматов и практическое внедрение телевидения. Прежде чем подвести черту под этим перечнем, в него надо включить еще второстепенные изобретения, такие, как гироскоп !, усовершенствования уже внедренных в производство изобретений, как это было сделано с воздушными винтами переменного шага или магнитной записью (последняя приобрела к этому времени лишь ограниченное применение), и подготовительные работы по механизации погрузочных работ в забое. Чтобы не преуменьшить роли этого десятилетия, надо сказать еще о том, что Уиттл уже приступил к разработке своих идей о реактивной тяге и что радиолокация достигла некоторых конкретных успехов, хотя секретность мешала до самого конца войны какому бы то ни было ее практическому использованию2. Когда проведешь подобное сопоставление, становится ясно, что прогресс в 30-х годах текущего столетия проходил гораздо медленнее, чем за полвека до них. Не составляет большого труда распространить подобное сравнение и на другие десятилетия, скажем начиная с 1750 года. Такой анализ позволяет сделать вывод о том* что темпы появления важнейших изобретений неуклонно возрастали на протяжении XVIII и XIX веков, достигнув кульминации приблизительно в 1895 году. Затем вплоть до 1939 года следует период довольно 1 Первое испытание гироскопа состоялось еще в 1868 году, но он подвергся в рассматриваемое десятилетие значительному усовершенствованию. 2 Просвещенный читатель заметит здесь, что я опустил до полдесятка изобретений, сделанных к концу 30-х годов XX века. Причины этого станут яснее несколько позже. 226
неуклонного замедления таких темпов К Период между Двумя мировыми войнами далеко не отличался ускорением прогресса и был в действительности временем значительного его замедления. Тогда каким же образом складывалось впечатление о том, что это десятилетие было временем быстрого продвижения вперед? Во-первых, имеется целый ряд случаев, когда фундаментальные изобретения, сделанные за несколько десятилетий до этого, не отражались на жизни рядового человека вплоть до конца войны в 1918 году. Так обстояло дело с легковым автомобилем, радио, самолетом и — для большинства населения — с электрическим освещением и телефоном. И хотя накануне второй мировой войны не отмечалось обилия изоб- peteHHfl, в это время легко было заметить благотворные плоды широкого внедрения ранее сделанных изобретений, способствовавших повышению жизненного уровня. Естественно, что это более широкое использование прежних изобретений зависело от неиссякаемого потока различных усовершенствований. И если фундаментальные теоретические открытия делались реже, то поток патентной литературы, касавшейся второстепенных нововведений, гигантски усиливался. Вторая причина иллюзорности подобного впечатления заключалась в том, что большая доля механических и электрических приборов, входивших в это время в обиход, непосредственно сказывалась, как уже отмечалось, на улучшении быта потребителя. Трудно заметить, если не проявлять к этому особого интереса, что твоя рубашка стала стоить немного дешевле потому, что ткань стали изготовлять на кольцевом ватере, а нити прясть на станке Нортропа. Еще труднее доходит до сознания то, что ткацкий станок и механическая прялка 1 В первом издании этой книги (изд-во «Коббет пресс», 1948) мноА была предпринята попытка провести подобные сопоставления на основе статистических данных — и не только для фигурирующих здесь десятилетий, а для всего отрезка времени от начала перехода к земледелию и до 1945 года — с помощью особого показателя* позволявшего судить о технологическом прогрессе. В настоящем изда» нии этот материал мною опущен. Если же читатель заинтересуется вопросом о критерии технологического прогресса и о том, как последний связан с социальными условиями, то ему надлежит обратиться к паевому изданию книги и просмотреть в ней страницы 182— 192, 204 и 207-226. 15* 227
стоили бы дороже в изготовлении и были бы менее производительными, если бы не успехи в области сталеварения и производства станков. Но в период между двумя мировыми войнами народ не мог не говорить о легковых автомобилях, кинокартинах, радиопередачах и пылесосах, не переставал удивляться прогрессу науки и инженерного дела, который стоял за всем этим. Мы объяснили причину обманчивости впечатления. А как же обстоит дело в действительности? Что касается фундаментальных изобретений (а не второстепенных усовершенствований), то на всем протяжении XVIII и XIX веков одно изобретение следовало за другим все убыстряющимися темпами. А затем в наш век эти темпы замедлились. Почему? И не потому, что «все уже было открыто» \ как об этом писали некоторые авторы в 30-х годах. И не потому, что процесс дальнейших изобретений становился все труднее, ибо после 1939 года темпы прогресса снова увеличились. Нужно какое-то иное объяснение. Мы уже встречались с отдельными случаями замедления прогресса, сменявшими периоды сравнительно быстрого развития. Так обстояло дело, например, после 3000 года до н. э., приблизительно в 400 году до н. э. и еще раз во времена Римской империи. И в каждом таком случае нетрудно усмотреть свои социальные причины: разные тенденции, проистекающие из социальной структуры своего времени, пути управления производством и потреблением действовали таким образом, чтобы задерживать дальнейшие изобретения2. Это наводит на мысль о том, что за новым упадком в рассматриваемый нами период тоже стояли свои социальные причины. Начнем с замечания о том, что в этот период обнаружились новые социально-экономические явления. На некоторые из них мы вынуждены были обратить внимание в начале настоящей и в конце предшествующей •С. С. Furcas, The Next Hundred Years, London, 1936, p. 294. 2 Еще с одним случаем замедления прогресса мы встречаемся в период с 1300 по 1700 год, хотя выявить его без анализа статистических данных трудно. Его можно просто увязать с неспособностью феодального общества воспользоваться новой технологией своего времени. Этот период застоя оканчивается с победой капитализма в Англии. 228
глав — постоянные затруднения, с которыми с конца XIX века неизбежно сталкивались промышленники при сбыте своей продукции, хроническая безработица и создание картелей и монополий. Мимоходом нами уже отмечалось, как эти явления способны задерживать движение вперед. Они проявляются главным образом в том, что ограничивают производство, а это означает утрату заинтересованности в установке самого нового машинного оборудования, то есть в новых изобретениях. В отдельных случаях дело доходит даже до прямого зажима нового изобретения. ПОРОКИ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Самым наглядным (но отнюдь не типичным) примером того, как хронические затруднения со сбытом продукции тормозят внедрение изобретения, служит хлопкоуборочный комбайн братьев Раст. Их изобретение не получило широкого распространения (кроме как в СССР) из-за опасений перед тем, что журнал «Техно- лоджикл тренде» называет «перепроизводством», подразумевая под этим забавную ситуацию, когда масса народа, нуждающаяся в хлопчатобумажных товарах, не может приобрести их из-за порочного распределения покупательной способности. Нечасто бывает так, что изобретатели предвидят эту трудность, умышленно ограничивая использование своих машин, как это сделали братья Раст. Чаще же случается так, что промышленники, опасаясь «перепроизводства», просто отказываются от машины. Затруднения со сбытом продукции приводят к тому, что огромные деньги выбрасываются конкурирующими фирмами на ветер в виде рекламы и содержания раздутых штатов продавцов, гоняющихся за покупателями. В довоенный период легковой автомобиль стойл 400 фунтов стерлингов. Из этой суммы около 90 фунтов приходилось непосредственно на трудовые затраты, а до 240 фунтов — на расходы по его сбыту. Совершенно ясно, что простая доставка автомобиля потребителю специально нанятым для этого человеком обходится в какие-то гроши. Причины подобного несоответствия были убедительно вскрыты Нортоном Леонардом, за-, явившим, что беда «начинается с создания такой маши- 229
ны или с разработки такого способа, которые в несколько раз снижают себестоимость изготовления того или иного полезного товара. Тогда все состоятельные промышленники приобретают такую машину, многократно повышающую производственную мощность их предприятий. Чтобы окупить вложенные капиталы, все они рассчитывают на захват как можно большей части существующего рынка сбыта. Поэтому они расточительно расходуют огромные средства на рекламу, расширяют штаты работников по сбыту, выплачивают большие комиссионные суммы и идут на все ухищрения, известные нам из практики торговой конкуренции. Цена на такое изделие может быть несколько снижена, но большая часть выгоды от нового способа производства сводится на нет возросшими расходами по сбыту и вынужденному простою залеживающейся на складе продукции. В наши дни розничная цена на многие товары, производимые главным образом машинами-автоматами, в три-четыре раза превосходит их себестоимость» 1. Таким образом, общество теряет большую часть потенциального выигрыша от усовершенствования оборудования. Но этим дело не ограничивается. «Одним из последствий, — пишет дальше Нортон Леонард, — является задержка с внедрением в производство самого нового и самого производительного оборудования. Промышленники вглядываются в будущее, замечают приближающиеся трудности и отказываются вкладывать свои капиталы в машины, которые, наверное, снизили бы стоимость производства, но которые не принесли бы им ощутимого роста прибыли»2. А если самое лучшее существующее оборудование не используется, то какой же смысл изобретать еще более совершенные машины? Все это, разумеется, носит чисто искусственный характер. Действительная емкость рынка сбыта для того или иного товара не знает границ, если речь идет о потребностях народа. Трудности проистекают из такого распределения покупательной способности, при котором люди, нуждающиеся в товарах, не имеют возможности купить их. 1 Norton Leonard, Tools of Tomorrow, London, 193& p. 155-156. • Ibid. 280
ПОСЛЕДСТВИЯ БЕЗРАБОТИЦЫ Безработица — это та же самая порочная система распределения, но только при рассмотрении этой проблемы с другой стороны. Товары не находят сбыта, производство сокращается, и как следствие — люди выбрасываются с предприятий на улицу. Наряду с этим возможность безработицы — это еще одна из тех причин, которые помешали внедрению хлопкоуборочного комбайна братьев Раст. Правда, изобретатели лишь в редких случаях отдают себе полный отчет во всех возможных последствиях, к которым могут привести плоды их деятельности, но подсознательное ощущение, что их изобретения способны усилить безработицу, должно сдерживать их в творческих усилиях. В попытках найти занятие для безработных приходилось двигаться и вспять — к устаревшей производственной технологии. «В одном из западных штатов, — утверждал У. И. Сирович, выступая в конгрессе Соединенных Штатов, — был заключен ряд соглашений на асфальтирование дорог, особо оговаривавших отказ от использования при этом современного производительного оборудования, чтобы найти занятие для большего числа людей. У меня нет сведений о том, для чего требовались рабочие — копать канавы или же убирать грязь своими руками. Отнюдь не исключено, что им было дано разрешение на работу лопатой с вдвое или втрое большей затратой труда» х. Безработица задерживает движение вперед еще и иначе. Армия безработных в поисках заработка идет на снижение расценок, так что в подобных условиях часто выгоднее выполнить наряд ручным трудом, чем внедрять автоматизированные машины. И вот людей сохраняют на работе на нищенском заработке, заставляя их выполнять однообразные, убивающие все мысли операции, которые за них куда эффективнее могли бы выполнить автоматы. В этом заключается одна из причин, почему фотоэлементы не получили полного распространения на производстве. 1 Цит. по: В. G. Stern, «Science and Society», № 2, 1937. 231
РОЛЬ МОНОПОЛИЙ Создание картелей и монополий тоже ограничивает производство. Фактически одной из причин их создания является сохранение высоких цен путем согласованного ограничения производства. Таким образом, картели и монополии задерживают технический прогресс именно по тем самым причинам, о которых мы говорили выше. Эта проблема причинила правительству Соединенных Штатов много беспокойства в 30-е годы. Для ее изучения в условиях нового порядка был создан ряд правительственных комиссий, составлявших отчеты о результатах своей деятельности. «Противодействие внедрению новых изобретений, — говорится в одном таком отчете1,—всегда оказывают предприниматели, которые усматривают в них угрозу своим капиталам и прибылям. Против железных дорог возражали владельцы дорожных застав и почтовых дилижансов. Перевод уличного освещения на газ встретил отчаянное сопротивление хозяев китобойных промыслов. Позже против электрического освещения боролись газовые компании. Телефону пришлось преодолеть ожесточенное противодействие телеграфных компаний. Против радиотелеграфа боролись те же телеграфные компании. А радиотелефону выпала борьба с владельцами сразу телефонных, телеграфных и радиотелеграфных компаний. Хотя корпоративные организации разрабатывают и используют многие изобретения, иногда им удается вести успешную борьбу против законопроектов, предусматривающих модернизацию оборудования на принадлежащих им предприятиях... Как сказал вице-президент фирмы «Дженерал моторе» Ч. Ф. Кеттеринг в 1927 году; «Банкиры считают научно-исследовательскую работу самым опасным делом, грозящим банкам всяческими неприятностями из-за быстрых перемен в промышленности, которыми чреваты плоды такой деятельности. Банкира, финансирующего новый проект, который грозит гибелью его капиталовложениям, можно уподобить человеку, заснувшему за пультом управления. Следовательно, прогресс в какой-то степени зависит от наличия свободных источников капитала, 1 U. S. National Resources Committee, Technology and Planning, Washington, 1937, p. 5—6. 232
которыми нельзя командовать из одного центра. Тенденция к централизации власти в промышленности и банковском деле все более ограничивает возможности свободной инициативы». Противодействие предпринимателей прогрессу, грозившему им гибелью, встречалось, разумеется, задолго до XX века. Как на один из первых таких примеров можно сослаться на то сопротивление, с которым столкнулась железная дорога. Другие подобные примеры приведены в цитате предшествующего абзаца. Но даже эти давние случаи встречались главным образом в таких отраслях экономики, как транспорт и связь, то есть предрасположенных к монополизации. Пока капитализм сохранял еще поистине соревновательный характер — то есть почти до самого конца XIX века, — преодолевать такое противодействие не составляло особенно большого труда. Изобретатель обычно находил поддержку у людей, не зависевших от предпринимателей. Среди многих конкурирующих друг с другом промышленников всегда можно было найти человека, готового вложить свои капиталы в новую технику. Однако усиление монополизации и ее превращение в общую отличительную особенность экономической жизни укрепляло силы противодействия новому. Мощь монополий в XX веке стала величиной на целый порядок выше, чем прежде. Эту мощь прекрасно охарактеризовал в свое время вице-президент Соединенных Штатов Генри Уоллес. «Народы и правительства мира, — заявил он в сентябре 1943 года,— невольно позволили картелям и монополиям создать свое надправительство, с помощью которого они монополизируют и делят между собой целые отрасли науки, а также мировые рынки сбыта. Народ должен опять обрести свою силу, чтобы справиться с этим надправитель- ством. Оно обмануло народы Соединенных Штатов не только с каучуком (здесь он имел в виду тайные соглашения, заключенные американскими монополиями с германским химическим концерном «ИГ Фарбениндустри», которые сильно задерживали довоенное развитие американского производства синтетического каучука), но и равным образом во многих других ключевых отраслях промышленности... У этих клик есть свое мировое правительство, которое распределяет между ними квоты. Их эмиссары окопались в ведомствах иностранных дел 233
многих крупных стран мира. Они учреждают свою собственную систему тарифов и решают, кому давать и кому не давать разрешение производить, покупать, продавать... Никакая власть государственных органов на это тайное соглашение (о синтетическом каучуке), заключенное американской монополией с германским картелем, не распространялась. И хотя оно было куда важнее большинства международных договоров, санкции сената Соединенных Штатов на его заключение не потребовалось» ]. Такова власть монополий. Они управляют всей промышленностью. Если монополии отвергли изобретение, то изобретателю уже некуда дальше податься, ибо у монополий нет конкурентов. Огромные капиталовложения, требующиеся на современное машинное оборудование, предотвращают проникновение в индустрию нового конкурента, пожелавшего собрать плоды от внедрения новой производственной технологии. Разумеется, монополия редко бывает абсолютной, но даже и в этом случае у нее достаточно власти и множество способов, с помощью которых она хоронит технические нововведения. Внедрение изобретения обычно связано с использованием на той или иной стадии существующей технологии. Монополии принадлежат патентные права на последнюю, что позволяет ей помешать внедрению изобретения. Монополии не брезгуют и скупкой патентов, совсем не намереваясь использовать их непосредственно. Они даже проводят научно-исследовательскую работу в целях приобретения патентов, которые помешают другим воспользоваться нововведением, и просто складывают их в сейф. Национальное патентное законодательство в большинстве случаев теоретически запрещает подобную практику. По теории, если патент не используется, то любое лицо вправе возбудить в законном порядке дело, чтобы получить разрешение на его использование. Практически же расходы по ведению подобного дела столь огромны, что в возможностях монополии не допу- 1 Факты о подобных картельных соглашениях по синтетическому каучуку и их огромном вреде для военных усилий союзников весьма убедительно изложены Гюнтером Рейманном в его книге «Патенты для Гитлера» (Guenler Reimann, Patents for Hitler, London. 1945). 234
стить подобного использования. Так, в 1934 году фирма «Америкен белл телефон компании держала 9234 патента, из которых использовала только 4225. Вопреки доводам фирмы Федеральная комиссия связи, проводившая расследование о положении с патентным законодательством, пришла к заключению, что остальные 3433 патента, которые могли бы принести обществу пользу, были положены фирмой под сукно ради защиты собственных интересов в борьбе с конкурентами. Порой монополия просто ограничивает использование новой технологии, как это было с карбидом вольфрама. Порой же она вообще налагает вето на новую технологию. Журнал «Технолоджикл тренде» писал в свое время: «Преобразования в промышленности электротоваров задерживались путем скупки и замораживания патентов крупными корпорациями, господствующими в данной отрасли промышленности... Ведь изобретена же электрическая лампочка, которая, по подсчетам, могла бы экономить потребителям электрического освещения 10 миллионов долларов ежегодно, но ее выпуск в продажу так и не состоялся»1 «Автор знаком с одним металлургом, — говорит дальше в этом журнале Фуркас, — который сделал для своей безопасной бритвы лезвие, наточил его и проазотировал. Этим лезвием он пользовался без переточки ежедневно на протяжении двух лет. Само собой разумеется, что предприниматели, производящие лезвия для безопасной бритвы, к этому изобретению никакого интереса че проявили»2. Привести конкретные примеры по Англии труднее. Это объясняется отчасти тем, что в этой стране не проводилось официальных расследований, и отчасти тем, что действующее законодательство о диффамации ставит под удар любое лицо, которое выступит в печати с конкретным обвинением. Английские фирмы неоднократно назывались в связи с обвинениями о присоединении к ограничительным международным соглашениям, выдвигавшимися правительством Соединенных Штатов против тех или иных американских корпораций. В Англии, естественно, подобные обвинения опровергались, а случаев для решения этого вопроса в юридическом или ином 1 «Technological Trends», p. 53. 2 Ibid, p. 353. 235
плане не представлялось. И хотя доказанных случаев не имеется, все же многие официальные лица, которым должна была быть известна правда, делали общие заявления, подтверждавшие виновность английских фирм. Так, сэр Александер Гибб в своей вступительной речи как президент Отделения машиностроения Британской ассоциации сказал в 1937 году буквально следующее: «Разумеется, у нас, как и при всяком исследовании, чем больше успехи в научно-исследовательской работе, тем решительнее и быстрее устаревает существуюшс: оборудование. Здесь-то иногда и зарыта собака... Много ценных изобретений было плодом деятельности предпринимателей, и многие из них остались втуне... И надо ли удивляться тому, что не всегда свободная научно-исследовательская работа встречается с должным пониманием» К Конкретный пример из действительности Англии дают железнодорожные компании, господствующее положение которых столь надежно, что им не требуется даже скупать патенты — они просто пренебрегают последними достижениями. Правительство назначило комиссию для рассмотрения вопроса об электрификации железных дорог. Выводы этой комиссии были обобщены С. Б. Донкином, президентом Института инженеров гражданского строительства, в следующих словах: «Опубликованная в 1939 году рекомендация комиссии Уэйра единодушно поддерживала мысль о необходимости полной электрификации железнодорожных магистралей. Комиссия отмечала, что было бы неправильно сравнивать подобную электрификацию либо с существующей в стране электрификацией пригородного железнодорожного сообщения, либо же с электрификацией железнодорожных магистралей во многих странах за рубежом. Тем не менее комиссия считает, что в существующих в Великобритании условиях работы железных дорог электрификация снизила бы расходы по их эксплуатации, повысив таким образом эффективность использования национальных угольных резервов; она сократила бы время нахождения в пути магистральных поездов; повысив общее потребление электроэнергии, она самым 1 «Report of the British Association», September, 1937, p. 158— 159. 236
благоприятным образом отразилась бы на стоимости электроэнергии, расходуемой для других целей; наконец, чистота электрифицированных железных дорог содействовала бы оздоровлению быта городского населения, выгоду от которого нельзя измерить одними деньгами. .. К сожалению, рекомендация комиссии в пользу полной электрификации магистрального железнодорожного сообщения до сих пор не проводится в жизнь» К Все большее усложнение современной технологии, делающее всякое нововведение все более трудным и дорогостоящим, дополнительно укрепляет мощь монополий. Разумеется, возрастают и ресурсы цивилизации, создавая тем самым возможности для преодоления возрастающих трудностей. Но успешное решение данной проблемы требует сосредоточения этих ресурсов. Современная промышленная научно-исследовательская работа требует совместной работы многочисленных коллективов работников, крупных лабораторий и дорогостоящего оборудования. В период между двумя мировыми войнами такие штаты и такое оборудование были под силу только крупным промышленным корпорациям и отдельным небольшим государственным институтам. Поэтому большая часть ресурсов, требовавшихся для организации, ведущей к дальнейшему техническому прогрессу научно-исследовательской работы, находилась в распоряжении монополий, а эти монополии были мало заинтересованы в изобретениях, особенно в фундаментальных, которые делали необходимыми коренные преобразования всей производственной технологии. «Желая ограничить дальнейший рост производства и избежать возникновения неподчиняющихся заменных процессов, — говорится в уже упоминавшемся официальном документе правительства Соединенных Штатов «Экономические и политические аспекты международных картелей», — картели по необходимости относятся с подозрением ко всяким новым технологическим успехам. Они охотно идут на научные исследования в поисках новых областей применения своей старой продукции, но часто мешают разработке новых процессов или новой 1 «Transactions of the International Engineering Congress», Glasgow, 1938, p. 52—53. 237
продукции»1. Именно этим объясняется тот факт, что в межвоенный период, как уже отмечалось, было сделано много второстепенных усовершенствований, тогда как дела с фундаментальными исследованиями были не блестящи. Иными словами, огромнейшие возможности в деле изобретения зависят от гигантских ресурсов крупных концернов, а последние очень мало заинтересованы в том, чтобы направить свои ресурсы на осуществление крупных технологических перемен. Недаром же, по данным У. М. Гросвенора2, из 75 самых важных изобретений, сделанных за период с 1889 по 1929 год, только 12 были плодом научно-исследовательской работы, проводившейся крупными корпорациями. Остальные изобретения, надо полагать, зависели от более или менее благоприятного стечения обстоятельств, когда необходимые ресурсы попадали з другие руки. Итак, в период между двумя мировыми войнами (а фактически начиная приблизительно с 1900 года) действовали по меньшей мере три социальных фактора, которые ограничивали использование самых передовых методов технологии и в конечном итоге задерживали прогресс в области изобретений. Во-первых, это — порочная система распределения, которая создавала хронические трудности с отысканием рынков сбыта и, следовательно, уменьшала заинтересованность во внедрении передовой технологии. Во-вторых, эта массовая безработица, которая стояла на пути всякого изобретения из-за опасений перед необходимыми увольнениями рабочих и часто приводила к снижению заработной платы, неоднократно создававшему условия для использования подешевевшего ручного труда на однообразной утомительной работе, с которой лучше справились бы машины-автоматы. В-третьих, это была монополия, которая готова защищать свои капиталы даже ценой прогресса. Разумеется, число действовавших тормозящих прогресс факторов было гораздо больше, но перечисленные нами три причины были самыми важными из всех. Можно привести ряд доводов еще. В перечне изобретений, сделаных за десятилетие, с 1930 по 1939 год, ряд 1 «Economic and Political Aspects of International Cartels», p. 32. 2 Статья «The Speeds of Progress», опубликованная журналом «Chemical markets», JV« 24, 1929, p. 24. 238
из них мною был опущен: подземная газификация угля, турбодетандер Капицы для сжижения воздуха, гидравлическая добыча ископаемых, теплоэлектроцентрали, стереокино и хлопкоуборочный комбайн братьев Раст. У всех этих изобретений есть одна общая черта: все они широко используются только в Советском Союзе (по крайней мере использовались ряд лет в послевоенный период, когда по его пути двинулись постепенно и другие страны). Не все эти изобретения имели советское происхождение (хлопкоуборочный комбайн был изобретен в Соединенных Штатах) Но только в Советском Союзе действительно существовали условия, которые позволили внедрить эти изобретения в практику и пойти по пути их дальнейшего углубления. Ведь Советский Союз был первой страной в мире, переделавшей свой общественный строй таким образом, чтобы устранить пороки системы распределения, покончить с безработицей и с господством частнокапиталистических монополий в промышленности. Вывод отсюда ясен: эти три фактора привели к задержке технического прогресса в остальной части мира. Эта точка зрения получит дополнительное подтверждение в следующей главе.
Глава 10 ВТОРАЯ МИРОВАЯ ВОЙНА (1939-1945 годы) Помехи, которые сдерживали прогресс до 1939 года, были в значительной степени сметены потребностями войны, а частные интересы подчинены национальным нуждам. Расточительная конкуренция, с одной стороны, и ограничение производства монополиями — с другой, были поставлены под государственный контроль. В справочнике по США, изданном Управлением военной информации США, мы читаем следующее: «В предвоенные дни запутанная сеть картелей (международные торговые соглашения) не только ограждала частные капиталы и прибыли, но и проявляла тенденцию к ограничению производства». С вступлением Соединенных Штатов в войну заграничные патенты попали под контроль Опекунского совета по собственности иностранцев, что немало способствовало ускоренному развитию национального производства. Подобным же образом поступила и Англия. Государство взяло под свой контроль производство и настаивало на внедрении самых эффективных способов производства (к сожалению, с некоторыми исключениями). Объединенные производственные комитеты, давая рабочим возможность участвовать в выработке хозяйственной политики, играли большую роль в движении за подъем производства. Научные исследования и разработки новых изобретений также были поставлены под правительственный контроль. В действительности они велись по большей части в государственных учреждениях, поскольку государствам, мало интересовавшимся в мирное время тем, чтобы поставить науку на службу человечеству, вдруг пришлось затрачивать огромные усилия на повышение технической эффективности в нуждах войны. Ненасытные потребности вооруженных сил разрешили также, пусть даже ужасно болезненным способом, проблему перепроизводства. Безработица уступила свое место серьезной нехватке рабочей силы, что дало сильный толчок к внедрению высокопроизводительных машин и операций, позволяющих 240
экономить человеческий труд. Благодаря всему этому сильно возрос технический уровень во многих отраслях промышленности. В то же самое время начался и ряд очень важных новых перемен. ЗАРЯ ЯДЕРНОГО ВЕКА Наиболее важной из этих новых перемен — самой важнейшей в истории всех времен — было высвобождение ядерной энергии. Начальным звеном цепи событий, которые увенчались созданием атомной бомбы, было открытие Беккерелем в 1896 году радиоактивности. Здесь нет возможности рассказывать об исследованиях, проводившихся учеными во всех странах мира, прежде всего об исследованиях Резерфорда и его коллег, которые привели к открытию Ханом и Страссманом в 1938 году особого свойства атома урана, позволившего высвободить ядерную энергию. Они не сумели полностью осознать результаты своих экспериментов, правильное объяснение которых дали в 1939 году Фриш и Мейтнер. Как оказалось, когда нейтрон — особый вид элементарных частиц — проникает в ядро атома урана \ последнее расщепляется на две приблизительно равные половинки с высвобождением огромного количества энергии и образованием новых нейтронов, которые при соответствующих условиях способны дальше расщеплять урановые ядра, создавая цепную реакцию. Такая реакция сопровождается выделением громадного количества энергии. Затем разразилась война. Английские и американские ученые убедили свои правительства в том, что процесс ядерного деления (так его назвали) дает возможность создать бомбу, по своей мощности в тысячу раз превосходящую все то, что в данной области было сделано до этого. Правительства обеих стран приступили к осуществлению гигантских проектов научно-исследовательских работ сначала порознь, а затем сообща. Около 500 миллионов фунтов стерлингов было затрачено на исследования, разработки, сооружение завода и в ко- 1 Точнее, в ядро атома одного из изотопов урана, а именно урана-235. 16 Зак. 339 241
нечном итоге на изготовление атомных бомб Здесь поражают масштабы достигнутых результатов и темпы форсированного технического прогресса, которых добиваются ученые и инженеры, когда их не ограничивают денежными средствами. «Наши ученые, — заявил по этому поводу сэр Джон Андерсон, — за 4 года решили задачу, на что в мирное время понадобилось бы 25— 50 лет». Первый ядерный реактор (названный котлом), построенный Энрико Ферми и его помощниками в Чикаго, начал действовать 2 декабря 1942 года. Поначалу он вырабатывал только 0,5 ватта, позднее — 200 ватт. Но это был не только шаг вперед по пути к созданию атомных бомб Этот реактор продемонстрировал те основы, на которых в 50-х годах и позже стали сооружать атомные электростанции. Раньше чем через год новый реактор вырабатывал уже 1000 киловатт теплоты, а к концу 1944 года был достигнут уровень 100 000 киловатт. Первая атомная бомба была испытана в июле 1945 года. А в августе того же года произошла трагедия в Хиросиме и Нагасаки. Мы все надеемся на то, что атомная бомба ознаменует собой лишь преходящую веху в мировой истории. Но в те немногие годы люди совершили, пусть даже превратно, на пути к своему господству над природой самый важный шаг за всю историю человечества, начавшуюся, пожалуй, миллион лет назад, когда человек научился добывать огонь. Эти слова не просто рассчитанное на эффект драматическое утверждение. Они исходят из научной природы открытия. Современная наука говорит, что в природе существуют силы трех следующих принципиально отличных друг от друга видов: силы тяготения, химические (или электромагнитные) силы и ядерные силы. Наряду с изготовлением орудий именно овладение химическими силами путем добывания и использования огня знаменовало начало истории —превращение обезьяноподобного существа в самого первобытного человека. В определенном смысле история техники с тех пор была историей того, как человек обучался все лучше и лучше использовать свою власть над гравитационными и химическими силами (и эта книга, если не считать первой страницы главы 1, есть просто моментальный снимок последнего этапа этой истории, 242
охватывающего лишь 1 процент всего развития ее). Человек научился, например, использовать силы тяготения, чтобы приводить в движение водяные колеса. Он научился направлять химические силы на движение паровых машин. Хотя это и не вполне очевидно с первого взгляда, все силы, действующие в электрических машинах и электронных приборах, имеют в своей основе ту же природу, что и химические силы. Все это время люди просто отыскивали новые способы использования старых сил. Но теперь, с момента сооружения первого котла в 1942 году, они, наконец, стали овладевать третьим, принципиально иным и самым мощным видом сил—тех сил, которые связывают воедино частицы атомных ядер. Эти ядерные силы по своей мощности гигантски превосходят силы двух прочих видов, потому что они, так сказать, находятся ближе к началу координат базисной плоскости Вселенной. Когда люди впервые научились пользоваться огнем, они не подозревали о многих его последующих применениях: в паровых машинах, легированных сталях, пластиках, электрических железных дорогах или телевидении. На первых порах они усматривали возможности использования огня только для замены чего-то им уже известного: для обогревания — когда нет солнца, или как источника света в безлунные ночи. И только постепенно они познавали другие возможности применения огня — для приготовления пиши, обжига глиняных изделий, выплавки металлов, приведения в действие паровой машины и т. д. Точно так же и сегодня мы не в состоянии предвидеть, каковы будут последствия не менее фундаментального овладения ядерными силами. Мы вправе утверждать только то, что оно, вероятно, преобразует жизнь человечества не менее радикально, чем древнее открытие огня. Но есть и большая разница. Миллионы лет потребовались для того, чтобы выявить возможности использования огня. В наши дни прогресс идет несравненно быстрее, так что, видимо, уже на протяжении жизни всего нескольких поколений ядерная энергия коренным образом изменит человеческую жизнь. В главе 12 мы проследим за первыми неуверенными шагами человека по этому новому пути. Освоение атомной энергии превосходно иллюстрирует тенденцию, которая быстро усиливается за послед- 16* 243
ние годы. В действительности освоение атомной энергии было плодом пятидесятилетних научных исследований, многие из которых велись без всякого учета ее возможного применения. Затем прикладным наукам и инженерному делу понадобилось пятилетие для решения конкретной практической задачи. С каждым днем становится все очевиднее, что лучший путь добиваться технических достижений и обращать их на великое благо человечества состоит не в том, чтобы нацелить как можно больше исследований на решение непосредственных практических задач, а в том, чтобы обеспечить развертывание большой, фундаментальной научно-исследовательской работы и по возможности полнее использовать результаты такой работы при помощи специалистов по прикладным наукам и промышленников. Ничего не говоря уже об иных мотивах (например, культурного порядка), побуждающих к проведению фундаментальных научных исследований, сейчас общество в целом, по-видимому, выигрывает от них больше, чем почти от любой другой его деятельности (разумеется, при определенных оговорках, смысл которых полностью раскрывается разрушительными возможностями атомной бомбы). В военные годы чуть-чуть не удалось сделать еще один шаг вперед в деле, пожалуй, столь же большой важности, что и ядерная энергия, а именно в области электронных вычислительных машин. И здесь неотложные военные нужды намного ускорили существовавшие черепашьи темпы развития в этой области. К концу войны электронно-вычислительные машины уже были почти доведены до стадии практического использования. О них мы будем говорить в главе 13. РЕАКТИВНЫЕ САМОЛЕТЫ И ВЕРТОЛЕТЫ Множество других изобретений военного времени, правда менее значительных с точки зрения далекой перспективы, принесли в послевоенный период непосредственные практические выгоды. Самыми выдающимися достижениями в авиации были реактивный самолет, практичные вертолеты и (опять превратность судьбы!) германская ракета «Фау-2». Последняя была важным шагом на пути к овладению космосом. Первый 244
практичный вертолет поднялся в воздух через несколько дней после начала войны. Его дальнейшее развитие могло бы продолжаться так же медленно, как и в прошлом. Но перспективность вертолета как боевой техники обеспечила выделение больших ассигнований, необходимых для его быстрого превращения в надежную современную машину, решающую ряд задач по перевозке людей и грузов, ведущую неотложные спасательные работы и исполняющую роль передвижного крана. История реактивных двигателей дает весьма ясную картину провала попыток создания их в мирное время и затрат огромных усилий, быстро увенчавшихся успехом, на их создание для нужд войны. Первые высказывания о возможности создания реактивных самолетов появились в 1920 году или даже еще раньше. В 30-х годах отдельные энтузиасты в ряде стран занимались решением данной задачи. В Англии Уиттл приступил к своей работе приблизительно в 1928 году, но не получил никакой поддержки от министерства авиации. К 1937 году двигатели его конструкции прошли успешные испытания на стенде. Но заинтересовать новым двигателем тогда почти никого не удалось, а первые заказы на опытные самолеты в поисковых целях поступили лишь в 1939 году. Затем дела пошли гораздо быстрее. В 1941 году успешно закончились всесторонние испытания истребителя Уиттла (рис. XXVI), а в начале 1942 года первые такие самолеты уже стали сходить с конвейера. Работы в других странах в отдельных случаях лишь немного отставали от работ Уиттла. ЗАРОЖДЕНИЕ РАДИОЛОКАЦИИ Радиолокация (обнаружение и точное определение положения невидимого самолета или иного объекта в воздухе средствами радио), строго говоря, к авиации не относится, но тесно с ней связана. К началу войны достижений в радиолокации было больше, чем в других рассматривавшихся нами областях. Роберт Уотсон-Уатт приступил со своими помощниками к изучению возможностей радиолокации еще в 1930 году. К 1935 году им удавалось обнаруживать самолеты на расстоянии до 80 километров. А к 1938 году на юго-восточном побе- 245
режье Англии уже имелся пояс радиолокационных установок противовоздушной обороны. С другой стороны, д-р Лаймен Чокли, главный эксперт по вопросам экономики правительственного Управления экономической войны США, утверждал, что до войны радиолокация в США не получала должного развития, так как она якобы не сулила никаких практических выгод в мирной жизни. С начала войны, по его словам, США «пришлось начинать практически с самого начала и терять суда, самолеты и людей, потому, что отсутствие такого стимула, как прибыль, помешало довести развитие радиолокационной техники от состояния лабораторной диковинки до практических устройств». За годы войны радиолокационная техника достигла новых высот. Достижения, ставшие известными под названием «радар сантиметрового диапазона», явились следствием блестящих исследований и (подобно всем успехам радиолокации) прекрасной коллективной работы. В их основе лежал прежде всего резонаторный магнетрон, изобретенный в 1939 году * бригадой сотрудников Бирмингемского университета и быстро совершенствовавшийся в последующие годы. Новая техника повысила точность радиолокации в ее основном назначении для обнаружения вражеских самолетов и чрезвычайно расширила круг обстоятельств, при которых стало возможно применять устройства сантиметрового диапазона. Более того, эта новая техника пошла гораздо дальше, открыв возможности применения радиолокации для многих других назначений. Здесь достаточно назвать хотя бы такие вещи, как точное наведение бомбардировщиков на цель и даже правильное определение момента бомбометания. Радиолокатор перерастал из специального средства решения конкретной задачи в целую отрасль техники очень широкой применимости. Многочисленные радиолокационные устройства гигантски повысили безопасность и эффективность действия судов и самолетов. Одно такое устройство, иллюстрируемое на рис. XXVII, снабжает штурмана картой окружающей * К 1936—1937 годам относятся работы в СССР Н. Ф. Алексеева и Д. Е. Малярова. построивших многорезонаторные магнетроны на волнах от 3 до 10 сантиметров мощностью 300 ватт. 246
местности даже в густом тумане. Из других его применений надо назвать еще точные картографические измерения расстояния и научные исследования поверхности Луны и планет. Описания этих жизненно важных достижений — решающий шаг в овладении ядерной энергией, реактивные двигатели и современные радиолокационные установки— надо дополнить рассказом об успешных исследованиях во многих других направлениях, проводившихся в военное время и давших свои плоды в первые же годы послевоенного периода (как блестящий пример здесь можно назвать уже упоминавшиеся электронные счетные машины). В итоге военные годы выделяются как один из периодов — возможно, даже как самостоятельный период—самого быстрого технического прогресса во всей истории человечества. Конечно, всякое крупное изобретение военного времени в большой степени зависело от работы, проводившейся до войны. Но, отдавая должное усилиям, предпринимавшимся в довоенное время, все же нельзя не отметить, что военные годы ознаменовались гораздо большим числом выдающихся изобретений, чем в любой сравнимый период предшествовавшего пятидесятилетия. И это не простое совпадение. Данное наблюдение подтверждает ту уже высказывавшуюся в главе 9 точку зрения, что в период между войнами социальные и экономические пути тормозили прогресс техники. В 20-е и 30-е годы не было недостатка в талантливых изобретателях, но общество оказывало им мало помощи и поддержки. Это видно и на примере с Уиттлом и подтверждается высказываниями д-ра Чокли о радиолокации. Ту же мысль выразил Дж. Дж. Смит при оценке перспектив реактивных двигателей еще до того, как успехи Уиттла получили признание. «В условиях напряженной военной обстановки, — писал он, — находятся средства на научные исследования и опыты, лучшие умы направляются на решение стоящих задач, а предпринимателям не разрешают мешать движению вперед» *. 1 Из журнала «Flight», October 19, 1941; цитируется также в его книге «Gas Turbines and Jet Propulsion for Aircraft, 3-th ed., London, 1941, p. 40. 247
ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА Менее бросающимися в глаза, но вероятно, не менее важными были достижения в области технологии производства. С 1940 по 1943 год объем промышленного производства в США возрос почти вдвое. В Англии с 1939 по 1943 год даже в условиях осады он возрос на 40 с лишним процентов, что дает ежегодный прирост в среднем приблизительно на 9 процентов по сравнению с 3—5 процентами за предшествовавшее десятилетие. Все это было сделано, несмотря на трудности военного времени с ввозом тяжелых машин и материалов, несмотря на последствия бомбардировок, загруженность транспорта и отправку 4,5 миллиона человек в армию. Лишь ]'\2 часть роста английского производства приходится на долю удлинения рабочего времени. Остальное было следствием улучшения организации промышленности под правительственным контролем и подчинения частных интересов национальным нуждам, полной занятости и направления новых рабочих в промышленность, а также возросшей производительности благодаря гораздо более широкому применению новейших машин и внедрению современной технологии производства. Подъем технического уровня в промышленности иллюстрируется ростом производительности труда (количеством продукции, выпущенной за один человеко- час), составившим оценочно около 15 процентов (в два с лишним раза быстрее, чем в довоенные годы) по всем отраслям промышленности и около 30—35 процентов по отраслям производства вооружений. Большую часть повышения производительности в машиностроении надо приписать внедрению во все отрасли промышленности современных машин и прогрессивной технологии, созданных и разработанных за предшествующие несколько десятилетий, но до этого не получивших широкого распространения. Инструмент с режущими кромками из карбида вольфрама, внедрение которого до войны сдерживалось политикой международных картелей, вошел во всеобщее употребление. Станкостроительная промышленность сыграла героическую роль в обеспечении выпуска в гигантски возросших масштабах разнообразных высокопроизводительных 248
машин, особенно более надежных и прочных станков, приспособленных для использования инструмента с карбидной оснасткой. В США эта ведущая отрасль промышленности расширялась беспримерными темпами До войны реализация от поставки станков достигала наивысшего уровня: около 200 миллионов долларов в 1918, 1929, 1937 и 1939 годах. В 1942 году такая реализация составила 1300 миллионов долларов, а средняя цифра за 1940—1943 годы перевалила за 900 миллионов долларов, то есть была в четыре с половиной раза больше, чем в лучшие довоенные годы. К концу 1939 года стоимость станочного парка США, прослужившего не более 14 лет, выражалась суммой 1500 миллионов долларов, а к концу 1943 года она достигла уже цифры 4500 миллионов долларов. Крупные отрасли промышленности, которые были оснащены устаревшим оборудованием, быстро модернизировались. Большая часть возросшей производительности была достигнута по всей промышленности благодаря более широкому внедрению поточной технологии производства и множества ее усовершенствований и улучшений, в том числе такого замечательного новшества, как «контроль качества». Сущность принципа «взаимозаменяемости деталей» состоит в том, что размеры всякой детали выдерживаются в определенных пределах, называемых допусками. Из-за износа инструмента и по ряду других причин станок, отлаженный на выпуск той или иной продукции, постепенно утрачивает свою точность, пока в конце концов погрешности не превысят допуски. Поэтому дальнейшую продукцию, изготавливаемую на таком станке, приходится браковать и отправлять в лом. Прежде просто проверяли выборочные образцы и, когда обнаруживалось, что они не удовлетворяют требующимся допускам, станок переналаживали. Но к этому времени на таком станке успевали изготовить много деталей с нарушением допусков, которые все подлежали отбраковке. Контроль качества, основанный на научных методах статистики, устраняет этот недостаток. По разрешенным допускам вычисляют набор внутренних размеров. Когда число деталей, изготовленных с нарушением таких размеров, достигнет определенного уровня, браковщик своевременно узнает, что точность станка скоро станет недостаточной. В то же время никаких де- 249
талей с этого станка в брак еще не попадает. Тогда станок останавливают для переналадки без пустой траты времени и материалов. Статистические принципы контроля качества известны уже много лет, и в ограниченных масштабах этот способ уже применялся последние два десятилетия, но только в годы войны контроль качества получил повсеместное распространение с полным использованием возможностей этого метода. Последствия всех таких усовершенствований технологии производства наглядно видны на примере с пулеметом Стена, который стал обходиться так дешево, что его пришлось отнести к категории изделий, не подлежащих хранению и списываемых после выхода из строя. Его стоимость была доведена приблизительно до тридцати шиллингов по сравнению со многими фунтами, которые до войны приходилось платить за аналогичное оружие. Поточные методы были перенесены на работы совершенно новых масштабов в отношении заказываемой партии. Так, в США на заводах изготовляли комплектные узлы, из которых в эллингах быстро собирали готовые суда. В 1943 году один американский завод выпускал такое количество подобных узлов, которое позволяло судоверфи еженедельно спускать со стапелей по два судна водоизмещением по 10000 тонн. США добились поразительных успехов в области судостроения, спустив на воду за 3 года 3876 судов, то есть в среднем по 25 судов еженедельно. АНГЛИЙСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ТЕХНИКА Как уже отмечалось, до войны земледелие в Англии сильно отставало по уровню механизации. Но когда сельское хозяйство стало одним из краеугольных камней военных усилий страны, положение коренным образом изменилось. Установив твердые закупочные цены и оказывая иную помощь, английское правительство нацелило фермеров на максимальный урожай, для чего потребовалось наряду с прочим дополнительно механизировать сельскохозяйственные работы. С 1933 по 1943 год парк действующих тракторов расширился в три с лишним раза —от 55 до 175 тысяч машин, а число прицепных и навесных орудий возросло за это же время 250
с 200 до 1750 тысяч. Уборочных же комбайнов насчитывалось теперь уже не 150, а 1500. По оснащению сельскохозяйственной техникой сельское хозяйство Англии стало самым механизированным в Европе. Наблюдавшуюся прежде тенденцию к недоиспользованию сельскохозяйственных машин удалось частично преодолеть путем кооперирования. Особенно важную роль в условиях военного времени приобрели сахарная свекла и картофель (благодаря их высокой калорийности). Много внимания было уделено усовершенствованию машин для возделывания этих культур. Приблизительно уже в 1943 году новейшие свеклоуборочные машины, которые выкапывали свеклу, отрезали ботву и укладывали ее штабелями через одинаковые промежутки, были признаны полностью эффективными почти.при всех обстоятельствах. Были усовершенствованы также картофелесажалки и картофелеуборочные машины. В 1943 году наиболее совершенные картофелесажалки позволили высвободить до 80 процентов сельских рабочих. Картофелеуборочные машины выкапывали, собирали, сортировали и грузили картофель. Они с успехом прошли испытания, хотя и использовались в ограниченных масштабах. Другим примером изобретений военного времени была машина для уборки и скирдования снопов пшеницы. Результатом этой механизации и других таких мероприятий было повышение английского сельскохозяйственного производства с 1939 по 1943 год на целых 70 процентов. Продукция собственного производства обеспечивала теперь две трети потребностей страны в продовольствии, тогда как до войны эта цифра составляла всего одну треть. НЕУДАЧИ АНГЛИЙСКОЙ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Но к сожалению, в отдельных отраслях промышлен ности Англии заметного роста производительности так и не было достигнуто. Это относилось прежде всего к добыче угля. Уголь, питающий промышленность жизненными соками, приобрел в годы войны еще большее значение. Все стороны национального производства зависели от угля. И вот на призыв всемерно повышать добычу угля последовал ответ—193 миллиона тонн в 851
1944 году по сравнению с 231 миллионом тонн в 1939 году. Среди причин, которые привели к фактическому падению добычи угля и которые в какой-то мере были неизбежны, надо назвать призыв шахтеров в ряды вооруженных сил и почтенный возраст оставшихся горняков. Но механизация работ, как это было сделано в других отраслях, могла бы восполнить подобные потери. Однако шахтовладельцы придерживались той же политики, которую они проводили и до войны. В 1943 году в забоях имелось всего на 40 врубовых машин больше, чем в 1939 году, хотя в 1944 году их число возросло еще на 424 машины. Вместе с тем механизированная добыча угля фактически упала со 142 миллионов тонн в 1939 году до 132 миллионов тонн в 1944 году. Подобным же образом рост числа забойных и штрековых конвейеров с 8271 в 1939 году до 9492 в 1944 году сопровождался столь плохим их использованием, что количество выданного конвейерами угля снизилось со 134 миллионов тонн в 1939 году до 127 миллионов тонн в 1944 году (оно было максимальным и равным 137 миллионам тонн в 1940 году). Мощные навалочные машины могли бы во многом помочь решению проблемы нехватки рабочей силы, но в 1944 году работали всего 192 такие машины. Американские эксперты, приезжавшие на шахты, обнаружили простаивавшее оборудование на сумму свыше 1 миллиона фунтов стерлингов. По оценкам, использование этого оборудования позволило бы повысить годовую добычу угля на 12—15 миллионов тонн. Как следствие такой политики добываемого в Англии угля не стало хватать для удовлетворения насущных нужд. Население страдало от холода. На поставки угля заводам были введены нормы, что, бесспорно, тормозило производство и отодвигало окончание войны. СОВЕТСКИЙ СОЮЗ В ВОЙНЕ Как мы видели в главе 9, Советский Союз, борясь с крайней отсталостью и за свое превращение в современную индустриальную державу, стал выходить на позиции новатора по отдельным направлениям технического прогресса. В части третьей мы еще, разумеется, проанализируем, как этой стране удалось совершить 252
скачок, который позволил ей занять ведущее положение в ряде областей. Но в годы самой войны от СССР не поступило ни одного изобретения выдающейся важности. По-видимому, это было следствием продуманной политики. Исследования фундаментального или разведочного характера пришлось отменить или резко сократить. Исследования по ядерной физике, например, были фактически приостановлены, так что на начальном этапе овладения ядерной энергией СССР не участвовал. Вместо этого все усилия были сосредоточены на использовании наличных средств и возможностей (естественно, со множеством усовершенствований) для повышения выпуска продукции. На первых порах разрушение заводов немецкими интервентами привело к тяжелому сокращению производственной мощности. Но начало контрнаступления сопровождалось таким повышением выпуска продукции, которое превзошло даже то, что наблюдалось в 30-е годы. С середины 1942 года до середины 1943 года выплавка чугуна возросла на 20 процентов, а следующий год дал еще 34 процента прироста. За год с июля 1943 года добыча угля возросла на 32 процента. В 1943 году теплоэлектростанции выработали электроэнергии на 20 процентов больше, чем за вместе взятые 1940 и 1941 годы. Мощность новой энергоустановки, сооруженной в 1944 году, оценивалась цифрой около 3 миллионов киловатт, что почти равнялось мощности всех новых электростанций, построенных в Англии за первое десятилетие существования национальной сети энергоснабжения. Эти цифры дают некоторое представление о темпах роста производственной мощности советской промышленности в годы войны. Картина станет несколько полнее, если посмотреть на данные о производительности труда: по промышленности в целом она повысилась с 1942 по 1944 год приблизительно на 40 процентов, тогда как в угольной промышленности, например, ее прирост за один только 1943 год достиг 32 процентов. Подобных успехов нельзя было бы добиться одной интенсификацией труда, хотя последняя тоже сыграла здесь свою роль. Как показывают эти цифры, несмотря на отсутствие больших технических достижений, многое делалось в области мелких изобретений и усовершенствований. Много таких изобретений исходило от самих рабочих на 253
производстве, как об этом можно судить по многочисленным репортажам. «За два месяца только что закончившейся кампании по внесению «рационализаторских предложений» (ноябрь 1944 года), — говорилось в одном таком сообщении, — на предприятиях Народного комиссариата легкой промышленности рабочие дали свыше 3000 изобретений и рационализаторских предложений. Уже внедрено 810 предложений, что позволит им ежегодно экономить на 60 миллионов рублей материалов, энергии и трудовых затрат». И хотя подобные цифры как-то помогают составить представление о развитии и росте производительности промышленности Советского Союза, гораздо более яркую картину дают успехи Красной Армии. Ни одна армия в мире не могла бы выдержать столь длительного отступления, как в 1941 и 1942 годах, и затем так быстро наступать, как это сделала Красная Армия в 1943 и 1944 годах. Никакая армия в мире не может обеспечить такой концентрации огневой мощи — в некоторых случаях на каждый метр фронта протяженностью в сотни километров приходилось по одному артиллерийскому орудию, — если она не опирается на поддержку не только всей промышленности чрезвычайной эффективности, но и на поддержку всего народа, преисполненного решимости выиграть войну ценой любых жертв.
Часть третья НАШЕ ВРЕМЯ
Глава 11 ПРЕЕМСТВЕННОСТЬ И ПЕРЕМЕНЫ Недавние события всегда представляются нам в перспективе убывающих масштабов. По этой причине в предыдущих двух главах было трудно выдерживать должные пропорции. Читателю будущего, несомненно, покажется, что некоторые достижения этого времени получили у меня недооценку, в то время как другие были мной переоценены. Лишь время покажет подлинную сравнительную ценность различных направлений прогресса. При анализе же достижений за время после 1945 года трудности становятся гораздо большими. Автор не претендует на то, что им составлен полный или выдержанный в пропорциях отчет за этот период. Ему ничего иного не оставалось, как только описать ряд главных тенденций и упомянуть о некоторых второстепенных. И попытке дать подробную сводку технических достижений в области автоматизации, исследований космоса и т. п. он предпочел оценку общественной значимости новых технологических процессов, считая более важным попытаться предугадать их воздействие на жизнь человека в будущем, обдумать причины более быстрого прогресса в одних направлениях и более медленного в других, сравнить политику различных стран и увязать все эти моменты с социальными, экономическими и политическими переменами в наше время. Такие перемены поистине огромны. Социализм, ограничивавшийся до этого рамками одного Советского Союза, выбран теперь как путь развития странами с населением около одной трети мирового населения. Народы колониальных стран, все сильнее и сильнее выражая недовольство своим рабским положением, один за другим добивались независимости, пока к началу 60-х годов в колониальной зависимости не осталась лишь горстка территорий. В капиталистическом мире затруднения, которые сдерживали прогресс до 1939 года, отчасти удалось временно преодолеть. 17 Зак. 339 257
Цикличность периодов развития экономики и ее кризисов переросла в последовательность относительно слабых подъемов и спадов. Масштабы безработицы сократились, хотя в последнее время она стала снова усиливаться. Монополии за годы войны окрепли. Какое-то время мы еще не будем знать, в какой мере они стали снова заниматься деятельностью, которая срывала развитие прогресса в период между войнами \ хотя имеющиеся данные дают основания полагать, что их задерживающая развитие роль стала меньше, чем прежде. На международной арене самым значительным событием было разделение мира на лагерь социализма и лагерь капитализма, в условиях которого бывшим колониальным и немногим остальным странам жилось отнюдь не легко. А в свете того общественного факта, что старый мир не уступает добровольно свое место новому, это деление привело к холодной войне. Атмосфера этих лет характеризовалась не столько миром, сколько приготовлениями к войне, и, как мы увидим, это оказало большое влияние на развитие техники. Однако начиная с 1963 года тучи на горизонте начали слегка редеть и появились признаки того, что гонку вооружений сменит соревнование в области экономики и техники. Этому мирному соревнованию в конечном итоге принадлежит действительно решающая роль, а социалистические страны ряд лет подчеркивали, что сравнительные преимущества капиталистической и социалистической систем выявятся их способностями обеспечить прогресс техники и направить завоевания в этой области на благо человечества. Оценка хода этого соревнования представляет собой одну из главных задач настоящей главы. В социальном и политическом отношениях наше время характеризуется смешением старого и нового: старого— потому что в большей части мира сохраняется несколько видоизмененный политический и социальный строй, который впервые увидел свет в Англии XVII и XVIII веков; нового —потому что в остальной части мира установился совершенно новый строй. Подобным 1 Как раз необходимость ограничивать влияние монополий в годы второй мировой войны заставила опубликовать действительно убедительные данные о их неблаговидной деятельности в прошлом. 258
же образом старое и новое переплетаются и в области техники. Здесь новизна носит столь волнующий характер, что возникает соблазн рассматривать период времени с 1945 года исключительно с позиций такой новизны— ядерной энергии, счетно-решающих машин, автоматизации, космических путешествий, транзисторов и т. п. Однако это дало бы одностороннюю картину действительности. В наше время, как, впрочем, и всегда, прогресс во многом есть следствие усовершенствования и широкого использования изобретений прежнего времени. Реактивные истребители времен второй мировой войны вместе со своими ближайшими родственниками в лице турбовинтовых самолетов превратились в настоящее время в современные пассажирские самолеты дальних маршрутов. Телевидение, технически освоенное еще до войны, переросло с тех пор в одно из самых распространенных благ (или проклятий) в быту. Радиолокатор поступил на повседневную службу к штурманам на самолетах и лоцманам на судах. Сельское хозяйство Англии (если взять более узкий пример) продолжает продвигаться по пути механизации, на который оно было вынуждено вступить под давлением нужд военного времени. Эти примеры легко умножить. Нельзя составить достаточно полный обзор того, как в наше время проявляются прежние тенденции. Вместо этого удовольствуемся всего двумя примерами — электрификацией, которая все еще остается краеугольным камнем индустриализации, и газовыми турбинами, на примере которых проиллюстрируем судьбу практической осуществимости в самый канун войны. РАЗВИТИЕ ГАЗОТУРБОСТРОЕНИЯ Несмотря на усилия повысить коэффициент полезного действия газовых турбин путем повышения рабочей температуры и их перевода на дешевые сорта топлива, непригодные для других двигателей \ они все еще обходятся в эксплуатации дорого из-за большого расхода 1 В 1962 году фирма «Америкен крайслер корпорейшн» утверждала, что ее малая газовая турбина (мощностью 140 лошадиных сил) способна «работать на чем угодно — от нефтяного топлива до французских духов». 17* 259
топлива. Пригодность газовых турбин в качестве резервного источника энергоснабжения полностью признана. В Англии первая газотурбинная установка мощностью 15000 киловатт была введена в эксплуатацию в Манчестере в 1952 году. В 1957 году турбина мощностью 20 000 киловатт была сооружена под Москвой. Она предназначалась для работы на дешевом газе станции подземной газификации угля. А в 1962 году Советский Союз объявил о проведении опыта по дальнейшему повышению экономичности машины путем использования отработанного ею тепла для нужд местного бытового отопления. Этот опыт проводился с двумя работавшими на природном газе турбинами, вырабатывавшими 100 000 киловатт электроэнергии и дававшими почти 7 тысяч кубических метров горячей воды в час. Газовые турбины все еще остаются скромными по своим размерам и мощности: в 1962 году крупнейшими турбинами в мире были одна турбина в Швейцарии мощностью 30000 киловатт и еще одна в Швеции мощностью 40000 киловатт. В это же время одна турбина мощностью 50 000 киловатт проходила пусковые испытания в СССР. Небольшие газотурбинные установки хорошо зарекомендовали себя своей надежностью при использовании в качестве двигателей запасных насосных установок (муниципальное управление водоснабжения, 1955 г.) или для энергоснабжения судов на стоянке в порту, а также для удовлетворения разовых нужд промышленных предприятий. Для транспортных целей газовая турбина обеспечивает в порядке компенсации за большой расход топлива такие преимущества, как простота, надежность, малый вес, долговечность и низкие расходы по уходу. Английская «Бритиш ровер компани» приступила еще в 1950 году к разработке газотурбинного автомобиля. Немного отстала от нее американская «Крайслер корпорейшн». 8 суточных автомобильных гонках в Ле-Мане в 1963 году машина «Ровер» продемонстрировала свои возможности, покрыв расстояние в 4109 километров со средней скоростью 176,5 километра в час, сделав всего только 9 остановок для осмотра. Эти гонки оказались настолько тяжелыми, что из 49 стартовавших автомобилей 36 выбыло из соревнования в ходе гонок. Несколько позднее «Крайслер корпорейшн» сдала в аренду 50 своих газотурбинных автомашин частным лицам в целях испы- 260
тания их пригодности для работы в обычных условиях. 5 пожарных машин с газотурбинными двигателями довольно успешно работают сейчас в США, где предпринимаются попытки оснастить такими двигателями и тяжелые грузовики. Однако сомнительно, что газовой турбине удастся когда-нибудь вытеснить из автодорожного транспорта другие двигатели \ Исследования в этой области дали как побочный продукт легкие и портативные газотурбинные пожарные насосы и т. п. (Турбины модели «Ровер» стали выпускать в 1954 году.) Хотя исследования по использованию газовых турбин на железных дорогах продолжаются, однако все еще не ясно, смогут ли они конкурировать здесь с дизелевозами или электровозами. Экономия топлива в военном деле играет второстепенную роль. Поэтому газовой турбине уделяется большое внимание как двигателю на войсковых автомашинах и танках. Кроме того, как известно, военно-морские силы по крайней мере шести стран приняли газовую турбину для оснащения своих самых быстроходных военных кораблей (рис. XXVIII). Все вышесказанное относится к газовым турбинам с открытым циклом, при котором продукты сгорания проходят через саму турбину. Принцип замкнутого цикла, при котором теплота от сжигания топлива сообщается самостоятельному рабочему телу, приводящему в действие турбину, разрабатывался с 1947 года Эшер-Вис- сом. Такой принцип открывает возможности повысить коэффициент полезного действия приблизительно до 30 процентов. Однако и в этом случае нельзя предсказать судьбу газовой турбины как первичного двигателя. НОВЫЕ СПОСОБЫ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Промышленное развитие, а следовательно, и технический прогресс, по-прежнему во многом зависит от энер- 1 Если двигатель внутреннего сгорания с поршневым механизмом возвратно-поступательного действия и будет когда-нибудь вытеснен другим двигателем, то, вероятнее всего, это сделает двигатель Ванкеля с вращающимся поршневым механизмом, который после ряда лет разработок был впервые поставлен на серийную автомашину в 1964 году. 261
гообеспеченности. За последние годы мировая выработка электроэнергии возросла приблизительно в два с четвертью раза. Однако в СССР за период с 1953 по 1963 год выработка электроэнергии возросла в четыре раза, а во всех социалистических странах, вместе взятых, ее производство возрастает каждое десятилетие приблизительно в три с четвертью раза. Растущая эффективность выработки электроэнергии находит свое отражение в устойчивости расценок на нее в условиях повсеместно наблюдающейся тенденции к инфляции. В Англии, например, с 1948 по 1959 год электроэнергия подорожала всего на 31 процент, хотя цены на топливо повысились за то же время на 67 процентов, а стоимость капитальных затрат сильно возросла из-за повышения цен на 80—90 процентов на механическое и электрическое оборудование и на 40—50 процентов на строительные и вспомогательные работы. Здесь сказалось также и повышение ссудной ставки от 3 до 5,5 процента на капитал. Этот неуклонный прогресс был следствием не революционных преобразований, а просто результатом развития инженерной техники, позволившей строить гораздо более крупные генераторы с соответствующим повышением величины термического коэффициента полезного действия. В Англии мощность генераторов возросла с 30000 киловатт в 1948 году до 275000 киловатт в 1962 году1. За то же самое время термический коэффициент полезного действия повысился с 28,3 до 37,7 процента, тогда как капитальные затраты на один киловатт мощности электростанции снизились с 67 до 43 фунтов стерлингов. Строящиеся генераторы мощностью 500 000 киловатт повысят термический коэффициент полезного действия, как ожидается, до 39,2 процента и снизят капитальные затраты на киловатт установленной мощности до 35 фунтов стерлингов. Температура и давление пара в подобных крупных установках доведены к настоящему времени близко к предельным, с превышением которых вода перестает кипеть в обычном смысле этого слова, а все содержимое котла становится паром. На этом этапе развития встают новые и трудные технические задачи, например значи- 1 В наше время более принято выражать мощность в мегаваттах (в тысячах киловатт, то есть в миллионах ватт). 262
тельно повышаются требования к чистоте воды. В США надкритический котел работает с 1958 года, в Англии первый такой котел предполагалось ввести в строй в 1965 году. В этой области СССР добился некоторого превосходства К Проект сооружения небольшого надкритического котла был закончен еще в 1937 году, правда, война потом задержала его сооружение на целое десятилетие. Два надкритических промышленных котла были установлены на челябинской электростанции в 1959 году. Они давали 260 тонн пара в час, работая при давлении около 225 атмосфер. Более поздние установки достигли производительности до 950 тонн пара в час. Эти обычные средства производства электроэнергии — котел, паровая турбина и генератор переменного тока, — по-видимому, близки к исчерпанию своих возможностей. Их габариты возрастут не более чем вдвое, а термический к. п. д. ненамного превысит 40 процентов. Поэтому сейчас все больше внимания уделяется совершенно новым способам получения электричества непосредственным преобразованием теплоты, без помощи котла и турбины. Наиболее обещающими из таких способов надо считать так называемые магнитогидродина- мический (МГД) или магнитоплазмадинамический (МПД) с очень простым принципом действия. В обычном генераторе обмотка обращается в магнитном поле, благодаря чему в ней возникает электрический ток. При магнитогидродинамическом способе получения электроэнергии обмотка заменяется потоком горячего газа, нагретого до такой степени, что его атомы распадаются на составляющие его электрически заряженные частицы. Газ становится, таким образом, проводником, в котором электрический ток возникает при движении газа в 1 Хотя СССР вообще несколько отстает по мощности тепловых энергетических установок, первые тепловые электростанции мощностью по 300 000 киловатт были испытаны в СССР в 1963 году, а регулярное сооружение таких установок было начато в следующем году. В то же время там продолжались работы по созданию тепловых электростанции мощностью 500 000 и 800 000 киловатт. Попутно следует отметить, что СССР продолжает занимать первое место в мире по мощности гидроэлектростанций. Волгоградская ГЭС 1959 года (2 415 000 киловатт) и Братская ГЭС 1963—1964 годов (3 600 000 киловатт) были крупнейшими в мире. Планируется строительство еще более крупных станций, в то время как много меное мощных станций уже работает. 263
магнитном поле. Хотя этот принцип и прост (сам Фара- дей проводил опыты в этом направлении еще до 1840 года), создание на его основе действующего генератора требует преодоления ряда серьезных инженерных трудностей, создаваемых главным образом высокими температурами. Небольшие экспериментальные модели мощностью в несколько киловатт успешно испытывались в США начиная с 1959 года и немного позднее — в Англии и СССР. Очередную ступень образуют полупромышленные установки мощностью в несколько десятков тысяч киловатт. В 1962 году в СССР было объявлено о планах подобного рода, но пока никаких дополнительных сведений по этому вопросу как будто не поступало*. В 1964 году в США начались испытания подобной установки мощностью 40 000 киловатт, тогда как в Англии в то же время было объявлено об ассигновании 2 миллионов фунтов стерлингов на программу научно-исследовательских работ с целью создания к 1967—1968 годам прототипа такой же установки мощностью 20 000 киловатт. Некоторые специалисты дерзновенно высказывали предположения, что магнитогидродинамические генераторы начнут вырабатывать электроэнергию в промышленных масштабах еще до конца 60-х годов, хотя середина 70-х годов представляется для этого более вероятной датой. Подобные генераторы должны, по-видимому, использоваться на входе цикла в сочетании с обычными теплосиловыми установками, использующими отработанную в МГД генераторах теплоту. Такое сочетание позволяет, видимо, повысить полный к. п. д. до 60—65 процентов. Вероятнее всего, МГД генераторы принесут наибольшую пользу в ядерной энергетике, позволив полнее использовать атомную энергию. Практические возможности получения электроэнергии путем непосредственного преобразования теплоты иными новыми способами, например термоэлектронным, будут, вероятно, реализованы в более отдаленном будущем. Однако получение электрического тока за счет химической энергии топливного элемента представляется близким к практическому осуществлению. В результате исследований, проводимых еще с 1932 года, Фрэнсису * В апреле 1967 года первая советская полупромышленная магнитогидродинамическая энергетическая установка дала ток в энергосеть Москвы. 264
Бэкону из Кембриджского университета удалось создать в 1959 году топливный элемент, который использовался в качестве привода на автопогрузчике с вильчатым захватом. Недостатком его топливного элемента было использование в нем в качестве топлива газообразного водорода. Однако более поздние разработки доказали пригодность и других видов топлива. Так, американский топливный элемент 1963 года работал на дешевом нефтяном топливе. Усиленные исследования в этом направлении ведутся в Швеции, где надеются создать к 1966 году топливный элемент мощностью 25 киловатт на крекированном аммиаке. Привлекательность топливного элемента заключается в его потенциально высоком к. п. д., который вполне можно довести до 60 процентов. И только постольку, поскольку топливные элементы дают ток небольшого напряжения, им, видимо, не суждено сыграть большой роли в создании электроцентралей, хотя последние достижения в области создания легких электродвигателей постоянного тока вполне позволяют им заменить на транспорте двигатели внутреннего сгорания. Поскольку расходы по распределению газа ниже, чем для электричества, высказывались даже предположения о том, что в будущем электроэнергия для бытовых нужд будет вырабатываться топливными элементами, работающими на подводимом к домам по трубам углеводородном газе. Даровое тепло, выделяемое такими элементами в процессе своей работы, могло бы использоваться в центральных отопительных системах. УСПЕХИ В ОБЛАСТИ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ НА РАССТОЯНИЕ Как бы малоправдоподобным ни казался наш следующий умозрительный вывод, но эффективность использования энергии длительное время в будущем должна зависеть от линий электропередачи. Советский Союз обладает наиболее обширной сетью *, а Англия 1 Фактически в СССР имеются две основные сети: Европейская и Сибирская (завершенная в 1963 году). К 1980 году эти сети предполагается объединить, что создаст единую электросеть для всей страны. Европейская сеть в настоящее время соединяется с электросетями других социалистических стран Восточной Европы (энергосистема «Млр». — Ред.). 2S5
стоит на втором месте (США не являются в этой области конкурентом из-за раздробленности своей энергетики, поделенной между многими отдельными корпорациями, отчасти находящимися в руках частных капиталистов и отчасти государственными). Дешевая передача электроэнергии на большие расстояния возможна только при высоких напряжениях. В Англии планировалось на 1951 год создание суперсети для объединения главных электростанций линиями передач с напряжением 275 киловольт. Эта сеть начала строиться двумя годами позднее, однако к концу 1960 года напряжение в линиях было повышено до 400 киловольт. Небольшая линия с таким напряжением прошла испытание в 1962 году, а всю систему предполагалось пустить в 1965 году. В Швеции переход на напряжение в 400 киловольт для передачи энергии был завершен в 50-х годах. Однако Советский Союз, для которого передача энергии на очень большие расстояния имеет важное значение, планомерно продвигался все дальше и дальше. На напряжение в 500 киловольт там стали переходить с 1959 года, а три года спустя в СССР протяженность электролиний с таким напряжением составила уже свыше 4000 километров, в том числе две линии длиной почти 1000 километров, соединяющие Москву с Волгоградской гидроэлектростанцией. Начаты работы по сооружению линии на напряжение 750 киловольт, которую предполагается завершить в 1965 году (опытный участок линии длиной 80 километров был испытан еще в 1962 году) *. Эта линия предназначается для приобретения опыта по широкому использованию в дальнейшем передачи энергии столь высокого напряжения. Канада имеет план строительства линии протяженностью около 650 километров для передачи электроэнергии при напряжении 735 киловольт. Все это относится к передаче переменным током. При передаче энергии при еще более высоких напряжениях, а также при ее передаче по подземным или морским кабельным линиям при средних напряжениях потери энергии в сетях переменного тока становятся слишком большими. Поэтому в этих целях предполагается перейти на постоянный ток, хотя при этом понадобятся огромные * В 1967 году линия напряжением 750 киловольт введена в опытно-промышленную эксплуатацию. 266
термоэлектронные преобразователи для соединения линии передачи на обеих оконечностях с системами переменного тока. Первая промышленная линия постоянного тока под напряжением 10 киловольт и протяженностью 100 километров, соединившая один шведский остров с материком, была сдана в эксплуатацию в 1954 году. В 1961 году начала действовать морская кабельная линия протяженностью около 60 километров, соединяющая английскую и французскую сети с напряжением 200 киловольт. Советские инженеры, понимая, что передача постоянного тока может быть единственным средством эффективного решения проблемы при очень больших расстояниях, развернули в конце 40-х годов специальную программу исследований, первым результатом которой было строительство экспериментальной линии с напряжением 200 киловольт и протяженностью 125 километров, соединяющей Москву с Каширой. Накопленный таким образом опыт используется для строительства первых действительно высоковольтных и протяженных линий передач постоянного тока. Строительство линии передачи между Волгоградской электростанцией и Донбассом с напряжением 800 киловольт и протяженностью около 500 километров было завершено к концу 1964 года. Разрабатываются планы по сооружению нескольких линий с напряжением 1400 киловольт и общей протяженностью свыше 2400 километров, которые соединят Сибирскую сеть с ее гигантскими гидроэлектростанциями с Уралом и Европейской сетью. Если значительная часть последних страниц покажется читателю не более чем скучным перечислением статистических данных, то пусть он вспомнит, что прогресс всегда характеризуется одинаково как развитием существующей техники в направлении «больше и лучше» (или иногда «меньше и лучше»), так и появлением действительно новой и удивительной техники. Любая действительно всесторонняя история изучает одинаково как величины, так и эффективности во всех областях техники. Однако читатель огражден от такой мрачной участи недостатком знаний у автора. Итак, мы можем те* перь обратиться к некоторым действительно новым достижениям нашего времени.
Глава 12 АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ В ДЕЙСТВИИ Разговор об атомной энергии в главе 10 мы закончили оптимистическим высказыванием в отношении ее отдаленного будущего. Однако опыт, накопленный за время с 1945 года по настоящее время, дает основания к некоторому пессимизму: атомная энергия использовалась в подавляющей своей части на создание и производство все более и более чудовищного оружия, хотя заключенное в 1963 году ограниченное соглашение о запрещении испытаний атомного оружия вселяет некоторые надежды на улучшение обстановки. Применение же атомной энергии в мирных целях развивалось медленнее отчасти вследствие сосредоточения усилий на военных целях и отчасти по причинам экономического порядка: на первых порах атомная энергия обходилась дороже, чем ожидалось. Цены на уголь и нефть возросли мало, а успехи в области способов выработки электроэнергии позволили сохранить расценки на нее при производстве обычными способами ниже того уровня, при котором атомные электростанции достигли бы конкурентоспособности. ПЕРВЫЕ АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Как уже отмечалось, в годы войны ядерные исследования в СССР не проводились. Первый русский исследовательский реактор был построен только в 1947 году *, * Надо отметить, что вопреки утверждению автора до войны (в 30-х годах) в СССР проводились обширные теоретические и экспериментальные ядерные исследования в Ленинградском физико- техническом институте под руководством академика А. Ф. Иоффе, а также в Харьковском и Свердловском физико-технических институтах. В Ленинградском радиевом институте начал в 1937 году исследования И. В. Курчатов. Вторым центром был Московский физический институт им. П. Н. Лебедева. В 1939—1940 годах в Институте химической физики Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зельдович дали расчет цепной ядерной реакции деления. В то же время сотрудники ЛФТИ К. А. Петржак и Г. Н. Флеров открыли спон- 268
а первая в мире атомная электростанция была пущена недалеко от Москвы 27 июня 1954 года К Хотя мощность этой опытной станции была незначительной — всего 5000 киловатт, — она доказала практическую возможность выработки электроэнергии за счет атомной энергии. Первая английская промышленная атомная электростанция была построена в Колдер-Холле. Ее пустили в мае 1956 года и через 5 месяцев подключили к общей электросети. Полная мощность этой станции составляла 37 500 киловатт. Но это был прежде всего военный завод, производящий плутоний для изготовления бомб, а вырабатываемая здесь электроэнергия была всего лишь побочным продуктом, используемым для снижения расходов по производству плутония. Подобным же образом американская программа сооружения гражданских атомных электростанций была всего лишь побочным продуктом военных проектов. Работы по созданию в США атомной подводной лодки начались в 1946 году. Наземный прототип реактора, охлаждаемого водой под давлением2, предназначавшегося для установки на первой атомной подводной лодке, успешно действовал уже в 1953 году. Таким образом, Соединенные Штаты, направив свою энергию по иному пути, могли бы легко выйти победителем из соревнования за использование ядерной энергии действительно в мирных целях. Подводная лодка «Наутилус» с атомной силовой установкой вышла первый тайное деление атомных ядер урана. С весны 1943 года работы по ядерной физике начала группа ученых под руководством И. В. Курчатова. Первый советский ядерный реактор был введен в действие 25 декабря 1946 года. 1 Первые признаки того, что Советский Союз быстро обгоняет западные державы, выявились еще раньше. Так, в 1949 году в СССР успешно закончились испытания атомной бомбы, а в 1953 году была изготовлена первая водородная бомба (правда, в Соединенных Штатах годом раньше было взорвано термоядерное устройство, но оно было столь несовершенным, что практически оружием не было). 2 Ограниченность объема книги не позволяет описать здесь реакторы различных типов, охлаждаемые водой под давлением, с графитовым замедлителем и газовым охлаждением (магнокс) и другие, упоминания о которых встретятся читателю. Необходимые сведения об атомных реакторах и некоторых электростанциях можно почерпнуть из книги Кеннета Джея «Ядерная энергетика сегодня и завтра» (Kenneth Jay, Nuclear power today and tomorow, London, Methuen, 1961.). 269
раз в море в январе 1955 года. Этот успех воодушевил Комиссию по атомной энергии США на принятие решения о строительстве в Шиппингпорте электростанции мощностью 60000 киловатт, которую пустили к концу 1957 года. Реакторы на этой станции были того же типа, что и на подводной лодке «Наутилус». Однако планы военщины мало считаются с экономикой, в силу чего шиппингпортская атомная электростанция не имеет почти никакого отношения к рентабельной выработке электроэнергии для мирных нужд. Вырабатываемая ею электроэнергия обходится в 8 раз дороже, чем в Колдер- Холле, где реактор не мог выдержать прямой конкуренции в обычных условиях эксплуатации с электростанциями, работающими на угле или нефти. АНГЛИЙСКАЯ ПРОГРАММА ПО ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ Англия первой иэ всех стран мира предприняла попытки покрыть значительную долю своих энергетических потребностей за счет атомной энергии. В 1955 году, когда работы по строительству атомной электростанции в Кол- дер-Холле шли полным ходом, перспективы подобных станций оценивались более оптимистично, чем это показала через ряд лет практика. Тогда недооценка омолаживающего воздействия национализации на угледобывающую промышленность породила опасения, что цены на уголь быстро полезут в гору. К тому же кое-кто считал, что нехватка валюты делает строительство электростанций на нефтяном топливе рискованным мероприятием. При подобных обстоятельствах представлялось, что атомным электростанциям «Магнокс», как в Колдер- Холле, оборудованным реакторами с графитовым замедлителем и газовым охлаждением, принадлежит большая роль в энергетике страны. Наряду с этим существовали некоторые надежды продавать такие станции за границу. В итоге в феврале 1955 года правительство объявило о программе строительства 12 подобных станций общей мощностью 1,5 — 2 миллиона киловатт, которые предполагалось ввести в эксплуатацию к 1965 году. Однако очень скоро выяснилось, что мощность отдельных станций можно с выгодой повысить по крайней мере на один-два порядка, сократив их общее число. В 1956— 270
1957 годах были размещены заказы на сооружение четырех таких станций. Опасения в отношении нехватки нефти, усилившиеся в связи с событиями на Суэцком канале, привели к тому, что в марте 1957 года последовало решение о расширении упоминавшейся программы, предусматривавшее строительство к 1965 году 19 станций общей мощностью 5—6 миллионов киловатт. Однако к этому времени Англию ожидали серьезные экономические затруднения, с которыми правительство пыталось бороться путем ограничения развития национальной экономики и сокращения капиталовложений. В связи с этим в октябре 1957 года было решено отодвинуть сроки завершения программы строительства электростанций на 1966 год. Меж тем первоначальная оценка стоимости выработки энергии все время возрастала. Отчасти это было следствием пересмотра отправных наметок с учетом накапливавшегося опыта и отчасти результатом ограничений на капиталовложения, приведших к более высокому росту кредитных ставок, чем это раньше предполагалось1. С другой стороны, уголь и нефть оказались более доступными, а стоимость электроэнергии, вырабатываемой обычными способами, ниже вырабатываемой атомными электростанциями. Эти факторы наряду с продолжением правительством политики ограничения капиталовложений привели к дальнейшему замедлению и сокращению программы и замедлению строительства атомных электростанций. В июне 1960 года было установлено, что программа должна обеспечить сооружение к 1968 году атомных станций общей мощностью 5 миллионов киловатт. В 1963 году в Англии были пущены две гражданские 2 атомные электростанции — одна мощностью 300 тысяч киловатт в Беркли (Глостер) и вторая 1 Поскольку строительство атомных электростанций требует гораздо более крупных капиталовложений, чем строительство электростанций, работающих на угле или нефти, а топливо для них обходится дороже, высокие ставки на капитал обращаются против атомных электростанций. 2 Гражданскими они названы в противоположность таким станциям, как в Колдер-Холле и Чапел-Кроссе, которые давали электроэнергию только как побочный продукт основного военного производства плутония. 271
мощностью 275 тысяч киловатт в Бредвелле (Эссекс) !. К этому времени прояснилась и экономическая сторона. Расходы по выработке электроэнергии на этих станциях составляли один пенс за киловатт-час, тогда как эта цифра на обычных электроцентралях, эффективно работающих на угле или нефти, равнялась всего половине пенса. Стало ясно, что даже при всевозможных предвидимых усовершенствованиях атомные электростанции данного рода не смогут догнать обычные электростанции по стоимости выработки энергии раньше 1975 года. А к этому времени подобные атомные электростанции успеют устареть, уступив свое место более совершенным и эффективным установкам. Таким образом, вся политика строительства атомных электростанций, подобных станции в Колдер-Холле, может стать полностью бесперспективной, не могущей рассматриваться даже как временная мера. В самом лучшем случае эти станции можно сделать экономичными только работой на полную проектную нагрузку, когда большие капитальные затраты окупаются за меньшие сроки, составляющие не меньше 75 процентов проектного амортизационного времени2, а мощность 6 млн. киловатт представляется почти пиковой потребностью на несколько последующих лет. Таким образом, рассматриваемая программа представляет собой абсолютный предел того, чего можно достичь с такими атомными станциями, как в Колдер-Холле. Тем временем другие страны предпочитали выжидать создания более совершенных реакторов, что привело к крушению надежд в отношении экспорта, так как за границу были проданы всего две атомные электростанции колдер-холлского типа — Италии и Японии. В действительности же ядерная энергетика представляет собой один из тех случаев (которых было так много в истории развития техники), когда стремление 1 Третья —в Хантерстоне (Эршир), мощностью 323 тыс. киловатт — была сдана в эксплуатацию в 1964 году, то есть с опозданием на два года по сравнению с первоначально предусматривавшимся сроком. 2 Фактически первые атомные электростанции в Колдер-Холле и Чапел-Кроссе, предназначавшиеся для производства плутония для бомб и попутной выработки электроэнергии, работали на полную мощность 87 процентов амортизационного срока. 272
к быстрому достижению выгоды путем использования в больших масштабах первых вариантов нововведения себя не оправдывает. Ядерная энергия в конце концов» бесспорно, заменит уголь и нефть, но только путем внедрения более совершенной технологии. На первых порах необходим период экспериментирования со многими разновидностями реакторов, чтобы выбрать в конце концов такую его конструкцию, окончательная доработка которой сделает экономически целесообразной крупномасштабную ядерную энергетику. ДАЛЬНЕЙШИЕ ОПЫТЫ В АНГЛИИ Сосредоточение усилий Англии на достижении результатов за кратчайшие сроки ограничили ее ресурсы на перспективное развитие, но некоторые важные работы в этом направлении все же ведутся. Два проекта — современного реактора с газовым охлаждением в Уинд- скейле и высокотемпературного реактора с газовым охлаждением «Дракон» в Уинфрит-Хите — представляют собой в основных чертах разработки колдер-холлского реактора. Видоизменения просты в принципе, но потребовали на практике решения весьма тяжелых инженерных задач. Установка в Уиндскейле достигла своей полной мощности — 28 тысяч киловатт — в феврале 1963 года, причем Управление по атомной энергии заявило, что обширная программа строительства промышленных электростанций с атомными установками подобного рода обеспечит выработку более дешевой электроэнергии, чем электростанции на угле или нефти. Однако Центральный совет по производству электроэнергии, который в конечном итоге должен закупить и эксплуатировать эти станции, а также частнокапиталистические консорциумы,, которые должны сооружать их, сочли такие расчеты неоправданно оптимистичными. Остаются сомнения в отношении того, что строительство подобных 1 Столкновение интересов этих разных объединений создает еще один источник затруднений Англии в области ядерной энергетики. Искусственное разделение приводит вместе с тем к расточительству ресурсов вследствие дублирования разработок и распыления научных сил. А в связи с тем, что консорциумы пожелали получать свою долю прибыли даже тогда, когда программу пришлось притормозить, возникли новые трудности. 18 Зак. 339 273
станций в нужных масштабах когда-либо окупит себя, что они успеют внести полезный вклад в энергоснабжение страны до того, как будут созданы более эффективные реакторы, действующие на иных началах. Более претенциозный проект «Дракон» составлен в расчете на более далекую перспективу. Осуществляемый в сотрудничестве с другими европейскими странами, он ставит своей задачей достижение высокой эффективности путем работы при очень высокой температуре (охлаждающий газ на выходе из реактора должен иметь температуру около 750°С). Этот реактор достиг критичности (то есть в нем началась ядерная реакция) в августе 1964 года. Однако пройдет по меньшей мере два года до того, как выяснится, сможет ли внук реактора в Колдер-Холле вырабатывать столь дешевую электроэнергию, что ископаемые виды топлива станут ненужными К Помимо реактора в Колдер-Холле и последующих его вариантов довольно узкого назначения, Англия ведет еще только одну важную экспериметальную работу в области ядерной энергетики 2 — строительство в Дун- рее реактора на быстрых нейтронах (рис. XXIX и XXX). Этот реактор открывает возможности расширенного воспроизводства ядерного топлива, то есть он, помимо выработки электроэнергии, должен превращать инертный изотоп урана (или тория) в ядерное топливо с конечной перспективой почти полного «сжигания» урана вместо теоретически максимальной одной части на 140 частей, как в настоящее время. Кроме того, реакторы на быстрых нейтронах могут работать на плутонии, который образуется как побочный продукт при работе атомных электростанций, подобных установке в Колдер-Холле, обещая более рациональное использование 1 Реактор «Дракон» сам вырабатывать электроэнергию не будет, так как он предназначается только для выявления возможности создания практичного и рентабельного реактора подобного рода. 2 Если не учитывать объявленных в 1963 году планов по сооружению прототипа реактора с тяжеловодным замедлителем и охлаждением обычной водой (которую предполагается частично обращать в пар в активной зоне реактора). Этот реактор предназначается главным образом для изучения экономичности системы, но он будет вместе с тем, вырабатывать около 100 тысяч киловатт электроэнергии. Строительство реактора уже началось и должно быть завершено в 1967 году. 274
ресурсов. Как оказалось, практическое осуществление проекта сопряжено даже с еще более грозными техническими трудностями, чем это предполагалось раньше1. Реактор начал работать с небольшой производительностью в ноябре 1959 года, то есть с опозданием на один год по сравнению с намечавшимся сроком. В конце 1961 года он свыше месяца проработал с мощностью 11 тысяч киловатт. К концу следующего года он стал давать очень немного электроэнергии в общую сеть, достигнув летом 1963 года своей полной мощности 15 тысяч киловатт. Когда автор писал данную книгу, реактор в Дунрее представлялся успешным начинанием. Этот проект осуществляется с некоторым опережением подобных же проектов в США и СССР. Он, возможно, позволит Англии занять в области ядерной энергетики действительно ведущее положение, чего не смогут обеспечить атомные электростанции типа станции в Колдер-Холле, которые породили на первых лорах иллюзорные надежды. В настоящее время ведутся работы по проектированию промышленного прототипа, который должен получить в 1965 году одобрение правительства. Существуют надежды, что в 70-х годах реакторы на быстрых нейтронах начнут наконец вырабатывать электроэнергию более дешевую, чем теплоэлектроцентрали на угле и нефти. АМЕРИКАНСКАЯ И СОВЕТСКАЯ ПРОГРАММЫ Две другие главные державы хорошо обеспечены углем и нефтью и не испытывают давления, которое толкнуло Англию на путь спешки. У них построено меньше промышленных атомных электростанций, но они шире экспериментировали с установками меньших масштабов, но более совершенных конструкций, которые могут обеспечить снабжение электроэнергией в 70-е годы и после. За первоначальными американскими работами в Шиппингпорте последовало строительство в Дрездене (штат Иллинойс) станции мощностью 200 тысяч 1 Непростительной была задержка на много месяцев, вызванная переброской персонала на военную работу, когда из-за аварии в Уиндскейле в 1957 году пришлось закрыть ряд заводов, производивших плутоний для бомб. 18* 276
киловатт (с кипящим реактором), которая вступила в строй в середине 1960 года. Работа по созданию реакторов-размножителей на быстрых нейтронах ведется с большим размахом, чем в Англии, хотя и с некоторым отставанием по времени. Экспериментальный реактор-размножитель № 2 (на 16,5 тысячи киловатт) и установка «Энрико Ферми» (на 60,9 тысячи киловатт) начали работать в 1963 году. Из других крупных действующих опытных атомных электростанций надо назвать одну установку мощностью 75 тысяч киловатт с охлаждением жидким натрием и другую установку — мощностью 11 тысяч киловатт с органическим замедлителем. Кроме того, к 1965 году должны вступить в строй реакторы меньших масштабов, но действующие на тех же принципах, что и английские реакторы «Магнокс» (Колдер- Холл) и высокотемпературные реакторы газового охлаждения (Уинфрит-Хит). Ведутся испытания и многих других реакторов, действующих на иных принципах. Если не считать атомных станций в Шиппингпорте и Дрездене, а также частной станции мощностью 175 тысяч киловатт, построенной в Роуве (штат Массачусетс), все атомные станции в США относятся преимущественно к категории экспериментальных установок полупромышленного масштаба. Однако накопленный при их эксплуатации опыт, по-видимому, подготовил Соединен- ние Штаты к началу строительства в ближайшие несколько лет крупных атомных электростанций. Одна из них мощностью 800 тысяч киловатт должна вступить в строй уже в 1965 году, в то время как частные коммунальные компании объявили о сооружении ими ряда станций мощностью по 300—600 тысяч киловатт, которые предполагается сдать в эксплуатацию в 1966— 1970 годах. Кроме того, американские компании получили заказы на сооружение ряда подобных же электростанций в других странах. По-видимому, еще слишком рано полностью доверять утверждениям, что работы по некоторым из этих направлений обеспечат в начале 70-х годов выработку электроэнергии, по своей себестоимости вполне конкурентоспособной с электроэнергией, производимой путем сжигания угля и нефти К Однако 1 Еще до наступления этого времени подобные атомные станции должны стать, безусловно, конкурентоспособными там, где уголь и нефть стоят дорого. 276
мудрость американской широкой программы экспериментальных работ доказала Белая книга (апрель 1964 года), посвященная планам создания «второго поколения» английских атомных электростанций. Хотя правительство наметило строительство в 1970—1975 годах атомных электростанций мощностью по 5 миллионов киловатт, оно не сделало выбора между английским усовершенствованным реактором с газовым охлаждением и американским реактором, охлаждаемым водой под давлением, или реактором с кипящей водой. Эксплуатация последнего обходится дороже, чем английского реактора, но капитальные затраты на его сооружение гораздо ниже. При высоких кредитных ставках, которые, по-видимому, сохранятся еще многие годы, это отдает преимущество американским реакторам1. Отправляясь от опыта, накопленного при эксплуатации построенной в 1954 году полупромышленной установки, Советский Союз построил в Сибири электростанцию мощностью 100 тысяч киловатт, которая была сдана в эксплуатацию в 1958 году. В то время СССР вынашивал планы по строительству атомных электростанций общей мощностью 2—2,5 миллиона киловатт. Однако когда практика показала, что атомные электростанции не смогут давать достаточно дешевую электроэнергию приблизительно в течение ближайшего десятилетия, тогда первоначально намечавшуюся программу было решено резко урезать. Белоярская атомная электростанция на Урале начала подавать ток в общую сеть весной 1964 года. Как утверждалось, эта станция мощностью 100 тысяч киловатт впервые в мире стала давать в активной зоне реактора перегретый пар (при 510°С), подававшийся из нее непосредственно на турбины. Эта станция расширяется, благодаря чему ее мощность предполагается повысить еще на 200 тысяч киловатт. В ноябре 1964 года было завершено строительство первой очереди Нововоронежской атомной станции 1 В мае 1965 года все же было принято решение выбрать для первой из новых станций («Дангенес-Б») усовершенствованный вариант реактора с газовым охлаждением. По предварительной оценке электроэнергия, вырабатываемая таким реактором, будет обходиться на 10 процентов дешевле, чем это могли бы дать американские реакторы. Поэтому недоверие к английскому реактору надо считать, видимо, чрезмерным. 277
(210 тысяч киловатт). Там продолжаются работы по строительству второй очереди станции мощностью 365 тысяч киловатт. Вместе с тем Советский Союз сосредоточил внимание на экспериментальной работе с более совершенными вариантами реакторов, обещающими рентабельную выработку электроэнергии уже в 70-х годах. Эта программа работ ведется в тех же направлениях, что и в США, но в меньших масштабах. Небольшой (5 тысяч киловатт) реактор-размножитель на быстрых нейтронах функционирует с 1958 года. К концу 1964 года началось строительство реактора на быстрых нейтронах мощностью около 300 тысяч киловатт. Из других советских экспериментальных работ надо упомянуть о реакторе с газовым охлаждением и тяжеловодным замедлителем, реакторе с натриевым охлаждением и реакторе на жидком топливе, представляющем собой суспензию двуокиси урана в тяжелой воде. К концу 1964 года мощность советских атомных электростанций почти достигла миллиона киловатт, в то время как в Англии и Соединенных Штатах общая мощность атомных электростанций превышала миллион киловатт, а мощность всех атомных электростанций в мире приближалась к уровню 4 миллиона киловатт К Вполне вероятно, что 1964 год станет поворотным моментом, когда разочарования предыдущих лет сменятся надеждами на успех в не слишком отдаленном будущем. По оценкам специалистов этого времени мировой уровень мощности атомных электростанций должен составлять к 1970 году 20 миллионов киловатт и к 1980 году — 100 миллионов киловатт. Теперь стали появляться и потребители из числа тех стран, которые не имеют возможностей для строительства собственных атомных электростанций и которые до этого не были убеждены в целесообразности закупки атомных электростанций. В целом мировое мнение как 1 За исключением одного-двух случаев, которые упоминаются дальше, мы не можем останавливаться на исследованиях, проводимых в других странах. Однако необходимо отметить, что программа канадских работ, базирующихся на использовании тяжелой воды в качестве как замедлителя, так и охладителя, способна выявить наиболее важные направления будущего прогресса ядерной энергетики. 278
будто склонилось к выводу, что английские атомные станции «Магнокс» уже устарели, а усовершенствованный реактор с газовым охлаждением еще не доказал свою рентабельность. В итоге большая часть заказов перепала Соединенным Штатам. АТОМНЫЕ КОРАБЛИ В будущем ядерная энергетика может стать экономичной только при условии ее крупномасштабности (если не учитывать весьма специфичных обстоятельств). Помимо электроснабжения, единственным достаточно крупным потребителем энергии может стать лишь судоходство. «Полезность» ядерной энергии для подводных лодок и других военных кораблей, к сожалению, хорошо доказана. К 1964 году военно-морские силы США имели авианосец, фрегат и 50 подводных лодок с атомными двигателями (4 из них были спущены на воду в один день в 1963 году). Англия спустила на воду одну подводную атомную лодку в апреле 1963 года, вторую — в декабре того же года, а еще две строились в следующем году. В СССР также имеются атомные подводные лодки, их число нам не известно К Франция строила в 1964 году одну лодку; предполагалось начать строительство еще двух. Голландия приняла решение о постройке нескольких подводных лодок2. «Наутилус» доказал еще в 1955 году пригодность атомных силовых установок в качестве двигателей морских судов. Но ядерному топливу пока еще очень далеко до экономической конкурентоспособности с углем и нефтью в качестве источника двигательной силы на торговых судах. Тем не менее Советскому Союзу выпала честь открытия одной области применения, в которой 1 По данным, приведенным в справочнике Джейна «Боевые корабли». Советский Союз имел в 1963 году 26 атомных подводных лодок. 2 Однако не все эти усилия могут остаться безрезультатными. Сопротивление воды движению подводной лодки гораздо меньше, чем для надводного судна. А поскольку атомные двигатели позволяют подводным лодкам подолгу оставаться под водой (одна американская лодка в 1960 году совершила кругосветное плавание без всплытия), отнюдь не исключено, что подводные грузовые суда в будущем удешевят доставку грузов. 279
корабль с атомной силовой установкой вполне оправдывает себя и экономически. Речь идет о ледоколах. Ледоколы обычного типа вынуждены часто возвращаться в порт для пополнения запасов топлива, в связи с чем они лишены возможности удаляться на значительное расстояние от берега. Однако для использования всех потенциальных возможностей арктического судоходства нужно прокладывать путь судам во льдах гораздо севернее обычного. Атомоход-ледокол, способный работать не меньше года без пополнения запасов топлива, идеально подходит для решения такой задачи, а более высокие затраты на его строительство и эксплуатацию с лихвой окупаются теми выгодами, которые он приносит сотням других судов. Таким образом, атомоход «Ленин» (рис. XXXI), спущенный на воду в 1957 году и совершивший свой первый арктический поход в 1959 году, олицетворяет собой пока единственное судно с атомной установкой, которое полностью себя оправдывает с экономической точки зрения. Ледокол «Ленин» имеет водоизмещение 16 тысяч тонн, а его двигатели развивают на валу мощность 44 000 лошадиных сил (это делает его необычайно мощным кораблем для судов такого класса). На нем установлено три реактора, охлаждаемых водой под давлением, один из которых обычно стоит в резерве. Первой загрузки ядерного топлива ему хватило на 3 года. Этот ледокол развивает крейсерскую скорость — почти до 4 километров в час — сквозь сплошной лед толщиной свыше 2 метров. Для прохода через такой лед обычному ледоколу (если он вообще способен пробиться через него) приходится продвигаться только бросками вперед на полной скорости с последующим отходом назад для нового набора скорости. Ледоколу «Ленин» удавалось проводить караваны судов неслыханно далеко к северу и в совершенно необычное по прежним представлениям время года. В 1962 году он вдвое удлинил сезон арктической навигации. К постройке намечены еще два ледокола, первый из которых должен быть спущен на воду в 1971 году. Через два года после «Ленина» (в 1959 году) в США было спущено на воду торговое пассажирское судно «Саванна» (рис. XXXII), которое вышло в свой первый рейс в 1962 году. Его атомная установка позволяет дви- 260
гателям развивать на валу мощность 22 000 лошадиных сил. Это судно берет на борт 60 пассажиров и 9400 тонн груза. Установленные на нем реакторы спроектированы непосредственно по типу реакторов «Наутилуса», при создании которых экономическими соображениями по большей части пренебрегали. Стоимость сооружения судна «Саванна» и оборудования составляет 18 миллионов фунтов стерлингов. К этому надо еще добавить 11 миллионов фунтов стерлингов, затраченных на сооружение специальных причалов на берегу. Если сравнить это со сметной стоимостью 23 миллиона фунтов стерлингов строительства суперлайнера, которым компания «Кунард лайн» намерена заменить «Куин Мэри», то легко убедиться в том, что «Саванна» не может претендовать даже на предварительное решение проблемы создания рентабельного торгового флота с атомными двигателями. Это судно строилось по соображениям престижа (на нем предусмотрены специальные устройства для показа ее машин посетителям) и отчасти как опытное судно с целью выявления целесообразности и безопасности судов с атомными силовыми установками. Однако в последнем отношении все еще есть сомнения, поскольку в феврале 1963 года Комиссия по атомной энергии США вынесла рекомендацию не выпускать «Саванну» в море, пока на ней не установят аварийную силовую установку и не усилят меры по обеспечению безопасности. Опасения, что радиологическая защита при эксплуатации судна недостаточна, привели к трудовым конфликтам, так что запланированный триумфальный поход по иностранным портам пришлось отложить до лета 1964 года. В середине 1964 года Западная Германия спустила на воду рудовоз с атомной силовой установкой. Первый рейс этого судна намечен на 1967 год. Однако и это судно не решает проблемы рентабельности, поскольку расходы по его эксплуатации будут, видимо, процентов на 50 выше, чем для обычных судов. Япония вынашивает планы постройки атомного океанографического судна, которое предполагается спустить на воду в 1969 году. Политика Англии по этому вопросу не была прямолинейной, отражая противоречия между экономическими возможностями и вопросами политического престижа. Эти противоречия привели к ожесточенным 281
спорам, так пока и не позволившим прийти к какому- либо определенному решению. Другие страны также заявляли о наличии у них определенных проектов, но все такие проекты связаны с теми или иными сомнениями. На основе всего изложенного можно сделать вывод, что экономичные атомные корабли (если не считать таких особых случаев, как ледоколы и исследовательские суда), не смогут появиться раньше, чем приблизительно через десятилетие. Время от времени обсуждаются идеи о создании самолетов и железнодорожных локомотивов с атомными двигателями, хотя пока еще трудно сказать, как можно было бы избежать утечки радиоактивных материалов в случае какой-нибудь аварии (к тому же гораздо проще управлять обычным электровозом, который потребляет энергию, производимую атомными электростанциями). Ядерные ракеты, несомненно, сыграют свою роль в космических путешествиях будущего, но это время наступит еще не скоро. ДРУГИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ Вряд ли найдется много других областей применения атомной энергии в настоящее время или в ближайшем будущем. В отдаленных районах с бедными ресурсами топлива могут найти применение небольшие передвижные атомные электростанции. В этом случае даже дорогая энергия, вырабатываемая реактором, может оказаться выгоднее дальней доставки обычного топлива. Такие станции разработаны в Соединенных Штатах и в Советском Союзе. Американские станции установлены по большей части на таких военных объектах, как арктические радиолокационные установки. Однако наиболее обнадеживающей надо считать станцию на арктической исследовательской базе Макмурдо-Саунд мощностью 1500 киловатт, которая, помимо электрического тока, дает еще и пар для отопления. Эту станцию собрали за 80 суток. Она достигла критичности в марте 1962 года и начала давать электрический ток летом того же года. Советская станция «Арбус» мощностью 700 киловатт, состоящая из блоков весом до 12 тонн, которые легко транспортировать (даже по воздуху) и собирать, на- 282
чала работать осенью 1963 года. Она предназначается для использования в Арктике и других отдаленных районах. Другая советская станция мощностью 1500 киловатт смонтирована на четырех самоходных гусеничных тягачах и имеет общий вес 350 тонн. На каждом тягаче установлено (по одному блоку) следующее оборудование: реактор, охлаждаемый водой под давлением, теплообменники, турбогенераторы, пульты и приборы распределения и управления. Вся установка сконструирована так, что делает возможным переходы по сильно пересеченной местности. Эта особенность опять-таки предусмотрена с учетом арктических условий. К 1964 году прототип этой станции вполне удовлетворительно проработал уже три года. Еще меньше должны быть габариты источников атомной энергии, используемых в качестве вспомогательных энергоустановок в космических аппаратах, навигационных буях, автоматических метеорологических станциях и т. п. В подобных установках величину коэффициента полезного действия можно принести в жертву компактности и способности работать годами без заправки топливом. В США велись разработки целого ряда таких источников энергии, известных под общим названием СНАП К В некоторых из них используется теплота, отдаваемая радиоактивными изотопами (которые предварительно получают в ядерных реакторах) и преобразуем мая в электрический ток термоэлектрическим (или в некоторых случаях термоэлектронным) способом. Установка СНАП-9А, используемая в искусственных спутниках «Транзит», работает на плутонии-238, весит немного больше 12 килограммов и обладает мощностью несколько ватт. Разрабатываются и другие установки, мощностью до 60 ватт. В 1964 году Россия объявила о создании ее учеными генератора энергии на изотопах, способного вырабатывать 150—200 ватт энергии в течение года *. 1 SNAP — System for auxiliary nuclear power, то есть система вспомогательных источников ядерной энергии. * По-видимому, имеется в виду радиоизогопный генератор «Бета-1», в течение двух лет питавший током радиопередатчик подмосковной метеорологической станции в Химках. Источником энергии служил церий-144. Средняя мощность 5 ватт, энергоемкость — 440 киловатт-час. Выходная мощность (с накоплением) при работе передатчика составляла 150—200 ватт. 283
Другие источники энергии системы СНАП представляют собой настоящие ядерные реакторы. Самым важным из них надо считать источник СНАП-10А, в котором жидкометаллический теплоноситель перекачивается в термоэлектрические преобразователи (термопары) мощностью 500 ватт. К концу 1964 года этот проект был доведен до завершающей стадии, но как единая система еще не испытывался К Русская «Ромашка», запущенная в августе 1964 года, имеет приблизительно такую же мощность, но более совершенна по своей конструкции. В ней используется реактор на быстрых нейтронах, теплота из которого передается непосредственно окружающим его термоэлектрическим преобразователям (смонтированным снаружи экрана, отражающего нейтроны). Рабочая температура этой установки равна 800°С (580°С у источника СНАП-ЮА), что дает основания надеяться на повышение к. п. д. в будущем. К концу 1964 года эта установка удовлетворительно проработала уже свыше 3000 часов. Как уже отмечалось, выработку электроэнергии можно сделать гораздо выгоднее, если отработанное тепло из турбин использовать для нужд промышленного или бытового отопления. Упоминавшаяся станция в Мак- мурдо-Саунд — пример претворения в жизнь той же самой идеи из области ядерной энергетики, однако первые шаги по претворению в жизнь этого принципа в крупных масштабах были сделаны в Скандинавии. Норвежская станция в Холдене мощностью 10000 киловатт дает, помимо электрического тока, еще и тепловую энергию для соседней бумажно-целлюлозной фабрики. Она начала работать в 1959 году, но достигла полной мощности только в 1962 году. Это первая в мире станция с реактором на кипящей тяжелой воде. Шведская электростанция, пущенная тоже в 1963 году, помимо выработки электроэнергии, отапливает еще одно из предместий Стокгольма. Одним из наиболее обнадеживающих политических событий в 1964 году было подписание соглашения между США и СССР о совместных исследованиях по проблеме использования ядерной тепловой 1 Этот источник энергии показал в апреле 1965 года удовлетво рительные результаты в качестве вспомогательного источника энер гии на космическом корабле. 284
энергии для опреснения морской воды в засушливых районах. Имеются все основания полагать, что эта договоренность может увенчаться экономическим решением проблемы снабжения электроэнергией и пресной водой тех районов, которые нуждаются в том и в другом. Несколько специальных проектов изучается в США (в том числе строительство атомной электростанции в Израиле). Новый советский реактор на быстрых нейтронах, помимо выработки электроэнергии, будет давать ежесуточно свыше 9000 кубических метров опресненной воды засушливым районам на побережье Каспийского моря. ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕРМОЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Нами здесь уже высказывалась мысль о том, что овладение ядерной энергией было крупнейшим достижением человека на пути прогресса техники с тех времен, как человек научился добывать огонь. Как мы только что видели, до середины 60-х годов нашего века успехи в этом отношении были невелики, в связи с чем неизбежно должно было возникнуть чувство разочарования. Но если это была действительно величайшая за миллион лет революция в технике, то следует ли удивляться тому, что ее плоды не удалось пожать за каких-то два десятилетия. Нет никаких разумных оснований усомниться в том, что ядерная энергия очень скоро станет конкурентом угля и нефти, быть может даже в 70-е годы. Это освободит наших потомков от одной серьезной заботы — опасений, что исчерпание запасов угля и нефти задержит и даже остановит прогресс человечества в области энергетики. Ведь даже по самым осторожным подсчетам запасов урана в качестве ядерного топлива должно хватить человечеству на добрых тысячу лет. А это всего лишь начало. До сих пор мы рассматривали только наиболее простую и грубую отрасль ядерной техники, основу которой образует деление очень тяжелого элемента — урана (или плутония), то есть расщепление крупных атомов, сопровождающееся высвобождением энергии. Но ядерную энергию можно добыть и в процессе синтеза, то есть при слиянии легчайших 285
атомов—атомов водорода — в атомы гелия. На этой основе действует водородная бомба. Сравните водородную бомбу с урановой и плутониевой бомбами 1945 года, и вы убедитесь в том, какое громадное количество энергии высвобождается при синтезе. С научной точки зрения нет никаких причин, мешающих использованию реакции синтеза для получения энергии. Фактически это она обеспечивала нас почти всей энергией в прошлом, ибо в синтезе скрывается источник энергии Солнца, которое в свою очередь представляет собой косвенный источник энергии, которую мы извлекаем из угля и нефти, падающей воды и наших мускулов. Солнце дает ключ к пониманию термоядерных процессов, с помощью которых человек может «запрячь» реакцию синтеза. Центр Солнца можно представлять себе как печь, температура в которой достигает величины порядка 10 миллионов градусов по Цельсию, а атомы движутся со столь большими скоростями, что возникающие при их взаимных столкновениях силы заставляют их сливаться друг с другом. Для получения термоядерной энергии на Земле необходима такая же печь, но только с гораздо более высокой температурой — несколько сотен миллионов градусов, поскольку придется сильно уменьшить в объеме источник энергии, то есть надлежащие изотопы водорода. Но какой сосуд способен удержать газ при столь высокой температуре? Пока на этот вопрос можно дать только один ответ. Газ при таких высоких температурах представляет собой плазму, то есть совокупность ядер и электронов, на которые расщепились атомы газа. Поскольку эти элементарные составные части атомов несут на себе электрические заряды, их можно удержать в магнитном поле, в своеобразной «магнитной бутылке». Но создание подобной «бутылки» сопряжено с огромными инженерными трудностями, рассмотрение которых далеко выходит за рамки настоящей книги. Достаточно просто сказать, что, хотя решение этой задачи представляется делом отдаленного будущего, все же в этом отношении уже достигнуты кое-какие обнадеживающие успехи, главным образом в Соединенных Штатах и Советском Союзе. Посильный вклад в это дело вносят также Англия и некоторые другие страны. Сейчас пока трудно сопоставлять друг с другом американ- 286
ские и советские достижения в этой области, но имеющиеся статистические данные говорят о том, что размах советских работ больше американских и что эти работы ведутся в СССР гораздо быстрее, чем в США 1. Практическое овладение термоядерной энергией, вероятно, последует еще совсем не скоро. На успех в этом отношении можно надеяться, по самым радужным подсчетам, лет через двадцать. Но даже самый отъявленный пессимист вряд ли откажется поверить в то, что эта проблема будет решена по крайней мере за тысячу лет до того, как запасы урана будут полностью исчерпаны. Но когда человечество подойдет к этому рубежу, термоядерный процесс даст в распоряжение человека практически неисчерпаемый источник энергоснабжения. По подсчетам, в океане содержится достаточно топлива (в виде тяжелого водорода), чтобы обеспечить на тысячу миллионов лет в тысячу раз более высокое потребление энергии, чем в настоящее время. ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ Подводя итоги, можно сказать, что реакция ядерного деления, а затем и реакция синтеза дают человечеству практически неисчерпаемые источники энергии. В настоящее время количество вырабатываемой энергии, или энерговооруженность, представляет собой один из наиболее важных факторов, определяющих производительность всех членов общества и, следовательно, жизненный уровень. Прогресс человечества во многом определялся количеством энергии, которым оно могло распоряжаться,— вначале это была только мускульная энергия людей, затем человечество научилось шаг за шагом использовать силу животных, ветра, воды и, наконец, энергию угля и нефти. А сейчас перспектива овладеть практически неисчерпаемыми источниками энергии, если 1 Журнал «Нью сайентист» в номере от 19 марта 1964 года сообщает на стр. 744 по данным из американских источников, что из общего числа научных работников и инженеров, занимающихся термоядерными исследованиями, на долю США приходится 25 процентов и на долю СССР — 35 процентов. За период с 1959 по 1963 год число таких исследователей возросло в Советском Союзэ на 64 процента, в других странах — на 34 процента, а в США — всего лишь на 1 процент. 287
только мы не обратим их на самоуничтожение, вселяет надежду фактически на неограниченный прогресс. Изобилие энергии предполагает изобилие всего прочего, ибо если мы испытываем нехватку чего-то, то с помощью энергии можно произвести либо необходимый нам продукт, либо же его соответствующий заменитель. И даже эта картина представляет собой не более чем лишь беглую зарисовку будущего. Как уже отмечалось, мы ведем себя сейчас так, как это делали люди, только что научившиеся добывать огонь: мы просто используем наши новые технические возможности для производства тех же вещей, что и раньше, только делаем их, пожалуй, лучше. Овладев ядерными силами, мы просто направляем наши расширившиеся возможности на производство той же хорошо знакомой нам вещи, как энергия, но теперь уже в гораздо большем количестве. И подобно тому, как человек, научившийся добывать огонь, не мог предвидеть всего того разнообразия новых открывшихся возможностей, начиная от приготовления пищи и кончая электроникой, так и наше овладение ядерными силами раскроет перед нами новые обширные области развития, о которых в настоящее время мы не имеем ни малейшего представления. Вся жизнь человека преобразится. Наши потомки будут отличаться от нас не меньше, чем мы отличаемся от того обезьяноподобного человека, который первым пошел на дерзкий шаг, начав подбрасывать ветки в огонь, вместо того чтобы убежать от него. И в силу логики непрерывного убыстрения бега истории на то, для чего раньше требовался миллион лет, в наше время может хватить жизни всего нескольких поколений.
Глава 13 ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ В СОВРЕМЕННОЙ ЖИЗНИ Электронные вычислительные машины окажут на будущее человека, вероятно, такое же глубокое воздействие, как и ядерная энергия. Они вышли на сцену почти одновременно. Но если для того, чтобы сделать ядерную энергию действительно полезным слугой человека, требуются годы утомительного и тяжелого труда, то создание электронных вычислительных машин шло очень быстро, и они уже проникли почти во все отрасли жизни. И этому не стоит удивляться. Достаточно вспомнить, что ядерная энергия отражает овладение первой принципиально новой силой природы, которую человек покоряет с того времени, как он научился добывать огонь, тогда как электроника представляет собой лишь самый последний этап в использовании человеком тех сил, которые огонь предоставил в наше распоряжение. Вычислительные машины в их доэлектронном виде имеют замечательно длительную историю. Всякий, кому доводится производить утомительные и сложные вычисления, убеждается в том, что такие вычисления должны производиться в определенном порядке, который можно выразить последовательностью точных команд, подлежащих механическому исполнению, чтобы отыскать необходимый результат. Если мы расположим результаты всех последовательных шагов вычисления в виде строк и столбцов на листе бумаги, то типичная инструкция будет гласить: «Взять числа из третьей и восьмой строк последнего заполненного столбца, перемножить их друг на друга и занести ответ в очередной столбец на четвертой строке». Когда новый столбец таким образом заполнится, следующая команда отошлет вас к новой последовательности инструкций. Однако теперь, разумеется, последний заполненный столбец в приведенной выше инструкции уже относится к только что заполненному столбцу. Таким образом, все вычисления передвинутся на один столбец дальше. Кроме того (и в этом ключ ко всему процессу вычислений), время от времени в установленный порядок операций вводятся специальные ко- 19 Зак. 339 289
манды, известные как команды ветвления или команды условного перехода, гласящие примерно так: «Если число в этой позиции есть положительная величина или нуль, то надо перейти к исполнению следующей команды; если же оно есть отрицательная величина, то надо следовать команде номер такой-то». Полный перечень инструкций и команд всегда можно изложить в таком виде, что простое механическое их исполнение даст необходимый ответ. Вычислительные машины, способные механически производить действия сложения, вычитания, умножения и деления, существуют с XVII века. Когда на такой машине производят длительные вычисления, сам оператор ничего не вычисляет, а просто организует вычисления, действуя согласно заранее составленной инструкции, какие два числа ввести в машину на той или иной операции вычислений, какое арифметическое действие произвести с ними и где записать ответ. Его работа в принципе тоже полностью автоматична. Первым, кто понял, что весь этот процесс можно сделать сплошь автоматическим, был английский математик Чарльз Бэббидж (это случилось приблизительно в 1833 году). Для этого необходимо только соединить механизмы, производящие арифметические действия, с другими механизмами, воспроизводящими действия оператора согласно командам, присовокупить к ним «запоминающее устройство», или «память», то есть устройство, регистрирующее полученные при вычислениях числа (подобно тому как оператор записывает их на бумаге) и выдающее их снова, когда они требуются. Принципы действия такой машины были почти полностью разработаны Бэббиджем. Однако при наличии в его распоряжении только таких механизмов, как зубчатые колеса и храповые механизмы, ему так и не удалось сконструировать практически действующую машину. РОЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ СЧЕТНОЙ МАШИНЫ До второй мировой войны никаких практических шагов по созданию электронной счетной машины не предпринималось, если не считать того, что Герман Холле- рит, участвуя в проведении переписи населения США в 290
1890 году, создал для специальных целей табулятор и вычислительную машину, в которые числа вводились при помощи перфокарт1, которые впоследствии стали обычным средством (так же, как и бумажная перфолента) введения данных в вычислительные машины. И все же в любое время после 1919 года можно было бы создать практически действующую электронную счетную машину. Ведь еще в 1919 году Икклс и Джордан изобрели свой триггер, это ключевое устройство, представляющее собой схему на двух электронных лампах. Триггер находится в одном из двух устойчивых состояний, пока внешний сигнал не переведет его в другое состояние. Подходящее (хотя несколько замедленно действующее) запоминающее устройство уже существовало в виде магнитного записывающего устройства Паульсе- на. Наконец, в 1937 году Говард Г. Айкен из Гарвардского университета приступил к созданию машины на электромагнитных реле, воплощающей многие мысли Бэббиджа (кроме команды условного перехода). Другие исследователи разрабатывали в 30-е годы теоретические основы действия вычислительных машин. Но как мы уже убеждались на многих других примерах, только нужды войны дали достаточный толчок и средства, необходимые для полной разработки таких машин. Машина Айкена — автоматическая вычислительная машина с программным управлением— была пущена в апреле 1944 года (на ней производились вычисления для военно-морского флота США). По современным стандартам это была медленно действующая машина, требовавшая одну треть секунды на операцию сложения и шесть секунд на операцию умножения. Тем временем Артиллерийское управление армии США субсидировало работу по созданию электронной вычислительной машины ENIAC2 Она была построена в 1946 году и предназначалась главным образом для управления артиллерийским зенитным огнем. Однако скоро выяснилось, что ее можно использовать 1 В планы Бэббиджа входило использование перфокарт, уже нашедших применение в ткацкой машине Жаккарда. 2 Название первых моделей вычислительных машин составляли из первых букв слов их полного наименования. Так, ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) означает — Электронная вычислительная машина-интегратор. 19* 291
(с некоторыми ограничениями) для всяких вычислений. Она осуществляла 5000 операций сложения в секунду и рассчитывала за 30 секунд баллистическую таблицу ведения огня, для чего ранее требовалось до 20 часов К Фактически это была первая электронная вычислительная машина. Однако она была очень сложна по своему устройству, обладала слишком малой емкостью запоминающего устройства («памятью») и во многих отношениях сильно отличалась по принципу и способу действия от электронных вычислительных машин сегодняшнего дня. Основные идеи и принципы построения последних были сформулированы в теоретических работах Джона фон Неймана, которые он начал в 1945 году. На основе разработанных им принципов бригада американских специалистов приступила к строительству машины EDVAC. Но по ряду причин их работа была прекращена. Первой электронной вычислительной машиной современного типа стала EDSAC, построенная коллективом специалистов из Кембриджского университета (Англия) под руководством М. В. Уилкеса. Эта машина осуществила свое первое полностью автоматическое вычисление в мае 1949 года. На операцию сложения ей требовалось менее 0,0001 секунды и на операцию умножения— менее 0,01 секунды. В ее запоминающем устройстве могло храниться 512 чисел до десяти миллионов каждое. Другая бригада, из Манчестера, построила прототип несколько иной машины2, которая была пущена в 1948 году. Впоследствии она построила в 1951 году (сообща с фирмой «Ферранти») и полномасштабную машину. НЕКОТОРЫЕ СОВРЕМЕННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ С этого времени наступила пора весьма быстрого прогресса благодаря применению более совершенной техники: транзисторы заменяли электронные лампы, внед- 1 Автор узнал об этих данных с чувством глубокого сожаления. В годы войны он тратил на подобные вычисления почти все свое время, тогда как машине ENIAC для этого понадобилось бы 5—6 часов. 2 С электронно-лучевой запоминающей трубкой вместо запоминающего устройства на линиях задержки, как в EDSAC и EDVAC. 292
рялась микроминиатюризация, разрабатывались более совершенные запоминающие устройства и т. д. Давайте рассмотрим без углубления в детали вопрос о производительности некоторых наиболее современных вычислительных машин. Машина «Атлас» была разработана совместно Манчестерским университетом и фирмой «Ферранти» К Первая счетная машина была введена в строй в этом университете в декабре 1962 года. Запоминающее устройство этой первой машины способно хранить в памяти свыше 100 000 чисел 14 десятичных разрядов каждое, однако машина устроена так, что емкость запоминающего устройства можно расширить до миллиона с лишним таких чисел. «Атлас» способна ежесекундно производить в среднем свыше полумиллиона, а при соответствующих условиях и до миллиона арифметических операций. При таких скоростях работы полезность вычислительной машины ограничивается производительностью оборудования, которое вводит в машину задачи и печатает результаты их решения. Это оборудование работает гораздо медленнее самой вычислительной машины, создавая опасность простоев машины. Для устранения этого недостатка «Атлас» решает несколько задач одновременно. Если по той или иной причине машина не может продолжать решение какой-то задачи, то она немедленно переключается на решение другой задачи и работает до тех пор, пока не возникает возможность вернуться к решению первой задачи. Задачи вводятся в машину с указанием очередности решения каждой из них, однако машина пересматривает и изменяет заданную последовательность решения задач с учетом возникающих задержек, обеспечивая максимальную итоговую скорость решения всех задач. В машину можно ввести 200 подлежащих решению задач, хотя из них в «фазе решения» находится одновременно всего лишь около десятка. И если после всего этого у машины все же найдется свободное время, то она начнет систематически проверять самое себя. Известно, что первая машина «Атлас» способна произвести за две недели больше вычислений, чем их было сделано за всю пред- 1 С тех пор доля участия фирмы «Ферранти» в области вычислительных машин перешла к фирме «Интернейшнл компьютере энд табулейторс лимитед». 293
шествующую историю Манчестерского университета. Чтобы полнее использовать возможности машины, ее соединили наземными линиями с несколькими иногородними центрами ввода-вывода. По словам изготовителей этих машин, первые пять таких машин вдвое повысят при полной их загрузке вычислительные возможности Великобритании. Обычная коммерческая арендная плата за пользование машиной «Атлас» составляет 750 фунтов стерлингов в час1. Это означает, что в один пенс обходится свыше 10 000 операций сложения. Такой расчет дает некоторое представление о гигантском повышении производительности вычислительных работ с помощью счетных машин. Цена на машину «Атлас» в зависимости от предъявляемых к ней требований колеблется от 2 до 3,5 миллиона фунтов стерлингов. К середине 1964 года было продано 4 таких машины. Советский Союз изъявил готовность приобрести 4 машины, но экспортные ограничения по так называемым «стратегическим» соображениям пока мешают заключению этой сделки, если только английское правительство не изменит своей политики2. В момент своего появления на свет машина «Атлас» намного обогнала по быстроте действия все существовавшие тогда в мире вычислительные устройства. Но, к сожалению (с английской точки зрения), ее, по-видимому, превзошла машина ИБМ-360. «Интернейшнл бизнес мэшинз» (ИБМ) выпускает машины шести моделей, отличающихся друг от друга размерами и скоростью, со всевозможным оснащением для обработки данных на участках ввода и вывода. Последняя модель по производительности превосходит «Атлас». Конструкция этих вычислительных машин такова, что любую часть одной машины можно подключить к любой другой машине. Потребитель может начать с приобретения самой ма- 1 Эта плата за час использования всей машины. При решении какой-то одной задачи, которую машина решает одновременно с другими, плата соответственно снижается. * Пока Советский Союз не выдвинулся в первые ряды по разработке вычислительных машин, за исключением одной специальной области, о чем речь пойдет несколько ниже. Однако в этой стране обстоятельно изучаются возможности и области применения счетно-решающих устройств, чем и объясняется эта попытка закупить самые новые модели. 294
ленькой модели стоимостью около 75000 долларов, а затем наращивать производительность своего оборудования в зависимости от своих потребностей. Программы, составленные даже для самой маленькой модели, пригодны без переделки для более крупных моделей. Емкость запоминающего устройства практически не имеет пределов, а скорость работы больше, чем у машины «Атлас». Помимо обычных вводных устройств на перфокартах, перфолентах и магнитной ленте, ИБМ-360 читает документы, напечатанные простой печатной краской, или знаки, сделанные свинцовым карандашом в определенных местах на листе бумаги. Машину можно запросить о хранящейся в ней информации путем набора кодового числа на телефонном диске. Ответ она дает в речевой записи. Хотя микроминиатюризация в этой машине до конца не доведена (в этом отношении даже существующие технические возможности позволяют создать более совершенную машину), в ней использованы диоды и транзисторы диаметром всего около 0,5 миллиметра. Об успехе этих машин ИБМ можно судить хотя бы по тому факту, что за 10 недель с момента первого объявления о их серийном выпуске из одной Англии поступило около 130 заказов (по большей части на модели меньших размеров) К Не всем нужны подобные гиганты. Однако начиная с 1959 года были достигнуты значительные успехи по выпуску небольших и дешевых вычислительных машин с малой скоростью работы, доступных средним торговым фирмам или муниципальным советам небольших городов. Подобные машины имеют габариты конторского стола с запоминающим устройством на несколько тысяч чисел и скоростью работы несколько тысяч операций в секунду. Эта миниатюризация счетно-решающих устройств была достигнута путем тщательной транзистори- зации схем. Дальнейшие шаги в этом направлении, в 1 О выпуске ИБМ-360 печать сообщила в апреле 1964 года со сроками поставки первых машин до двух лет. В сентябре фирма «Интернейшнл компьютере энд табулейторс» объявила о серийном выпуске с годичным сроком исполнения машин модели 1900, которая (судя по поступившим к моменту написания настоящей книги сведениям) по своему принципу действия и скорости работы была очень похожа на ИБМ-360. Объявленная стоимость машин этой серии составляет от 40 до 750 с лишним тысяч фунтов стерлингов (рис. XXXIII). 295
частности твердотельная микроминиатюризация, увенчались созданием экспериментальных образцов крошечных вычислительных машин объемом несколько кубических дюймов и весом до одного килограмма (даже до нескольких десятков граммов). Однако такие разработки ведутся пока, по-видимому, главным образом в военных назначениях. Автоматическая вычислительная машина, конечно, не обязательно должна быть электронной. Ее можно построить на любом переключающем приспособлении. В последние годы выявлена большая перспективность машин пневматического действия, в которых переключение осуществляется струйным взаимодействием воздуха или жидкости. Такие вычислительные машины действуют медленно, но они дешевы и крайне надежны, что открывает перед ними большие возможности применения в определенных направлениях, особенно в области изготовления контрольного оборудования. Первые сообщения о работах по созданию таких машин поступили из Москвы и Вашингтона к концу 1959 года. Думается, что Советский Союз идет в данной области впереди всех, хотя выносить об этом окончательное суждение трудно, так как в Соединенных Штатах такие работы ведутся в большинстве случаев по военным заказам и поэтому засекречены. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО И БУХГАЛТЕРСКОГО УЧЕТА Переходя теперь к вопросу об областях применения вычислительных машин, надо прежде всего осознать, что существует очень много научных задач, которые в принципе разрешимы, но для решения которых необходимы столь трудоемкие вычисления, что без вычислительных машин для этого потребовались бы многие годы и даже столетия. Это ставило их прежде в ряд практически неразрешимых задач. Таким образом, появление вычислительных машин революционизировало много областей науки — и фундаментальных и прикладных. На первых порах, то есть около 1950 года, вычислительные машины использовались в Англии преимущественно для решения научных задач, в то время как в Америке они 296
зачислялись главным образом на военную службу, хотя в отдельных случаях и там их использовали в нуждах науки. Однако вскоре выяснилось, что вычислительные машины как нельзя лучше способны справляться с огромной административно-управленческой и учетной работой на современных промышленных предприятиях и в правительственных учреждениях. Хотя обычно и считается, что конторский служащий должен думать, тем не менее в большинстве случаев его работа представляет собой последовательность простых операций, которые вычислительная машина способна выполнять куда быстрее, дешевле и точнее. Более того, вычислительную машину нельзя считать просто счетно-решающим устройством, хотя первоначально ее создавали именно в этих целях. По существу, это есть машина для обработки данных, или для обработки информации. Иными словами, в нее можно вводить любые данные, если только они точно сформулированы \ которые она сортирует, делает на их основе логические выводы, а затем выдает результаты в любой удобной, заранее определенной форме. Сочетание способностей вычислять и обрабатывать информацию — вот фактически все то, что в большинстве случаев требуется от огромной армии конторских служащих. Первой серьезно заинтересовалась использованием вычислительных машин для конторской работы лондонская фирма «Дж. Лайонс энд компани», занимающаяся снабжением продовольственными товарами. После пробных работ с вычислительной машиной EDSAC конструкции Кембриджского университета эта фирма построила в конце 1953 года свою собственную машину ЛЭО-1, быстро продемонстрировавшую преимущества «электронной конторы» мри выполнении текущих учетных работ. На составлении платежных ведомостей для фирмы Лай- онса, а позднее для фордовского завода в Дагенхэме и других фирм эта машина заменяла 200—300 конторских служащих, хотя саму машину обслуживало всего 14 операторов. Менее чем за два года вычислительные машины были взяты на вооружение многими торговыми фирмами для составления зарплатных ведомостей, выписки 1 Точные формулировки охватывают и неточные формулировки, но с точно известной их неопределенностью. 297
накладных, учета запасов и т. д. Местные власти, национализированные отрасли промышленности, государственные учреждения, страховые общества и т. п. стали быстро переходить к использованию вычислительных машин на подобных же участках работы. К помощи таких машин обратились и банки с целью мгновенного учета операций клиентуры, часто используя автоматические чекосор- тирующие машины для ускорения банковских операций. Однако такое использование вычислительных машин для торгово-промышленного бухгалтерского учета делает только первые шаги. Пока используются только возможности вычислительных машин производить арифметические операции, но не их способность обрабатывать информацию и принимать решения (если выработаны точные правила, определяющие основу решения). Всего около двух лет понадобилось машине ЛЭО, чтобы доказать свою пригодность к выполнению и многих иных заданий, если воспользоваться всеми возможностями такой машины. Ежедневные заказы на поставки для трех сотен чайных магазинов фирмы Лайонса передаются по телефону в главную контору и вводятся в вычислительную машину. Подбирая и сортируя эту информацию, машина ЛЭО-1 готовит для фабрики планы работы, позволяющие приводить производство в соответствие со спросом. Она планирует движение запасов со склада на погрузочные причалы, организуя это даже так, что грузовые фургоны загружаются в оптимальном порядке, обеспечивая расположение ближе к выходу тех грузов, которые подлежат первоочередной отправке, и т. п. Выполнив приблизительно за один час текущую работу, которую раньше выполняло около 50 конторских служащих, машина ЛЭО-1 сама переключается на решение вопросов, требующих внимания администрации. В машину подают, например, данные о нормальной распродаже по каждому чайному магазину. Она сравнивает эти данные с текущими заказами, пропуская обычные по объему заявки, но выпечатывая все сведения в случаях неожиданно оживившейся или замедлившейся распродажи, когда от администрации требуются особые меры. В данном случае используется способность вычислительной машины принимать решения, если даже это решение сводится просто к выявлению тех случаев, которые требуют участия человеческого рассудка. 298
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПЛАНИРОВАНИИ Методы использования вычислительных машин, впервые разработанные фирмой Лайонса, стали быстро внедряться при планировании производства во многих отраслях промышленности. Как бы эффективно ни работали отдельные машины или рабочие, эффективность всего завода в конечном счете зависит от такого планирования всего производственного процесса, которое обеспечивает его равномерную загрузку как единого целого, когда сырье и полуфабрикаты поступают вовремя и именно туда, где они нужны, когда весь процесс осуществляется без задержек, когда ни машины, ни операторы не простаивают, когда полуфабрикату не приходится долго ждать окончательной обработки, когда заказы выполняются в нужной очередности и т. д. Все это прежде всего вопросы учета и планирования. Статистические данные, необходимые для производства расчетов и разработки безукоризненного плана, существуют (или могут существовать) под рукой. Единственное затруднение— объем необходимой работы по арифметическим операциям и обработке информации, для выполнения которой армии конторских служащих могут потребоваться недели, месяцы или даже годы труда. А ее едва ли целесообразно содержать для составления производственных заданий на следующую неделю. Следовательно, на практике администрация до последнего времени была вынуждена пренебрегать всем потенциальным богатством существующих статистических данных и полагаться только на опыт и интуицию. В итоге предприятие обычно работает с большим недоиспользованием своих возможностей. Скорость работы вычислительных машин и их способность перерабатывать информацию в большом объеме полностью меняют положение. Хотя быстрота действия вычислительной машины в большинстве случаев не обеспечивает составления идеального производственного плана, она все же позволяет намного улучшить выработку текущих заданий по сравнению с прежним уровнем. В качестве примера всесторонней рационализации в этом направлении сошлемся на деятельность фирмы «Бритиш петролеум компани», которая в 1958 году 299
приступила к планированию с помощью вычислительной машины наиболее эффективного использования наличных запасов сырой нефти и производственных возможностей нефтеперегонного завода для удовлетворения спроса. Следующим шагом в том же направлении был перевод пяти нефтеперегонных заводов, находящихся на большом расстоянии друг от друга, на работу по единому плану, по которому вычислительная машина распределяла между ними производственные задания так, например, чтобы свести к минимуму транспортные расходы. Этот план охватывал перевозки сырой нефти и готовых нефтепродуктов на обширной территории, простирающейся от Скандинавии до Австралии. Позднее в единую систему включили еще два завода по переработке нефти, так что планирование с помощью вычислительной машины стало охватывать годовое производство около 32 миллионов тонн нефтепродуктов. В 1964 году была создана параллельная система планирования, охватывающая европейский рынок с потреблением 16 миллионов тонн нефтепродуктов. Обе эти схемы охватывали более трех четвертей производства компании. Это, конечно, пример необычайно широкого применения данного метода, однако его полезность и в более обычных условиях может быть показана на примере одной английской фабрики бытовых приборов в Питербороу, на которой переход в 1961 году к планированию с помощью вычислительной машины снизил затраты времени на разработку производственной программы с 7 недель до 3 часов. До сих пор вычислительные машины использовались для разработки планов наиболее эффективного использования существующих предприятий и оборудования. Однако дальнейший очевидный шаг состоит в распространении подобных методов на проектирование самого предприятия. Это было осуществлено недавно в масштабах одного американского завода промышленных газов. Информация о географическом распределении потребителей продукции завода, о возможном объеме их потребления на несколько лет вперед, о стоимости участков земли для постройки завода, энергии и транспорта была введена в вычислительную машину, которая осуществила выбор наиболее выгодной строительной площадки для завода, размеров самого завода и даже графика его строительства. 300
В сельском хозяйстве подобным же образом вычислительная машина на основе информации о качестве почвы, наличии машин и рабочей силы, условиях сбыта продукции т. п. способна помочь при составлении плана наиболее выгодного использования земли. Этот метод, испытанный в Чехословакии в 20 коллективных хозяйствах, привел к повышению содержания белков в фуражных культурах почти на 15 процентов. Один московский исследовательский коллектив работает над гораздо более сложной проблемой использования вычислительных машин для разработки зональных и даже национальных планов развития сельского хозяйства. В Голландии с помощью вычислительной машины, в запоминающем устройстве которой хранится обширная информация о результатах анализов почвы и районных особенностях, фермер может в течение 30 секунд получить совет о наилучших удобрениях для возделываемых им культур. Когда заводу или складу приходится доставлять грузы многим потребителям, разбросанным на большой территории, весьма важно организовать доставку так, чтобы сделать расходы на них минимальными. Этого также можно эффективнее всего добиться при помощи вычислительной машины. В Москве песок на 500 строительных площадок завозится грузовиками из 8 разных речных причалов. Важно правильно решить вопрос о том, с какого причала доставлять песок на ту или иную строительную площадку. Вычисления на машине «Стрела», потребовавшие около полутора часов, позволили составить план перевозок, сокративший потребности в автотранспорте более чем на 800 тысяч тонно-километров в сутки по сравнению с самым лучшим графиком, разработанным инженерами К Одна американская фирма, выпускающая вычислительные машины, принимает в настоящее время заказы на решение подобных задач. Потребитель платит фирме за такой заказ около 60 фунтов стерлингов. Для крупных и сложных строительств был разработан иной тип планирования, называемый «сетевым 1 На основе подобных опытов было решено создать к 1965 году с помощью вычислительных машин единую систему управления работой на всех строительных участках в Москве с охватом около 1000 строительных площадок, 60—80 складов, свыше 10 000 грузовиков и свыше 200 000 рабочих. 301
анализом». Пусть нужно выполнить множество работ, каждая из которых зависит от завершения некоторых предшествующих ей других работ, а она в свою очередь должна быть полностью завершена до того, как приступить к определенным другим работам. В задачу сетевого анализа и входит выявление очередности (или очередно- стей) работ, на выполнение которых требуется больше всего времени, с тем чтобы планирующие учреждения сосредоточили свое внимание на своевременном их завершении по графику. Этот способ был разработан в 1958 году в Соединенных Штатах для координации работ нескольких тысяч подрядчиков, участвовавших в осуществлении проекта по созданию ракет «Поларис». Немного позже фирма «Дюпон де Немур» стала разрабатывать методами сетевого анализа графики сооружения химических предприятий. В настоящее время сетевой анализ широко используется на больших строительных объектах, при строительстве судов и, например, при планировании строительных работ на новой линии лондонского метрополитена «Виктория». Если вычислительные машины можно использовать таким образом для более эффективного планирования работы отдельных предприятий или целых фирм, то ясно, что они способны оказать огромную помощь при решении такой гораздо более трудной задачи, как планирование экономики в масштабе целой социалистической страны. Это требует решения ряда математических задач гораздо большей сложности. Уже ряд лет в СССР ведутся обширные поисковые работы в этой области, причем исследователи выражают уверенность в том, что применение вычислительных машин сильно повысит точность и эффективность их национального планирования. Полагают, что результаты этой работы начнут сказываться с 1965 года. НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ ОБЛАСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН Большего, чем привести еще несколько других примеров практического применения вычислительных машин, здесь не удастся достигнуть. На вычисления, необходимые при создании системы линз, раньше требо- 302
вались многие месяцы. Но и тогда проектировщику приходилось мириться с определенными недостатками, теоретически вполне устранимыми при дальнейших вычислениях. В настоящее время подобные вычисления производятся с более высокой точностью, а затраты времени на них исчисляются теперь сутками и даже часами. При проектировании судов объем вычислительной работы тоже настолько велик, что проектировщик вынужден в конце концов полагаться в ряде случаев на свой опыт и интуицию. Однако в настоящее время задача расчета идеальной формы корпуса судна любого назначения, обеспечивающего оптимальную работу в различных погодных условиях, уже решается с помощью вычислительных машин. С их помощью начали производить даже такие трудоемкие работы, как разбивка общего плана на детальные спецификации для каждого листа или другой части. В тех случаях, когда для решения какой-либо задачи необходимо произвести сравнение большого объема информации, вычислительная машина незаменима. В Нью- Йорке с 1963 года работает машина, ежеминутно просматривающая до 120 000 юридических справок с целью выявления прецедентов. При диагнозе сердечных заболеваний по перечню симптомов вычислительная машина, работавшая в Токио в том же году, достигла точности 90,1 процента, в то время как точность диагноза в практике 10 опытных врачей колебалась от 75,2 до 78 процентов. О подобных же результатах сообщал и один из советских медицинских институтов*. Вычислительная машина, использовавшаяся для анализа данных о родах в 200 американских госпиталях, дала материалы, позволившие улучшить постановку акушерского дела. К использованию вычислительной машины в подобных целях приступили и в Англии. Разрабатывается много других планов по использованию вычислительных машин для обработки статистических данных об условиях, благоприятствующих распространению тех или других болезней, в целях отыскания возможных способов прогнозирования их возникновения, предупреждения и лечения. Особенно сложны и трудоемки для решения те задачи, в которых многие переменные требуется распределить * Институт хирургии им. А. А. Вишневского Академии медицинских наук" СССР. 303
так, чтобы удовлетворить многим условиям. Это хорошо известно, например, всякому заведующему учебной частью, которому приходилось составлять расписание для большой школы. Надо, чтобы два класса не попали одновременно в одну комнату или к одному преподавателю, чтобы у всех преподавателей было, скажем, по пять свободных от занятий отрезков времени, равномерно распределенных по дням недели, и чтобы Джон Смит действительно получил свободу выбора, пойти ли ему на лекцию по физике или же на занятия по испанскому языку. В прошлом приходилось мириться с далеко не совершенным расписанием, но теперь вычислительная машина способна быстро проанализировать все варианты и составить наилучшее возможное расписание. Гораздо более сложная задача по составлению расписания железнодорожного сообщения требует для своего решения работы в течение года большого штата железнодорожных служащих. Управление английских железных дорог приступило в 1957 году к изучению возможностей вычислительных машин по составлению железнодорожного расписания. Движение поездов по такому графику началось в Англии в 1963 году. Это управление решило перейти к регулярному составлению таких расписаний вычислительными машинами. Для составления расписания последним требуется около 10 недель. Переход к новой форме работы позволяет сильно сократить штаты железнодорожных служащих. На железных дорогах Советского Союза составленный с помощью вычислительных машин график перегона порожних пассажирских и товарных вагонов дает ежегодно экономию около 8 миллионов рублей. С 1954 года авиакомпании используют вычислительные машины для предварительной продажи билетов. Всего несколько секунд требуется кассиру любой конторы агентства, чтобы установить с помощью вычислительной машины (ее запоминающего устройства) остаток свободных мест. Проданные билеты вводятся тем или иным способом в запоминающее устройство вычислительной машины. Системе «Бритиш юропиен эйруэйс», которая должна приступить к работе в 1964 году, придется в месяцы наплыва пассажиров обрабатывать около 500000 регистрационных карточек, 100 000 контрольных полетных путевок и свыше миллиона заказов на билеты. 304
В гражданской авиации оперативность играет очень большую роль, поскольку авиалинии несут большие убытки, когда недостаток сведений ведет к потере заказов на билеты. Отнюдь не исключено, что вычислительные машины показывают себя с самой лучшей стороны (с точки зрения жизненных нужд) именно тогда, когда требуется быстро решить сложную задачу. Так, для пропуска без задержек городского транспорта в часы наиболее интенсивного движения важно быстро оценивать автоматически поступающие сведения о густоте движения в различных пунктах, быстро решать, в каком направлении пропускать транспорт в первую очередь и соответственно регулировать уличное движение через светофоры. Очень простая система с вычислительной машиной, установленная для регулирования движения через нью-йоркский туннель, сократила средний простой автомашин на 70 процентов. Экспериментальная установка в Торонто, установленная для регулирования движения на 15 перекрестках, сократила простои на 25 процентов в утренние часы пик и на 11 процентов в вечерние часы пик. В настоящее время такая система в этом городе постепенно расширяется и должна к 1965 году охватить свыше 500 пультов светофорной сигнализации. Введение этой системы обойдется в сумму около 3 миллионов долларов, однако эффект от нее можно сравнить с результатами улучшения дорог от капиталовложений на сумму от 20 до 40 миллионов долларов. В Нью-Йорке планируется внедрить еще одну, более крупную систему, проектирование которой оценивается в 1 миллион, а осуществление — в 20 миллионов долларов. В 1963 году министерство транспорта с помощью вычислительной машины приступило к обследованию с целью выявления целесообразности введения в Лондоне системы регулирования уличного движения на площади около 10 квадратных километров. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА - ПОМОЩНИК УЧЕНОГО И УЧАЩЕГОСЯ В настоящее время вычислительные машины вторглись и в область литературных исследований. Всякий ученый, нашедший кусок папируса с несколькими 20 Зак. 339 305
словами на нем и пожелавший выяснить, не из Нового ли Завета эти слова, может получить справку у машины Бёркбекского колледжа (Лондон). Машина даст положительный или отрицательный ответ и назовет в первом случае точный источник. Скоро эта машина запишет весь свод греческой литературы на ленту и будет давать аналогичные справки. В Милане одна вычислительная машина используется для индексации работ Фомы Аквинского и свитков Мертвого моря. Сочинение на полтора миллиона слов можно проиндексировать полностью (все слова!) в качестве пособия для ученых за 60 человеко-часов вместо требовавшихся раньше для этого 24 человеко-лет. Там, где разрушительное действие времени стерло в свитке Мертвого моря отдельные слова, эта машина может определить величину пропуска и смысл отрывка, а затем путем сравнения с текстом в других местах установить с высокой степенью достоверности исчезнувшие слова. Анализ стилистических особенностей, проведенный на машине Бёркбекского колледжа под руководством А. К. Мортона, дал убедительные доказательства того, что из всех традиционно приписываемых апостолу Павлу посланий только четыре были действительно написаны им. Забавно, что применение вычислительных машин в области литературных исследований приобрело столь сильное богословское звучание. Но есть здесь и исключения. Взять хотя бы русского профессора Кнорозова, который заявил, что с помощью вычислительных машин ему удалось расшифровать до 40 процентов содержания трех сохранившихся манускриптов на забытом языке цивилизации майя. Однако кое-кто из специалистов с сомнением встретил это сообщение. Проблема такого хранения информации, чтобы ею можно было при необходимости пользоваться, угрожает потопом миру науки и ученых. Объем публикуемых статей о результатах научных исследований по химии расширяется вдвое каждые 8,5 лет. Ежегодно химический реферативный журнал «Кемикл эбстрактс» публикует до 130 000 рефератов таких статей. Поиски среди них необходимой информации поглощают столько времени, что часто цель не оправдывает затраченных средств. Химик может догадываться, что нужные ему конкретные сведения существуют, но ему легче иногда провести са- 306
мому заново тот или иной опыт, чем отыскать первоначальное сообщение о результатах подобного же исследования. Сейчас общепризнано, что такие трудности серьезно снижают эффективность научно-исследовательской работы. Так, одно недавнее пробное обследование (видимо, в сечетании с некоторыми догадками) дало основания к выводу, что свыше 20 процентов научно-исследовательских работ вольно или невольно дублируют друг друга из-за неудач с поиском источников существующей информации. Такое дублирование обходится Англии ежегодно в сумму от 6 до 12 миллионов фунтов стерлингов. Единственный выход заключается, по-видимому, в том, чтобы поручить индексацию и поиск нужной информации вычислительным машинам. Первым шагом на этом пути надо считать осуществляемый сейчас выпуск одной вычислительной машиной периодического бюллетеня «Кемикл тайтлз», представляющего собой перечень названий всех статей по химии. В эту машину вводят названия опубликованных статей, фамилии их авторов и библиографические данные, а машина автоматически выдает ряд индексов. Самые важные индексы состоят из ключевых слов, входящих в название статей (пептиды, катионы и т. п.), которые располагаются в алфавитном порядке и даются в контексте, чтобы полнее раскрыть тему, вместе с нужными ссылками. Все это счетная машина выдает в напечатанном виде и именно в такой форме, в которой эти данные будут опубликованы, то есть готовыми к фотографированию и напечатанию методами офсетной фотолитографии. Машина осуществляет около 72 миллионов операций за 25 минут. В итоге такие индексы попадают к потребителю в двухнедельный срок, в то время как информация в реферативных журналах, выпускаемых прежними способами, устаревает на многие месяцы, если иногда не на целые годы. Это лишь первый небольшой шаг. В настоящее время во многих центрах ведутся исследования по разработке более совершенных систем, в которых, например, вычислительная машина «просматривает» текст статьи и по повторяемости слов определенных категорий решает вопрос о ее классификации. Таким образом, машина постепенно накапливает в своей «памяти» информацию о публикациях по той или иной тематике. Затем она 20* 307
сможет выдавать по требованию все источники по определенному вопросу. Наконец, эту же машину можно заставить выдавать через регулярные промежутки времени напечатанные списки новых работ по теме, интересующей того или иного ученого, которому достаточно будет затем просмотреть только рекомендуемые машиной статьи. Конечно, та же машина может время от времени печатать и полный систематический указатель статей, сведения о которых накоплены в ее запоминающем устройстве. Подобные системы находятся пока еще только в экспериментальной стадии, но представляются весьма перспективными. С ростом объема публикуемого материала все более обостряется проблема его перевода с одного языка на другой. Наличие достаточно квалифицированных переводчиков, особенно с русского языка на западные, не отвечает потребностям. По этим причинам с начала 50-х годов ведется большая работа по изучению возможностей машинного перевода. Однако дела в этой области продвигаются медленно. Как оказалось, нетрудно организовать показательные опыты по машинному переводу, когда машина довольно сносно переводит тексты узкой тематики, по которой она прошла специальную подготовку. При переводе же материалов без ограничений по тематике вычислительные машины дают перевод, по своему качеству соответствующий продукции переводчика посредственных способностей, работающего со словарем и на основе только самых общих синтаксических правил. Но такой перевод понимается почти с не меньшим трудом, что и иностранный оригинал. Вероятно, пройдет ряд лет, прежде чем вычислительные машины станут давать вполне удовлетворительные переводы, которыми можно будет пользоваться в общей практике. И еще много лет понадобится для того, чтобы довести машинный перевод до конкурентоспособности по стоимости с работой обыкновенного переводчика. Обучающие машины, в которых небольшое специализированное счетно-решающее устройство проверяет правильность ответа студента на тот или иной вопрос (заданный, например, путем нажатия надлежащей кнопки) и затем либо отправляет его дальше, либо задает ему программу для повторения, которая заставит студента ЗС8
исправить свою ошибку, начинают приносить пользу в сфере просвещения. При правильном использовании эти машины не заменяют преподавателя, а только выполняют часть его более механических обязанностей, позволяя тем самым ему уделять больше времени творческому обучению. Но здесь возникла интересная ситуация. Программирование таких машин потребовало весьма глубокого исследования процесса обучения, результаты которого могут быть важнее самих этих машин. Если уяснить себе проблему обучения, то можно создать такой учебник, который ставит перед учеником задачу и отправляет его в зависимости от его ответа к той или другой странице, обеспечивая таким образом проработку им того материала, в усвоении которого он обнаружил слабость. Естественно, что учебник гораздо дешевле обучающей машины. Такую ситуацию, при которой исследования проблемы использования вычислительной машины для решения данной проблемы приводят к улучшению методов решения поставленной задачи уже без вычислительных машин, ни в коем случае нельзя считать особенной. Торговым фирмам, намеревавшимся устанавливать вычислительные машины для бухгалтерско-статистического учета и планирования своей работы, приходилось так рационализировать и систематизировать свою работу, что иногда необходимость в установке вычислительной машины отпадала, поскольку проведенная перестройка давала сама по себе большой эффект. Однако, разумеется, случаи, когда без вычислительных машин обойтись нельзя, гораздо многочисленнее случаев, когда без них можно обойтись. Мы привели только отдельные примеры того, что вычислительные машины могут делать уже в настоящее время и на что они способны уже в ближайшем будущем. Надо еще раз подчеркнуть, что их вклад в общее развитие фундаментальных наук будет, вероятно, гораздо весомее, чем все вместе взятые результаты их применения в остальных областях. Здесь достаточно сослаться на один такой пример. Огромные успехи, достигнутые за последние годы в изучении фантастически сложных структур белйов и нуклеиновых кислот, образующих основу живой материи, были бы совершенно невозможны без вычислительных машин. Если учесть, что эти научные данные могут дать ключ к победе над многими 309
генетическими заболеваниями и над такими болезнями, как рак, при которых нарушается нормальная химическая деятельность клетки, и что это всего лишь одна из многих научных проблем, решение которых невозможно без использования вычислительных машин, то мы, быть может, начнем понимать огромные возможности, открываемые этими машинами. БУДУЩЕЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН Как мы уже отмечали в главе о ядерной энергетике и как это надлежит еще раз сказать в данном случае, это только начало. Сами вычислительные машины и методы их использования продолжают развиваться с головокружительной быстротой. Туннельные диоды могут повысить скорость их работы еще в 100 раз. Емкость быстродействующего запоминающего устройства машин!— именно она в настоящее время является одним из основных ограничивающих факторов — можно значительно увеличить, если такие машины заставить работать при очень низких температурах, когда электрическое сопротивление металлов полностью исчезает. В начале 1964 года «Радио корпорейшн оф Америка» объявила о создании ею запоминающего устройства, способного хранить информацию, по объему эквивалентную приблизительно 5000 десятичных знаков, на пластинке площадью 5x5 квадратных сантиметров и толщиной всего в одну четвертую долю тысячной части миллиметра. 1 Нельзя путать «быстродействующее запоминающее устройство», из которого информацию можно извлечь с максимальной скоростью, доступной для других частей вычислительной машины, с «вспомогательным запоминающим устройством», из которого информация извлекается медленнее. Емкость последнего можно сделать фактически неограниченной, тогда как емкость первого приходится по соображениям стоимости и размеров сильно ограничивать. Если та или иная информация имеет такой характер, что заранее (предваряя, скажем, на тысячную долю секунды) можно сказать, когда она потребуется, то ее можно хранить во вспомогательном запоминающем устройстве, передавая в быстродействующее запоминающее устройство перед самым ее использованием. Однако всю информацию, которая должна выдаваться по требованию, приходится хранить в быстродействующем запоминающем устройстве — в противном случае возможна задержка с вычислениями. Таким образом, емкость быстродействующего запоминающего устройства определяет фактически возможности вычислительной машины. 310
Запоминающее устройство вычислительной машины в настоящее время работает по так называемой адресной системе. Это значит, что для извлечения нужной информации в необходимый момент в программе должен быть указан номер именно той ячейки, в которой хранится данная информация. Этот процесс напоминает процесс получения с вешалки пальто по предъявленному номеру. Если номер утерян, то вы просите гардеробщика найти вещь, называя такие, например, признаки: «Светло- коричневый г!лащ без пояса, с довольно грязным воротником. Я сдал его без нескольких минут семь, когда вы спорили с человеком с рыжеватыми усами». Гардеробщик находит плащ по этим признакам, а не на основе данных о том, где он висит. Ему известно, что плащ ассоциируется с такими атрибутами, как «светло-коричневый» и «с довольно грязным воротником». Человеческий мозг при решении той или иной задачи пользуется своей памятью гораздо ближе к только что описанному методу, чем к способу поиска по номеру. Эта ассоциативная запоминающая система (так она называется) менее точная, чем адресная система, но гораздо более гибкая. Она лежит в основе более творческих аспектов мышления, когда мысль отыскивает ассоциации для открытия чего-то, что относится к решаемой задаче. Запоминающие устройства вычислительных машин уже сейчас можно настраивать на поиск информации на основе очень простых ассоциаций — они могли бы решить задачу о потерянном номере с вешалки, если бы это было оправдано. Существует перспектива того, что в будущем ассоциативные запоминающие устройства позволят решать с помощью вычислительных машин гораздо более сложные задачи, приблизив функции таких машин к человеческому образу мышления. Пока вычислительная машина еще очень «глупа». Она дает замечательные результаты благодаря высокой скорости действия и способности перерабатывать большой объем информации. Но ее можно уподобить идиоту с высоким быстродействием и огромной памятью. Чтобы заставить вычислительную машину работать на нас, нам нужно точно знать, как решается данная задача, и изложить весьма подробно способ ее решения. Вычислительная машина лишена способности извлекать уроки 311
из опыта и самосовершенствоваться в процессе самой работы. Но уже сейчас намечаются (пока смутно) пути создания более совершенных самообучающихся в процессе работы машин. Рассмотрим, к примеру, программирование вычислительной машины для игры в шашки1 против игрока. Вычислительную машину можно научить правилам игры, некоторым положениям элементарной стратегии игры, правилам анализа последствий всех возможных направлений игры на несколько ходов вперед (только на несколько, так как число возможных позиций столь быстро возрастает, что проанализировать все их практически невозможно), а также выбору направления игры, которое дает выигрыш максимального числа шашек с минимальными потерями. Тогда машица действительно станет играть в шашки, хотя довольно плохо. Однако Артур Л. Сэмюельс (сотрудник нью-йоркских научно-исследовательских лабораторий фирмы «Интернешнл бизнес мэшинз») доказал возможность составления такой программы для вычислительной машины, которая не только позволит ей вести игру в шашки по заданным ей правилам, но и заставит учиться ее играть все лучше и лучше с учетом собственного опыта. Машина способна опираться на свой опыт в двух главных направлениях. Во-первых, она может запоминать данные предшествующего анализа возможных ходов и углублять его на дальнейшие ходы при игре в будущем. Это позволит ей улучшить главным образом свои дебюты и концовки игр. Во-вторых, если в машину ввести перечень возможных критериев для оценки прочности позиции, то машина может воспользоваться своим опытом, приобретенным в ходе многочисленных партий, для определения относительного удельного веса таких критериев. При подобном программировании вычислительная машина научилась «довольно хорошо играть» (по словам самого Сэмюельса). Более того, машина вскоре стала даже обыгрывать своего учителя. 1 Наладка вычислительных машин для ведения той или иной игры — излюбленный способ того, кто изучает возможности таких машин. Игра воспроизводит некоторые стороны реальной жизни, хотя в значительно упрощенных условиях, а изучение способностей машин играть в ту или иную игру часто помогало совершенствовать вычислительные машины для выполнения полезной работы. Аналогия с ролью игр в воспитании детей представляет известный интерес. 312
Эксперименты в этом направлении (наряду с экспериментами в других направлениях) показывают, что в принципе вычислительные машины можно запрограммировать на самообучение. Однако для этого потребуется еще очень много работы. Машина никогда не научится играть в шашки так же хорошо, как лучшие игроки. Для обучения вычислительной машины по второму способу Сэмюельсу пришлось ввести в нее перечень возможных критериев, из которых она должна была выбирать. Машина не обладает способностями придумывать сама новые идеи (хотя использование ассоциативного запоминающего устройства могло бы предположительно придать ей такие способности). И во всяком случае, игра в шашки очень проста по сравнению с тем, что может иметь практическое значение в реальной жизни. С методами, которые можно предвидеть в настоящее время, вычислительные машины не могут продвинуться в данном направлении дальше подобной точки. Даже игра в шахматы оказывается для них слишком сложной, чтобы им удавалось переиграть способного начинающего любителя. И все же есть все основания надеяться на то, что достигнутые к настоящему времени бурные успехи довольно быстро приведут к созданию достаточно умных вычислительных машин, способных к самообучению на собственном опыте. Итак, мы находимся лишь на заре века вычислительных машин. В не очень отдаленном будущем у нас появятся информационные центры с вычислительными машинами, хранящие все богатства из библиотек мира и выдающие любую информацию по требованию не только тогда, когда мы в состоянии точно сформулировать, что именно нам нужно узнать, но и тогда (используя ассоциативные запоминающие устройства), когда мы довольно смутно называем характер требующейся информации (например, «все факты или все умозрительные доводы других лиц, которые помогли бы мне понять, почему литературные исследования с помощью вычислительных машин сосредоточивались на богословских вопросах»). Появятся и другие машины, в которые станут вводить самые свежие сведения о всех сторонах состояния дел в промышленности, сельском хозяйстве и торговле. Такие машины, моментально анализируя и сопоставляя друг с другом подобные данные, смогут 313
выдавать по первому же требованию сводку состояния дел по тому или иному вопросу, необходимую для принятия экономических решений на полностью рациональной основе. В настоящее время вычислительные машины, в которые вводятся те небольшие сведения, которыми мы располагаем о формировании метеорологических систем, оказывают скромную помощь метеорологам при составлении сводок погоды. В будущем мы сможем вводить в нашу метеорологическую вычислительную машину известные нам данные, непрерывно пополняемые свежими сведениями о температуре, давление воздуха и других параметрах, на основе которых машина станет составлять прогнозы погоды, которые без машины нельзя было бы получить из-за обилия и сложности исходных данных. Вычислительные машины, хранящие всю информацию о народном здравоохранении (предполагая значительно улучшенное медицинское обслуживание, при котором хорошо известно состояние здс^ровья всех людей), значительно расширят наши возможности в борьбе с заболеваниями и в предотвращении болезней. Уже существуют демонстрационные машины, выполняющие устные команды при условии, что эти команды произносятся четко и в пределах словаря порядка дюжины слов. В будущем вычислительная машина станет «прослушивать» выступления на той или иной международной конференции и почти мгновенно делать одновременные переводы на другие языки. Во всем этом мы опять-таки только предсказываем, что вычислительные машины позволят нам эффективно и быстро осуществлять то, что мы уже делаем, но делаем неуклюже и медленно. Несомненно лишь одно: когда мы действительно оценим все возможности вычислительных машин, то они помогут нам творить такие дела, о которых в настоящее время мы не можем даже догадываться. Вычислительные машины уже освобождают нас от большой части нудной, шаблонной работы. А скоро и вся умственная поденщина будет целиком выполняться электронными рабами. «Думают» ли (или будут ли «думать» в будущем) вычислительные машины — вероятно, бессмысленный вопрос. Но они, безусловно, смогут взять на себя много такой работы, которую мы выполняем в процессе обдумывания, причем их роль в этом отношении будет становиться все больше. Мы мо- 314
жем представить себе время, когда каждый научный работник или исследователь, занятый творческим процессом, будет иметь у себя под рукой ввод и вывод вычислительной машины. Некоторые новые идеи требуют для своей проверки и разработки большой умственной, но трафаретной работы. И вот ученый, не тратя на эту работу и на рутинные занятия новых недель или месяцев, просто дает устное указание своей вычислительной машине. В силу своей превосходной скорости работы вычислительная машина выполняет эту работу за несколько секунд (получая консультации, по-видимому, по мере необходимости от информационной машины) и говорит научному работнику результат, после чего он сможет приступить к проведению следующей фазы своего исследования. Все это еще не означает выработки привычки к умственной лености. Наоборот, как несколько выше показали наши рассуждения, необходимо думать более напряженно с тем, чтобы сформулировать проблемы для загрузки вычислительных машин. В задачу вычислительной машины входит не наша разгрузка от мыслительной деятельности, а наше освобождение от элементарной умственной работы с тем, чтобы мы получили возможность сосредоточиться на творческом мышлении, сильно повысив в то же время эффективность всего созидательного процесса. Но мы уже забежали довольно далеко вперед, а нам пора вернуться к миру настоящего и близкого прошлого.
Глава 14 АВТОМАТИЗАЦИЯ ДОСТИГАЕТ СОВЕРШЕННОЛЕТИЯ Тенденция к созданию автоматических машин, которую мы выделили как одну из самых примечательных особенностей 20-х и 30-х годов, все же ограничивалась в эти годы областями, в которых по той или другой причине проблемы автоматического управления и регулирования поддавались сравнительно простому решению. Военные нужды, например необходимость автоматического слежения наводки зенитного орудия за целью, привели к быстрому развитию приборов автоматического управления, в то время как работы по радиолокации увенчались большими достижениями по разработке электронных устройств, важных для всех видов автоматического управления, кроме самых простейших. В итоге к концу войны появились технические средства, позволявшие распространить автоматизацию гораздо шире. Автоматический контроль и автоматическое регулирование стали той преобладающей тенденцией промышленного развития, которую пришлось назвать новым словом — автоматизация. Под автоматизацией мы понимаем не просто весьма сложную и полную механизацию. Механизация уничтожает необходимость в физическом труде, но оставляет необходимость, чтобы человек-оператор управлял машиной во всех ее действиях. При автоматизации машина оснащается автоматическими контрольными устройствами, которые позволяют ей как бы «наблюдать» за результатами своей работы и принимать «решения», что ей делать дальше. Таким образом, машина обретает способность самостоятельно выполнять длинную цепь сложных операций. В этом случае машина уже не нуждается в операторе. Роль человека теперь сводится к конструированию и созданию машины, а также к поддержанию ее в рабочем состоянии. 316
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ОПЕРАЦИЙ При массовом производстве того или иного изделия поточным методом, возникшим к концу 30-х годов (см. главу 8), технологическим процессом предусматривалась передача в нескончаемой последовательности рабочих деталей вдоль длинного ряда машин. Каждая машина в ряду выполняла одну определенную операцию— отфрезеровывала одну плоскость, высверливала два-три отверстия и т. п., — благодаря чему с последней в ряду машины сходила готовая деталь. К каждой машине был приставлен свой оператор. Однако никакого мастерства от него не требовалось, так как все необходимое в этом отношении выполняла сама машина, а его работа в принципе была полностью механической — передавать деталь с конвейера на машину и обратно, крепить и снимать ее, включать и выключать привод — все в строго установленном порядке. Фактически его единственная обязанность сводилась к обеспечению того, чтобы полностью завершить ту или иную операцию до перехода к следующей. Организовать технологический процесс без участия подобных людей-автоматов уже не составляло большого труда — требовалось лишь обеспечить автоматическое перемещение детали от машины к машине, включение и выключение привода и т. д. Именно в этом и состоит принцип автоматизации транспортных операций (хотя, естественно, на практике все получается сложнее). Это самый простой и, видимо, самый распространенный до настоящего времени вид автоматизации. Первые передающие машины при изготовлении блоков цилиндров для автомобильных двигателей были построены в 1924 году английской фирмой «Моррис мо- торз». Однако они действовали на основе механического управления и оказались ненадежными в работе, в связи с чем от них пришлось отказаться. В 1939 году слесарь- монтажник * одного русского тракторного завода соединил пять токарных станков автоматическими конвейерами с целью создания простой линии передачи * В 1939 году на Сталинградском тракторном заводе И. П. Иночкин впервые в СССР создал автоматическую линию, применение которой высвободило 10 токарных станков и 12 рабочих. 317
обрабатываемых деталей тракторных гусениц. Однако серьезные шаги в этом направлении начались лишь после войны, когда передающие машины стали в автомобильной промышленности, особенно в Соединенных Штатах, обычным средством обработки таких частей, как блоки цилиндров и головки к ним. Такая машина на первых порах заменяла 10—20 отдельных станков и обслуживалась обычно лишь одним-двумя наладчиками. Она выполняла только часть всех технологических операций и ставилась в ряд с другими передающими машинами или отдельными станциями. В начале 50-х годов американские автомобильные фирмы начали соединять в линию несколько таких машин, устанавливая их в стык с промежуточными автоматическими загружающими и разгружающими устройствами. На этих линиях протяженностью почти до полукилометра весь процесс изготовления завершался полностью автоматически. Эта тенденция достигла кульминационного пункта в 1954 году, когда главные автомобильные заводы, подготавливаясь к выпуску моделей будущего года, установили десятки таких сложных передающих линий единого технологического цикла. Одним из таких примеров может служить автоматическая линия длиной свыше 100 метров, на 104 позициях которой выполнялось 555 операций по обработке блоков цилиндров Производительность этой линии составляла 100 блоков в час. Все операции по механической обработке и контролю за качеством производились автоматически. Износ инструмента измерялся на этой линии автоматически. Если тот или иной инструмент требовал замены, то соответствующий участок линии автоматически останавливался (остальные участки линии продолжали действовать, комплектуясь деталями из резервных запасов). Физический труд сохранялся лишь при загрузке блоков на исходной позиции линии. Кроме того, линию обслуживали два наладчика-инструментальщика и несколько слесарей-ремонтников. Первые поточные линии (за весьма немногими исключениями) ограничивались такими операциями машинной обработки, как фрезерование, сверление и нарезка резьбы, при которых обрабатываемое изделие крепилось неподвижно, а инструмент перемещался. Операции же по обточке и шлифованию, при которых обрабатываемая деталь вращается, требуют более сложных 318
приспособлений для крепления и подачи обрабатываемой детали. Серьезные шаги по автоматизации этих операций, по крайней мере в США, начались около 1952 года. К 1954 году автомобильная фирма «Понтиак» установила прогрессивную линию для производства поршней автомобильных двигателей. На линию поступали грубые отливки, которые проходили через все фазы механической обработки (обточка, фрезерование канавок, шлифование и т. д.) и лудились. Все это вместе с контролем качества на всех операциях осуществлялось автоматически. Что касается дальнейшего прогресса по данному направлению—сейчас мы говорим только об автоматизации передачи при производстве металлических частей,— то в Соединенных Штатах в настоящее время он замедлился. Коренных усовершенствований было сделано мало, хотя число автоматических линий продолжает расти. Это замедление можно увязать с экономическими трудностями, возникшими благодаря заметной усиленной автоматизации в 1954 году, речь о чем еще пойдет ниже. В Англии движение вперед по этому пути шло более медленными темпами. Передающие машины приобрели заметный удельный вес к середине пятидесятых годов. В последующие же годы, хотя общий уровень автоматизации и оставался на гораздо более низком уровне, чем в США, были предприняты шаги по осуществлению более крупных проектов. «Черчилль ком- пани» путем экономического соединения 25 обычных станков специальными передающими и загрузочными приспособлениями создала в 1958 году полностью автоматизированную линию для механической обработки промежуточных валов коробок передач, на каждом из которых нарезалось по 4 шестерни. Автоматический контроль качества и устройства для остановки любого станка, дающего слишком много брака, позволил выпускать на этой линии по одному валу ежеминутно. Автоматическая линия прессов на одном из заводов фирмы «Воксхолл» позволяла приблизительно в это же время экономить рабочую силу в количестве до 150 000 человеко-часов в год. На одном заводе фирмы «Фишер энд Лудлоу» штамповочная линия производила в 1963 году 800 автомобильных дверец ежечасно. За 319
пультом управления на этой линии находился только один оператор. Эта линия давала экономию по сравнению с обычными методами производства по 15 пенсов на одном только материале для отдельной дверцы. КОНТРАСТЫ ПОЛИТИКИ В Соединенных Штатах и в Англии (в капиталистических странах вообще) автоматизация передачи внедрялась шаг за шагом. Отдельные фирмы на первых порах сосредоточивали свое внимание на быстрейшем извлечении максимальной выгоды от широкого использования простых передающих машин. Когда такие возможности были исчерпаны почти полностью, они перешли к созданию более сложных линий. И на каждой ступени развития главная тенденция сводилась к тому, чтобы отложить разработку более совершенной автоматизации до тех пор, пока не будет извлечен максимум возможного из уже созданной автоматизации. Совсем иным путем шло развитие автоматизации в Советском Союзе. После выпуска первых же нескольких простых передаточных машин сразу же после окончания войны русские сделали огромный шаг вперед, создав в 1950 году автоматическую линию для производства поршней автомобильных двигателей, которая весьма наглядно показала, чего можно добиться правильной автоматизацией. Эта замечательная машина выполняет все операции по превращению алюминиевых отливок в готовые поршни, завернутые в бумагу и упакованные для отправки. Машина плавит металл, отливает и отжигает его, испытывает отливки на твердость и отправляет брак обратно в печь на переплавку. Затем машина выполняет все операции по механической обработке, необходимые для превращения отливок в готовые поршни. Эти операции включают не только простое фрезерование и сверление, производящиеся при неподвижном положении обрабатываемого поршня, но и такие операции, как разнообразная обточка, фрезерование канавок и бесцентровое шлифование, которые гораздо труднее поддаются автоматизации. В ходе всего процесса изготовления встречаются металлорежущие операции почти всех видов. После их завершения поршни очищают, лудят, прове- 320
ряют на точность изготовления, завертывают в обертку и упаковывают для отправки. На первых порах этот завод с обслуживающим персоналом в 9 человек, в число которых входили старший мастер и 5 слесарей-ремонтников, выпускал по 3500 поршней в сутки. Однако дальнейшие усовершенствования повысили производительность завода, а численность обслуживающего персонала сократилась до 8 человек. Такие заводы повышают производительность труда приблизительно в 10 раз и снижают стоимость производства с учетом накладных расходов на 30—50 процентов. Эта автоматическая линия была гораздо ближе к заводу-автомату, чем наилучшие американские сооружения, введенные в эксплуатацию четырьмя годами позже. На этой линии выполнялись все операции, которые осуществлялись и на линии завода фирмы «Понтиак», и, кроме того, еще все необходимые металлургические операции на начальном участке линии и упаковка готовых поршней на конце линии. Если на Западе автоматизация проводилась постепенно, шаг за шагом, то Советский Союз, наоборот, сделал резкий скачок от нескольких пробных и простейших автоматических установок к такой сложной автоматизации, которая нигде не имела себе равных за все последующее десятилетие. Контраст станет еще разительнее, если вспомнить, что этот завод по производству поршней пришлось проектировать в 1947—1948 годах, когда о передающих машинах в Англии знали только теоретически, а в Соединенных Штатах были сделаны только первые шаги по их разработке. Советская точка зрения сводилась фактически к тому, что кратковременный выигрыш, обеспечиваемый простейшими формами автоматизации, давал сравнительно мало для народного хозяйства в целом, как бы он ни улучшал показатели работы того или иного завода. К тому же у Советского Союза тогда было мало возможностей для крупных капиталовложений, которых требовала широкая автоматизация. Более важной считалась подготовка планов по действительно «эффективному внедрению автоматизации приблизительно через десятилетие. Следовательно, первой задачей было приобретение необходимых знаний как можно в более широкой области. Проект автоматического завода по производству поршней автомобильного двигателя был 21 Зак. 339 -321
выбран именно потому, что он требовал решения вопросов автоматизации операций практически всех видов, встречающихся в машиностроении (за исключением, разумеется, процессов прессования и штамповки). Такая политика привела к сооружению автоматического цеха на заводе шарикоподшипников, который был пущен в конце 1955 года. Этот цех опять-таки был намного сложнее всего того, что где-нибудь и когда-нибудь до этого создавалось. Все операции по производству подшипников в этом цехе, кроме производства самих шариков \ осуществляются автоматически. Исходным материалом служит прутковый прокат или поковкя. В цехе производятся обточка обойм подшипников, фрезерование в них канавок, сложная термическая обработка, размагничивание, шлифование и полирование, а также контроль качества после каждой операции. Затем осуществляется сборка обойм, шариков и сепараторов в готовые подшипники, производятся окончательная проверка и смазка подшипников, после чего подшипники заворачиваются и упаковываются для отправки. Производительность цеха составляет около 1 750 000 подшипников в год. В штатах этого цеха состоят почти исключительно слесари-ремонтники и старшие мастера. В таком цехе производительность труда повышается более чем в два с половиной раза 2. Вооруженный знаниями по созданию и эксплуатации столь великолепных сооружений, советский инженер хорошо подготовлен к внедрению автоматизации в самых разных отраслях промышленного производства. В итоге в последние несколько лет наступил небывалый расцвет 1 Для производства шариков русские освоили в 1957 году прогрессивный метод, опробовавшийся в Англии до 1924 года, а в Швеции и Германии — позже. Он предусматривает прокатку шариков в барабанах со спиральными канавками. По сравнению с обычными методами ковки и штампования этот способ обладает рядом преимуществ — непрерывностью (то есть легче поддается автоматизации), более правильной формой и гладкостью шариков, что упрощает их чистовую обработку. 2 Эта цифра касается общей производительности по отношению к общему числу занятых. Данные о росте производительности обычно выражаются только по отношению к численности персонала, обслуживающего машины, а поскольку автоматизация сводит эту численность к ничтожной величине, приведенная цифра должна быть фактически гораздо выше. 322
автоматизации в Советском Союзе. Приведем несколько примеров. В 1953 году был введен в эксплуатацию завод по производству поршневых пальцев к тракторным двигателям производительностью 300 пальцев в час. На заводе полностью автоматизированы следующие операции: резка заготовок, обточка пальцев, зенкерование, снятие фасок, шлифование, никелирование, промывка, сушка, смазка, обертывание и упаковка. После каждой отдельной операции осуществляется автоматический контроль качества наряду с конечной проверкой готовой продукции. Автоматическая линия, управляемая с одного поста, ежемесячно выпускает до 10 000 шестерен десяти размеров (диаметром от 75 до 320 миллиметров). Автоматическая линия для производства шлицевых валов сложной конфигурации, предназначающихся для металлорежущих станков, обслуживается тремя операторами. При работе в две смены она выпускается ежегодно по 260 000 валов 13 размеров (рис. XXXIV). Функционируют несколько автоматических линий производства трансмиссионных цепей для зерноуборочных комбайнов. На этих линиях стальная полоса режется на заготовки для отдельных звеньев цепи, которые затем формуются и собираются в цепи. Затем цепи подвергаются термической обработке и упаковываются. На этой работе 4 оператора заменяют 20 рабочих, обеспечивавших производство до его автоматизации. Себестоимость производства цепей снизилась на 60 процентов. Автоматизируется даже производство металлорежущих станков. На московском заводе «Красный пролетарий» небольшие универсальные токарные станки выпускаются как массовая продукция поточным способом. Различные участки, например по изготовлению шестерен и шпинделей, постепенно автоматизируются для потока. Фактически способ производства на этом заводе сравним с прогрессивной технологией автомобилестроения по состоянию приблизительно на 1950 год. Однако нигде еще в мире производство металлорежущих станков не достигало столь высокого уровня. К 1956 году на «Красном пролетарии» выпускалось 12 000 универсальных токарных станков в год, то есть приблизительно столько, сколько в Англии производится станков всех типов. По себестоимости эти станки стоят почти в два раза дешевле аналогичных английских станков. 21* 323
Не исключено, что еще слишком рано делать окончательные выводы, но на основе существующих данных уже можно утверждать, что советская техническая политика сосредоточения внимания на первых порах на решении задач автоматизации в отдельных наиболее трудных случаях приносит в конечном итоге больше плодов. Такая политика означала, что в 50-х годах Советскому Союзу приходилось удовлетворяться более низким уровнем автоматизации, чем в развитых капиталистических странах. Однако она также означала, что инженеры быстро овладевали методами, которые позволили им проводить в последние несколько лет автоматизацию производства неуклонно нараставшими темпами, вводя в строй по 200—300 автоматических линий в год к середине 60 х годов. Есть основания полагать, что за срок менее десятилетия в Советском Союзе будет больше автоматических линий, чем у любой страны, причем линий с автоматизацией на гораздо более высоком уровне, чем где-либо за рубежом. Широкое использование автоматизации стало основой советских планов по повышению эффективности промышленного производства и жизненного уровня советских людей. Автоматическую линию будущего не станут, вероятно, специализировать, как это делалось в большинстве рассматривавшихся нами случаев. Наоборот, ее будут собирать из обычных станков и стандартных передаточных узлов, из которых можно собирать автоматические линии разного назначения подобно тому, как собирается обычная, неавтоматическая технологическая линия из станков нескольких стандартных типов со стандартизированным управлением Таким путем можно добиться большой экономии капитальных затрат, делающей автоматические линии доступными для тех предприятий, объем производства на которых слишком мал, чтобы оправдать расходы по созданию специального оборудования. К работам в этом направлении приступают и на Западе, например на французском заводе «Рено» К Однако организация промышленности на основе конкуренции сильно ограничивает возможности стандартизации. Общегосударственное планирование позволяет проводить 1 См. также на стр. 319 об автоматической линии для производства промежуточных валов коробок передач. 324
стандартизацию в гораздо более широких масштабах, позволив Советскому Союзу уйти приблизительно с 1950 года далеко вперед по пути создания ра 'юб -пных стандартных узлов автоматических линий ПРОГРАММИРОВАННАЯ ABTI МАТИЗАЦИЯ Обратимся теперь к автоматизации иного рода, ведущая роль в которой принадлежит Западу. Автоматизация передачи, даже когда линии собираются из стандартных узлов, годится только на массовом производстве. Когда же нужны небольшие партии изделий, быть может даже только одно изделие той или иной конструкции, тогда его обычно изготовляют на универсальной машине, производящей разнообразные операции под управлением квалифицированного мастера, способного разобраться в задании (обычно в чертеже) и выполнить его должным образом на такой машине. Сущность программированной автоматизации заключается в том, чтобы снабдить универсальный станок таким механизмом управления (фактически небольшой специализированной вычислительной машиной), который способен прочесть задание и выполнить в соответствии с ним нужные операции. Задание обычно состоит из таблицы размеров, которые вводятся в управляющий механизм в виде перфорированной или магнитной ленты. Управляющий механизм почти мгновенно воспринимает и выполняет команды, тогда как мастеру раньше приходилось тратитьц вероятно, больше времени на изучение чертежей, чем на саму работу за станком. Это означает очень большую экономию времени и большой экономический выигрыш благодаря более полному использованию станка. Даже первые опыты по программированному управлению работой фрезерного станка позволили снизить затраты рабочего времени на изготовление кулачка сложного профиля с трех недель до четырех часов. А переход от изготовления одного изделия к изготовлению совершенно другого занимает всего несколько минут. Таким образом, станок с программированным управлением можно сделать весьма универсальной машиной. Главные работы в этом направлении на Западе велись в Англии и Соединенных Штатах. Приблизительно с 1956 года в этих странах приступили к выпуску 325
станков с программированным управлением для свободной продажи. В этом случае страны социалистического лагеря отставали в целом от капиталистических стран на один-два года. Фрезерные станки с программированным управлением оказались эффективным средством обработки таких крупных деталей, как обшивка плоскостей самолета шириной до 3 метров и длиной по 12 метров, и выпуска таких очень тонких и сложных изделий, как волноводы (в одном случае затраты времени на их изготовление удалось снизить со 150 до 4 часов). Машинами газовой резки с программированным управлением в Англии и Норвегии с большой экономией и с высокой точностью режут судостроительную листовую сталь размером 360 X 1200 миллиметров и толщиной до 80 миллиметров (рис. XXXV). Устройствами программированного управления стали также снабжать сверлильные, токарные и ротационно-ковочные станки. Все это лишь первые шаги по внедрению технологии, скрытые возможности которой выявлены далеко еще не полностью. Некоторое представление о возможных путях развития в этом направлении дает созданная одной английской фирмой в 1964 году «универсальная» машина, которую можно запрограммировать на изготовление изделий, требующих операций сверления, фрезерования, расточки, зенкеро- вания и нарезки резьбы. Общий принцип программированного управления выходит далеко за рамки машиностроения. Примером тому служит одно американское приспособление (1964 год) для выпуска учебных и иных мультипликационных фильмов по программе, задаваемой в виде набора перфокарт. Следуя командам прогоаммы, вычислительная машина создает на экране электронно-лучевой трубки последовательность изображений, которые фотографируются как кадры фильма. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И АВТОМАТИЗАЦИЯ При рассмотрении успехов в области автоматических линий или автоматизации посредством программного управления вскоре выясняется, что одними этими методами не достичь большого прогресса за пределами ав- 326
томатического производства отдельных деталей или довольно простых частей. Если поставить со временем задачу создания завода-автомата, выпускающего полностью законченные стиральные машины холодильники или даже автомобили беэ непосредственного участия операторов, то для этого нам потребуется более совершенная форма автоматизации. Все отдельные автоматические линии или машины-автоматы придется соединить в единый взаимосвязно действующий комплекс. Как мы уже видели, вычислительные машины способны планировать производственный процесс как единое целое. Вполне естественно поэтому рассмотреть возможность строительства завода, все отдельные операции на котором выполняются машинами-автоматами, в то время как весь технологический процесс управляется вычислительной машиной, непрерывно получающей со всех участков телеметрические данные о ходе работы, анализирующей эти данные и выдающей команды об ускорении работы одних машин, замедлении других или о переключении линии с одной работы на другую. Одним из первых примеров (1961 год) этого нового направления в развитии автоматизации надо считать автоматическую линию по выпуску угольных сопротивлений (для электронной аппаратуры) на одном заводе американской фирмы «Уэстерн электрик» в штате Северная Каролина. В основных чертах она представляет собой поточную двенадцатипозиционную линию (рис. XXXVI), включающую нанесение угольного покрытия на керамический сердечник, проверку качества на этой операции, вакуумное напыление золотых контактов по концам (это осуществляется на тридцатишестипозиционной ротационной машине автоматического действия), одевание колпачков с соединительными проводами, нарезку спиральной канавки в угольном покрытии с целью доведения сопротивления до нужной величины и новую проверку соблюдения этого требования, заключение сердечника в пластмассовую оболочку и затем ее отвердение и герметизацию, испытание ее на утечку, нанесение на сопротивление оттиска спецификации и производственных данных, окончательную проверку и, наконец, упаковку готовой продукции. Этот производственный процесс отличается двумя особенностями, каждая из 327
которых требует управления отдельной вычислительной машиной всей линией. Первой особенностью было то, что требовалось производить очень широкую номенклатуру сопротивлений, отвечающую четырем уровням мощности и практически неограниченному диапазону значений сопротивления. Поскольку партии сопротивлений с различными параметрами следуют по линии одна за другой, требовалось, чтобы вычислительное устройство обеспечивало должную настройку каждой машины применительно к параметрам той партии сопротивлений, которая поступает на нее. Вторая и более важная особенность заключается в том, что некоторые из операций требуют очень точной регулировки. Их нельзя заранее отрегулировать на обеспечение заданных результатов, так как в силу своего характера они проявляют тенденцию к отклонению от спецификационного задания и поэтому требуют непрерывной настройки в процессе работы. Поэтому вычислительной машине приходится принимать непрерывный поток информации с контрольных станций о качестве производимой продукции, анализировать эту информацию и выдавать команды управляющим механизмам различных станций. Например, вторая контрольная станция измеряет сопротивление изделий, поступающих со станции, на которой производится нарезка спиральной канавки, и направляет данные измерений в вычислительную машину. Последняя анализирует эти данные, выявляет всякую тенденцию к отклонению от спецификации и выдает команды для регулировки работы спираленарезной машины. Однако это еще не все. Нагревание при отвердении и герметизации оболочки изменяет величину сопротивления. Поэтому результаты измерений на станции окончательной проверки снова анализируются вычислительной машиной и используются для регулировки работы второй контрольной станции так, чтобы величина сопротивления после нагревания отвечала спецификации. Таким образом, здесь вычислительная машина выполняет две функции: планирует производственный процесс так, чтобы линия производила заданные партии сопротивлений с различными характеристиками, и осуществляет чрезвычайно сложный и точный контроль за качеством продукции, который, если бы его производить обычным способом, потребовал бы большой армии конт- 328
ролеров и большого потока указаний операторам о необходимости отрегулировать те или иные операции. Эта линия производит около 1200 сопротивлений в час. Однако все это еще очень далеко до завода-автомата с программированным управлением вычислительной машиной — это всего лишь одна поточная линия для производства одной детали. Тем не менее это есть определенная веха на пути к заводу-автомату будущего. Как скоро такой завод станет реальностью — в большой степени зависит от сложности продукции. Наипростейшей продукцией во многих отношениях надо считать электроэнергию, а автоматическое управление ее выработкой и передачей неуклонно совершенствуется со времени постройки первой автоматической подстанции в 1914 году и первой автоматической гидроэлектростанции в 1917 году. Полностью автоматическая работа отдельных электростанций в настоящее время почти не представляет трудностей и уже осуществляется в ряде мест. Контроль за работой целой электросети, обеспечивающий использование многих электростанций наиболее экономичным образом в соответствии с меняющимся потреблением, — чрезвычайно ответственная задача, к решению которой начинают привлекать вычислительные машины. Уже известны примеры полностью автоматического контроля вычислительной машиной электросети, объединяющей 20—30 электрогенераторов. В Англии приступили к осуществлению проекта, по которому предполагается электросеть, охватывающую на первых порах 31 генератор общей мощностью на 1,5 миллиона киловатт, полностью перевести к 1975—1980 годам на автоматическое управление вычислительной машиной. Следующими по простоте управления стоят потоки жидкостей и газов, например, на нефтеперегонных и многих химических предприятиях. В этой области электронный контроль за отдельными участками процесса уже широко осуществляется. Однако операторам, которые работают, как правило, в центральной диспетчерской, оборудованной большими панелями с разными приборами и выключателями, приходится координировать весь процесс таким образом, чтобы завод работал с максимальной эффективностью. И для этой цели стали применять вычислительные машины. В подобных случаях задача сводится не к экономии затрат на рабочую силу 329
(которые обычно и без того невелики), а к повышению качества продукции и сокращению потерь, которые допускает завод, если он работает не в определенных условиях. В Кольверт-Сити (штат Кентукки) один завод по производству хлористого винила (сырье для смол) и другой завод по производству акрилонитрила (сырье для синтетического каучука) с 1959 года управляются вычислительной машиной. На одном из заводов концерна «Импириэл кемикл индастриз» по производству кальцинированной соды (безводный углекислый натрий) во Флитвуде (Ланкашир) вычислительная машина заменила почти до сотни отдельных контрольно-измерительных приборов. Еще шесть других заводов того же концерна оснащаются подобным же оборудованием. Одна перегонная установка на белфастском нефтеперегонном заводе, вступившая в строй в 1964 году, спроектирована для работы с обычным управлением, но оборудована и системой управления с помощью вычислительной машины, работающей параллельно в целях выявления возможностей улучшения производственных показателей. Думается, что в данной области Советский Союз пока еще не добился больших успехов, но системами управления с помощью вычислительной машины уже оснащен ряд заводов, в том числе завод синтетического каучука в Ефремове. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ Переходя теперь к рассмотрению гораздо более трудно обрабатываемых твердых материалов, обратимся к черной металлургии. Многие участки по производству чугуна и стали автоматизируются уже ряд лет. В отдельных случаях важные участки технологического процесса были переведены на управление вычислительными машинами. Это относится к некоторым прокатным станам в Соединенных Штатах, на которых в вычислительные машины вводят информацию о составе сплава, размерах и калибре подлежащего выпуску листового сортамента или другого проката. Затем вычислительные машины осуществляют контроль за всем процессом про- 330
катки. Другим примером служит блюминг производительностью 6 миллионов тонн в год, построенный в 1962 году Уральским заводом тяжелого машиностроения, на котором использование вычислительной машины вместе с телевизионной установкой и дистанционным управлением позволило сократить обслуживающий персонал до нескольких человек. Но с совершенно новым уровнем автоматизации процессов полного цикла мы встречаемся на спенсерском металлургическом заводе фирмы «Ричард, Томас энд Болдуинз» (единственный в Англии крупный государственный металлургический завод), который начал выплавлять чугун в июне 1962 года и который должен достичь полной проектной мощности к концу 1964 года. Это огромное предприятие, сооружение которого обошлось в 141 миллион фунтов стерлингов. Оно располагается на площади почти 700 гектаров и должно выпускать до 3 миллионов тонн стального проката в год в виде холоднокатаного толстого и тонкого листа и рулонов горячей прокатки. Отдельные участки и на этом заводе высо- коавтоматизированны. Например, завалка доменных печей осуществляется полностью автоматически одним оператором, ведущим наблюдение за состоянием, взвешиванием, загрузкой и размещением в печах сырых материалов. Листовой стан горячей прокатки на этом заводе расположен в цехе длиной почти полкилометра. Он выпускает 1,25 миллиона тонн горячекатаной полосовой стали в рулонах. Его предполагается автоматизировать полностью, начиная от томильного колодца и кончая моталками, которые, между прочим, подхватывают полосу стали, движущуюся со скоростью до 60 километров в час, и сматывают 1,6 километра полосы за несколько секунд в рулон весом до 27 тонн. Отдельные процессы предполагается широко автоматизировать в последующем. Интереснее всего на этом заводе то, что после завершения его строительства весь производственный процесс будет поставлен под контроль девяти вычислительных машин. Шесть машин будут управлять отдельными процессами (они частично уже действуют). Две машины должны увязывать между собой потоки в заводских цехах с целью выполнения текущих заказов с максимальной эффективностью, а 331
девятая машина будет составлять перспективные планы работы всего завода К Конечно» этому предприятию еще далеко до металлургического завода-автомата. Несмотря на автоматизацию отдельных операций и использование вычислительных млшин для общего контроля за ходом работы на всем заводе, на многих участках здесь все еще требуется вмешательство человека. Тем не менее это предвещает время, когда металлургический завод или какое- то иное подобное предприятие будет автоматизировано настолько, что люди потребуются только для ухода за машинами и для принятия решений в области большой политики. Вычислительная машина станет переводить такие решения в подробные инструкции по управлению работой полностью автоматизированных машин и конвейеров. Экономия, которую сулит внедрение вычислительных машин для управления производством, должна, вероятно, составить несколько процентов общих производственных расходов. Но она достигается ценой очень небольшого повышения капиталовложений. В начале 1964 года одна американская фирма, поставляющая вычислительную технику, опубликовала некоторые цифры для 9 вычислительных установок Годовая экономия составляет от 46 до 500 процентов стоимости вычислительной машины, давая в среднем 150 процентов. Надо ли после этого удивляться тому, что вычислительные машины все шире используются для управления производственными процессами. Летом 1964 года во всем мире насчитывалось до 440 таких машин (около 200 в США и Канаде и немногим больше 20 в Англии). Однако гораздо более совершенные и сложные вычислительные установки уже используются для управления военной техникой — 1 Подобная же система, но меньших масштабов уже действует на металлургическом заводе в Парк-Гейт под Роттердамом. Одна вычислительная машина составляет трехнедельные планы работы завода с учетом поступивших заказов и информации о состоянии производства, выдаваемой второй вычислительной машиной. Вторая машина на основе команд первой машины выдает подробные инструкции по обработке каждой отливки (хотя эта вычислительная машина и не контролирует непосредственную работу на технологических участках). Третья вычислительная машина управляет автоматической резкой слитков на мерные длины, чтобы максимально сократить отходы. 332
самолетами и ракетами или на военно-морских кораблях. Английский фрегат «Аврора» оснащен вычислительной машиной «Посейдон», вероятно наикрупнейшей в Англии (включая сюда даже «Атлас»). Пользуясь данными, поступающими по радио от радиолокационных установок, гидролокаторов и разведки, эта вычислительная машина решает различные задачи о перехвате самолетов и управляемых снарядов, вырабатывает рекомендации о действиях против противника и передает подобную информацию другим судам. Разработка «Посейдона» обошлась в круглую сумму около 2,5 миллиона фунтов стерлингов. На долю всевозможного электронного оборудования на современном военно-морском корабле приходится не меньше 10 процентов всех расходов по его постройке и оснащению. Эта цифра повышается до 50 процентов в случае новейших американских атомных подводных лодок или английских миноносцев класса «Леандр». Стоимость электронного оборудования, включая самые совершенные установки, как на корабле «Аврора», составила около половины суммы в 31 миллион фунтов стерлингов, израсходованной на модернизацию английского авианосца «Игл», которая была завершена в 1964 году. Если бы подобные совершенные и сложные системы управления поставить на службу мирным целям, то обстановка в промышленности изменилась бы в корне. АВТОМАТИЗАЦИЯ ВСЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ До сих пор мы ограничивались рассмотрением лишь отдельных отраслей промышленности, хотя в действительности вряд ли можно найти такую сферу производства, которую нельзя было бы автоматизировать. Рассмотрим, например, сплетку бревен для их сплава в плотах на лесопильный завод. В Советском Союзе на некоторых реках она проводится, по существу, огромной поточной линией, переброшенной через реку в виде понтонного моста. Бревна захватываются, сортируются по длине, связываются в пакеты, снабжаются бирками с указанием количества и качества древесины. Затем такие макеты буксир отводит к месту сборки больших плотов. Лесная промышленность Швеции сортирует бревна по размеру для отправки на лесопильный завод 33J
автоматически. На одной шведской фабрике по производству сульфитной целлюлозы для изготовления бумаги производительностью 70 миллионов тонн целлюлозы в год один человек наблюдает за ходом 70 последовательных технологических операций. На одном московском заводе налажено полностью автоматизированное производство сварных труб из тантала, очень трудно поддающегося обработке. В ходе технологического процесса слитки проковываются в заготовки, которые затем свариваются в полосы. Валки правят и гнут должным образом такие полосы, которые после этого свариваются в готовые трубы. На одном полностью автоматизированном английском заводе болванка меди длиной 140 сантиметров и весом 120 килограммов всего за 82 секунды превращается в круглый пруток длиной около 400 метров и диаметром 6,4 миллиметра. Этот завод способен выпускать в сутки 400 тонн медных прутков диаметром от 6 до 15 миллиметров. Управляемые вычислительными машинами американские наборные машины выполняют такие операции, как расстановка пробельного материала, разбивка на строки, расстановка дефисов между словами по существующим правилам. «Форму» печатают на пишущей машинке, которая одновременно пробивает перфоленту. Авторская и издательская правка наносится затем на другую перфоленту. Вычислительная машина набирает по этим двум перфолентам текст со скоростью до 12 000 строк в час. Судя по сообщениям печати, подобные же машины, хотя, по-видимому, менее совершенные, имеются и в СССР. В Соединенных Штатах недавно разработан еще один интересный размножающий аппарат. Когда машинистка печатает на нем тот или иной документ, одновременно с этим его содержание записывается на ленте. Затем она вносит поправки прямо в напечатанный оригинал. Лента делает то же, заменяя кусками старый текст новым. Наконец, ленту «проигрывают», чтобы прослушать подлежащий размножению документ в окончательной редакции. Второе приспособление с лентой способно размножить теперь этот документ в виде циркуляра, снабдив его необходимыми адресами и фамилиями и внеся в текст те или иные изменения для помеченных заранее адресов. 334
Автоматические устройства, помогающие сортировать письма, действуют во многих почтовых отделениях. Одна из последних машин подобного рода (в Западной Германии) фактически прочитывает закодированные адреса и сортирует по ним до 40 000 писем в час. Английский способ изготовления листового стекла, подробности которого все еще держатся в тайне, предполагает растекание жидкого стекла по поверхности расплавленного в баке олова, с которой стекло сплошной полосой подается на автоматическую стеклорезку и с нее на автоматический склад. Устранение операций шлифования и полирования при изготовлении стекла вдвое снизило капитальные затраты, позволив сократить число рабочих на предприятии с 35 до 25. Приспособление с программным управлением (тоже английского происхождения) для испытания электронных схем способно проверить соединение любого вывода с одним из шестисот выводов, устанавливая при этом правильность соединений, величины сопротивлений, отсутствие разрывов и надежность изоляции — всего около 180 000 контрольных операций за 5—6 часов вместо прежних 165 суток при ручной проверке. Технология изготовления печатных схем в корне изменила сборку цепей, превратив ее из большого мастерства искуснейших монтажников, собиравших схемы, в вещь, которая допускает автоматизацию. Печатание схем и присоединение к ним элементов производятся во многих случаях полностью автоматически. В 1962 году на одном ливерпульском заводе новая схемосборочная машина с программированным управлением открыла новую страницу в истории техники. Эта машина, действуя по записанным на ленте командам, содержит и испытывает элементы, высверливая в платах печатных схем на нужных местах отверстия и крепит в них компоненты цепи. Она работает в 10 раз быстрее опытного сборщика, а управляется одной неквалифицированной работницей. Машина производит в год около 70 000 схем 400 различных типов, в которых используются до 60 разных элементов. Само производство электронных приборов тоже стало предметом большой автоматизации, о чем можно судить по упоминавшимся примерам с заводом, 335
выпускающим электросопротивления, или с американской автоматической линией, собирающей до 1800 транзисторов в час. АВТОМАТИЗАЦИЯ НА ТРАНСПОРТЕ Автоматические железнодорожные сортировочные станции стали довольно обычным явлением в жизни. Вагоны скатываются с горки, направляются куда нужно автоматически переключающимися стрелками, действующими по записанной на ленте программе, осторожно останавливаются в нужном месте специальными устройствами, которые взвешивают их, определяют скорость движения и расстояние до станции назначения и надлежащим образом управляют работой их тормозов. Стали реальностью поезда без машиниста, по крайней мере на городских и пригородных путях. Экспериментальный поезд демонстрировался в лондонском метро в 1963 году, а полные эксплуатационные испытания его начались в апреле 1964 года. В Москве успешные испытания подобного поезда были завершены в начале 1962 года, а к маю того же года первый автоматический поезд уже перевез миллион пассажиров. С тех пор на линиях московского метро регулярно курсируют 3 поезда без машинистов1, а в январе 1965 года предполагается пустить еще 5 таких поездов. Вычислительная машина, управляющая движением поезда, постоянно хранит в своем запоминающем устройстве информацию об уклонах пути, расстоянии между сигналами, ограничениях скорости и тому подобные сведения. Она получает время от времени данные о местоположении поезда и скорости его движения, а также об остановке в системе сигнализации. На этой основе вычислительная машина определяет, как использовать тягу и тормоза самым экономным в условиях заданного расписания образом, и соответственно приводит в действие механизм управления движением поезда 2. Судовая автоматизация быстро доводит морской флот до состояния, когда движением судна сможет управлять 1 На время отработки системы управления в поезде находился на всякий случай машинист. 2 В конце 1964 года на железной дороге Москва-Клин проходил испытания автоматический поезд. 336
всего один человек, полагающийся большую часть времени на автоматические навигационные приборы и отдающий команды с капитанского мостика об изменении скорости хода непосредственно судовым двигателям В машинном отделении судна будет находиться только бригада по уходу за машинами и их ремонту, поскольку автоматические приборы станут воплощать команды капитана в движение соответствующих рычагов управления с соблюдением нужной последовательности их действия и без всякой торопливости, то есть выполнять работу механиков. Автоматизация вторгается, по крайней мере в одном случае, и в сферу ухода за машинами и их ремонта. Так, «Шелл ойл компани» разрабатывает систему, приборы которой станут следить за работой судовых механизмов в ходе обычного рейса и передавать по радио сведения о ней главной вычислительной машине, которая на основе анализа полученной информации своевременно обнаруживает все возникающие неполадки и отдает распоряжение о необходимом ремонте. Такая система исключает дорогостоящий простой судов при периодическом техническом осмотре. Уже много лет автопилоты водят самолеты. Радиолокационные авианавигационные устройства по большей части автоматизированы. Заканчивается разработка систем автоматической слепой посадки. Бурный рост гражданской авиации ставит на повестку дня вопрос о передаче командодиспетчерских функций в аэропортах вычислительной машине, так как люди уже не успевают справляться с диспетчерскими обязанностями. АВТОМАТИЗАЦИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ГОРНОМ ДЕЛЕ Еще 10 лет назад преобладала точка зрения, что условия в двух основных отраслях экономики — в сельском хозяйстве и горном деле — слишком сложны и неустойчивы, чтобы в них можно было что-то существенно автоматизировать. Действительность быстро опровергает подобную точку зрения. На полях Советского Союза и Соединенных Штатов уже пашут тракторы автоматического действия, управляемые по радио или работающие от борозды, заранее проведенной вокруг того или иного поля. И выпускаются такие тракторы отнюдь не 22 Зак 339 337
малыми партиями. В Советском Союзе есть уборочные машины, которые сами ориентируются на уборке по стенке несжатой культуры, автоматически регулируя скорость своего хода в зависимости от густоты и влажности убираемого злака. В случае каких-либо неполадок они сами останавливаются и ждут помощи. В университете Ридинга уже многое сделано для проведения работы по созданию опытной системы, позволяющей трактору решать сложные задачи — выезжать с базы в поле, автоматически выполнять намеченную программу работ, возвращаться самостоятельно после этого обратно на базу. Предусматривается даже возможность того, что оснащенный такой системой управления трактор станет самостоятельно решать вопрос о самой выгодной очередности поставленных заданий с учетом метеорологических условий. Передовые молочные фермы стали в наше время фабриками, на которых кормление и чистка стойл производятся автоматически, коровы доставляются к доярке конвейером, а доярка выполняет лишь одну операцию— дойку коров с помощью доильной электромашины. Углубление наших познаний в области химии жизни вселяет надежды на то, что уже в не столь отдаленном будущем человечество сможет производить хотя бы часть необходимого ему продовольствия (как теперь производят многие текстильные товары) на полностью автоматизированных химических заводах. В угольной промышленности угольные комбайны, то есть машины, которые отбивают уголь тем или иным способом и наваливают его на конвейер, испытывались еще накануне второй мировой войны К Большие успехи достигнуты в этой области в послевоенный период. Механизированная крепь того или иного вида постепенно вытесняет старые стойки. Все это придало работе шахты во всех ее главных особенностях скорее механизированный, чем ручной характер. К концу 50-годов механизация угледобычи достигла такого уровня, на котором уже можно было приступить к серьезному экспериментированию с ее автоматизацией. В Англии, США и СССР уже есть очистные забои, правда экспериментальные, но 1 В Советском Союзе в числе первых к экспериментам с угольными комбайнами специалисты приступили еще в 1932 году, но, как и в других странах, их практическое внедрение началось после войны- 338
хорошо оснащенные, в которых уголь отбивается, наваливается и доставляется машинами, которые продвигаются вперед вместе с механизированной крепью вслед за забоем под контролем одного человека, сидящего за вынесенным на штрек пультом управления. Подобные опыты в Англии оказались столь успешными, что здесь было запланировано оборудовать подобным образом в 1965 году экспериментальные забои на всех угольных месторождениях страны (кроме Кентского бассейна). Полагают, что в ближайшее десятилетие половина добываемого угля в Англии станет поступать из автоматизированных очистных забоев с дистанционным управлением (рис. XXXVII и XXXVIII). Здесь мы имеем дело с развитием старинной системы сплошной разработки, которая зародилась как система ручного труда, затем механизировалась путем внедрения машин, обслуживаемых бригадами горняков, и наконец вступила в стадию автоматизации. Но если судить по опыту других отраслей промышленности, то наилучшим путем развития нужно признать не автоматизацию старых привычных способов работы, а разработку совершенно новых методов работы, специально предназначающихся для автоматизации с самого начала. Примером поисков в данном направлении можно считать английский комбайн Коллинза (созданный главным образом для разработки тонких пластов), который бурит в угле ряд скважин большого диаметра под прямым углом к штреку. Этот комбайн автоматически внедряется в пласт приблизительно на 90 метров вместе с продвигающимся позади него конвейером для выдачи отбитого угля, затем возвращается на штрек, продвигается немного по нему вперед и бурит очередную скважину параллельно первой. Комбайн управляется всего одним человеком с пульта управления. Гидравлический способ угледобычи в СССР, безусловно, поддается автоматизации. Экспериментальную автоматизированную гидрошахту предполагается ввести в строй действующих предприятий в 1964 году. Шахтеры будут спускаться под землю только для ухода за механизмами и их ремонта. Вода станет подавать уголь по трубопроводу на электростанцию на расстояние до 10 километров. Проходку шахтных стволов в России тоже автоматизировали с 1959 года при помощи машины. 22* 339
проходящей ствол со скоростью около одного метра в час под управлением одного оператора (рис. XXXIX). В этой стране создаются машины для автоматической проходки горизонтальных выработок под управлением устройства, напоминающего автопилот на самолетах. АВТОМАТИЗАЦИЯ, ПРОИЗЗОДИТЕЛЬНОСТЬ И УРОВЕНЬ ЖИЗНИ Данное обозрение преследует цель показать, что в не очень отдаленном будущем фактически все производство будет так или иначе автоматизировано. Каковы же будут последствия такой автоматизации? Наиболее очевидным ее результатом явится повышение производительности труда и снижение себестоимости производства. Автоматизация повышает производительность труда (рабочих, непосредственно занятых на производстве) часто в пять, десять или двадцать раз, иногда даже гораздо больше. Затраты же труда снижаются, как правило, вдвое-втрое. Ясно, что автоматизация закладывает материальную основу для быстрого роста уровня жизни — более высокой заработной платы, более дешевых товаров и сокращенного рабочего дня. Нетрудно подсчитать, что если бы в действительности не было посторонних сдерживающих начал — неуемной жажды наживы, опасений за сбыт и рынок, безумных расходов потенциального капитала на вооружение, — то внедрение автоматизации и прочей прогрессивной технологии вдвое повысило бы жизненный уровень населения приблизительно за десять лет. В Америке, где автоматизация получила наиболее широкое распространение, заработная плата повысилась, а рабочая неделя сократилась, но далеко не в таких масштабах, какие можно было бы ожидать от достигнутого повышения производительности труда. С 1956 по 1963 год реальная почасовая оплата по обрабатывающим отраслям промышленности выросла приблизительно на 10 процентов \ в то время как производительность 1 При таких темпах уровень жизни повысится вдвое не за 10, а за 50 лет. Однако этому нельзя удивляться, так как упоминавшиеся «посторонние сдерживаюдие начала» сказывались за это время особенно сильно. 340
труда повысилась на целых 18 процентов. Хотя некоторые профсоюзы и добились заключения трудовых соглашений, предусматривающих сокращение рабочей недели, средняя ее продолжительность осталась в 1962 году такой же, какой она была в 1956 году (40,4 часа в неделю). Цены на некоторые товары длительного пользования (их производство широко автоматизировано) снизились, хотя общий уровень пен резко повысился ]. Однако наиболее разительный результат повышения производительности труда от внедрения в США автоматизации носил совершенно иной характер. АВТОМАТИЗАЦИЯ И ЗАНЯТОСТЬ Автоматизация приводит к повышению уровня жизни только тогда, когда тому или иному росту производительности труда соответствует пропорциональное расширение объема производства. А это в условиях капиталистической экономики означает, что сообразно увеличению производства должен расшириться и рынок сбыта. Если этого не происходит, то автоматизация влечет за собой только безработицу. Как мы уже видели, экономическая структура капитализма проявляет тенденцию к сокращению рынка сбыта и к вытекающей отсюда безработице. В былые времена было принято думать, что автоматизация-де не усугубляет этих трудностей, ибо удешевление товаров, обусловленное повышением эффективности производства, якобы должно было сопровождаться расширением рынка сбыта, достаточным для обеспечения полной занятости. Однако действительность в Соединенных Штатах, этой единственной капиталистической стране с достаточно широкой автоматизацией производства, выявляющая разительную истинную картину2, ясно продемонстрировала ошибочность подобного представления. 1 Подобное снижение цен объясняется не только и не столько автоматизацией, сколько быстрым расширением распродажи с уценкой за счет сокращения прибыли торговых посредников. Приводившаяся на стр. 231 выдержка из книги Нортона Леонарда объясняет, почему во многих случаях (особенно с распродажей автомобилей) внедрение автоматизации не приводило к снижению цен. 2 О подобном же явлении, но применительно к Англии и в меньших масштабах рассказывается в книге автора «Автоматизация и социальный прогресс». 341
До 1954 года американские автомобилестроительные фирмы экспериментировали с автоматизацией. При подготовке производства к выпуску автомашин моделей 1955 года все эти фирмы одновременно приняли решение внедрять автоматизацию в широких масштабах. Каждая из них установила на своих заводах десятки поточных линий, подобных тем, о которых рассказывалось на стр. 319—320. Все это потребовало огромных капиталовложений. Каждая фирма затем подсчитала, что для возмещения этих затрат ей предстоит увеличить свою долю на общем рынке сбыта. Когда же сложили такие наметки всех фирм, то получилось, что им для этого потребовалось бы 115 процентов мирового рынка. В данном случае 1955 год оказался рекордным для американской автомобильной промышленности — было выпущено почти 9 миллионов автомобилей, в то время как прежний наивысший уровень достигал 6,6 миллиона автомобилен. Однако к концу года 750 000 американских автомобилей не нашли своего покупателя. К апрелю 1956 года число непроданных машин достигло одного миллиона, а сбыт все еще оставался на уровне гораздо ниже среднего за предыдущие годы. Итогом могло быть только одно — общее сокращение производства и массовое увольнение рабочих. Число безработных по данной отрасли промышленности возросло до 200 000 человек — каждый четвертый рабочий оказался на улице. Таков был плод автоматизации в экономике, которой было не под силу учесть должным образом взаимосвязь между ростом производительности труда и возможностями расширения рынка. Автомобильная промышленность так до сих пор и не оправилась полностью от этого бедствия. Рост производительности труда продолжал опережать расширение рынка, вследствие чего безработица переросла в хроническую болезнь. Число занятых рабочих сократилось с 730 000 в 1955 году до 550 000 в 1962 году. Перед главными центрами американского автомобилестроения почти все время стоят трудности с обеспечением работой их населения. Весной каждого года начинается оживление в деятельности автомобильных заводов. Тем не менее весну 1961 года в Детройте встретили 207 000 безработных автомобилестроителей (14,4%), в то время как весной следующего года каждый пятнадцатый рабочий в 342
Кливленде (штат Огайо) стоял в очереди на бирже труда. Автомобильная промышленность первой начала широко внедрять автоматизацию. Однако почти такая же история повторилась и в других отраслях американской экономики. Внедрение механизации и автоматизации в угольную промышленность снизило занятость в ней с 400 000 в 1947 году до 135 000 шахтеров в 1963 году. С 1953 по 1961 год электроэнергетика Соединенных Штатов увеличила выработку энергии на 21 процент, но сократила число занятых в ней рабочих на 10 процентов. Черная металлургия выпускала в 1959 году приблизительно столько же продукции, что и в 1952 году, однако число рабочих за этот период сократилось на 127 000 человек, то есть на 23 процента. Введение вычислительных машин редко приводило к фактическому увольнению конторских служащих, поскольку обычно найм новых служащих прекращали и полагались на сокращение штатов от естественной убыли. Однако дальнейшие возможности в этой области становятся все уже. Число занятых служащих возросло в 1963 году только на 0,9 процента, в то время как за 50-е годы этот прирост составлял ежегодно в среднем 2,8 процента. Если такая тенденция сохранится и впредь, то безработица среди служащих тоже приобретет серьезный характер. В американской экономике продолжаются свои бумы и спады. Однако при каждом новом буме твердая сердцевина хронической безработицы распухает все больше. За время очередного бума в 1953 году в стране насчитывалось 1,9 миллиона безработных, то есть меньше 3 процентов всего рабочего класса. Тремя бумами позднее, в 1963 году, число безработных уже достигло 4,2 миллиона человек, то есть составило 5,7% 1. В настоящее время широкие деловые круги, официальные 1 Это по официальным данным. Однако, по утверждению Ассоциации экономических исследований, в действительности безработица достигает 8,6 процента. Картина делается еще более мрачной, если учесть тот факт, что автоматизация порождает тенденцию к выбрасыванию из обрабатывающих отраслей промышленности рабочих довольно хорошо оплачиваемых специальностей, которые вынуждены переходить на менее оплачиваемую работу в сфере обслуживания. Более того, свыше 2 миллионов человек по необходимости были заняты частично. 343
правительственные комитеты, экономисты и профсоюзные руководители признают, что причиной этого неуклонного роста безработицы является автоматизация, или, точнее формулируя, неспособность экономики к росту такими темпами, которых требует надлежащее использование автоматизации. Один сотрудник министерства труда, давая показания одной иэ подкомиссий сената Соединенных Штатов в 1963 году, заявил, что автоматизация ежегодно лишает работы 200 000 человек только в обрабатывающих отраслях промышленности. Однако президент крупной американской фирмы, производящей автоматическое оборудование, назвал эту цифру «колоссально заниженной». По подсчетам, только для того, чтобы просто идти вровень с ростом производительности и предотвратить дальнейший рост безработицы (без всякого ее сокращения по сравнению с существующим уровнем), производство в США должно было бы увеличиваться ежегодно на 5 процентов, однако в действительности этот рост за последнее десятилетие составлял в среднем 2,5 процента в год. Таким образом, если только не произойдет чего-либо совершенно неожиданного, автоматизация с присущим ей повышением производительности станет и впредь лишать людей работы, так что безработица достигнет к 1970 году по официальной оценке 10, а фактически, вероятно, 15 процентов. Не удивительно поэтому, что профсоюзный лидер Джордж Мини охарактеризовал автоматизацию не как благо, а как «настоящее проклятие нашего общества, которое при дальнейшем внедрении автоматизации теми же темпами способно привести к национальной катастрофе». Все это имеет и оборотную сторону. Если мужчины и женщины не находят работы, то богатство, которое они могли бы создать, не создается. С 1956 по 1963 год американские заводы ни разу не работали даже на уровне 90 процентов своей производственной мощности, а дважды эта цифра не достигала даже 80 процентов. Если десятая или пятая часть производственной мощности завода не используется, то потенциальные выгоды автоматизации выбрасываются на ветер. Естественно, что все это ослабляет стимул к дальнейшему техническому прогрессу: зачем владельцу промышленного предприятия, не находящему рынка сбыта для всей своей про- 314
дукции, которую он выпускает с помощью наличного оборудования, идти на риск и новые затраты по оснащению своего предприятия более совершенным оборудованием? Отсюда проистекает тенденция медлить и осторожничать с автоматизацией (сравните эту тенденцию с тем, что говорилось об автоматизации на стр. 320). Американская промышленность автоматизируется в той мере, на какую она отваживается в существующих экономических рамках, однако то, что в этом отношении делается, гораздо меньше возможного и еще меньше того, что было бы целесообразно сделать в обществе, которое планировало бы использование автоматизации в интересах своего населения. Как мы видели в главе 9, подобные беды не свойственны плановому социалистическому хозяйству. Развитие социалистической экономики идет столь быстрыми темпами (ежегодный прирост приближается к 10 процентам, в то время как Америке нужен 5-процентный прирост, чтобы предотвратить дальнейшее расширение безработицы, а фактически эта цифра составляла только 2,5 процента), что тех, кого вытесняет автоматизация, уже ждет новая работа. А когда придет время, хотя оно наступит далеко не сразу, и нужды в быстром росте производства ощущаться уже не будет, тогда плановая экономика либо предусмотрит спокойный перевод рабочих из сферы производства в сферу обслуживания, либо вообще сократит рабочий день. АВТОМАТИЗАЦИЯ И ПЕРЕКВАЛИФИКАЦИЯ До прихода века автоматизации внедрение методов массового производства неизменно приводило к замене квалифицированных рабочих неквалифицированными или полуквалифицированными как из-за детальнейшего разделения труда, так и из-за создания машин, выполняющих все более сложные работы. То время характеризовалось созданием целой армии новых рабочих, которых раньше почти не существовало. Они выполняли все время какие-то очень простые, однообразные ручные операции. Автоматизация в корне меняет эту картину, так как она почти не нуждается в чернорабочих или полуквалифицированных рабочих. Ей совсем не нужны рабочие, которые все время выполняют только одну и ту же 345
простую операцию \ так как именно такие операции легче всего поручить автоматам. В то же время автоматизированное производство нуждается в многочисленной армии квалифицированных мастеров — инженеров по уходу за машинами, инженеров-электриков, инженеров-электронщиков, инструментальщиков и т. п., в чью задачу входит поддержание машин-автоматов в надлежащем порядке. Наряду со множеством квалифицированных мастеров автоматизированному производству нужны многочисленные кадры техников и технологов, конструкторов и проектировщиков, инженеров-технологов и чертежников, а также научных работников и исследователей самой высокой квалификации. Такую тенденцию можно только приветствовать. Выполнение простых ручных операций поточного производства— оскорбление для выполняющих их людей. Они низводят людей до уровня рабочего скота. Когда человек вынужден проводить ежедневно 8 часов за работой, над которой ему не приходится думать, которая не дает ему возможности упражнять свой ум, то нет ничего удивительного, что он утрачивает способность находить применение своему интеллекту и в свободное от работы время. Он не сумеет проводить свой досуг творчески, погрязнет в лености или даже начнет совершать бессмысленные и вредные поступки. Автоматизация сулит всем мужчинам и женщинам интересную работу, которая стоит того чтобы ее выполнять увлеченно и которая потребует инициативы и творческой мысли. Эта цель, безусловно, притягательна не менее повышения материального уровня жизни. В действительности, когда общий уровень жизни повысится, скажем, хотя бы до уровня жизни хорошо оплачиваемых специалистов сегодняшнего дня, интересная работа станет важнее дальнейшего роста изобилия для себя. Теперь самая пора нарисовать себе картину не столь отдаленного будущего, когда все мы будем жить в условиях материального изобилия, работать около 20 часов в неделю, иметь интересную работу и не менее творчески проводить свой досуг, увлекаясь 1 Естественно, что в условиях частичной автоматизации такие рабочие остаются, например, на загрузке автоматических линий. Однако на полностью автоматизированном предприятии, подобном заводам-автоматам по производству поршней или сопротивлений, необходим только квалифицированный персонал. 346
музыкой или создавая керамику, проводя научно-исследовательскую работу или занимаясь чем угодно по собственному желанию. Обещая нам материальное изобилие, много досуга и интереоную творческую работу, автоматизация открывает новые замечательные перспективы для полного развития всех созидательных сил человечества. Но естественно, эта заманчивая картина не воплотится в явь сама по себе. Для этого надо потрудиться. Электрики по уходу за оборудованием и инженеры-технологи не растут на деревьях. Для их подготовки необходима очень обширная и очень мощная образовательная система. Ни одна страна мира не имеет в настоящее время достаточного числа квалифицированных и технически подготовленных людей для осуществления действительно полной программы автоматизации. Необходимы коренные реформы системы образования как для начальной подготовки значительно большего числа высококвалифицированных людей, так и для непрерывной переподготовки уже работающих для новой и более квалифицированной работы. Последнее может стать в конечном итоге решающим фактором, поскольку технология изменяется столь быстро, что мы уже не можем больше удовлетворяться однократным обучением молодежи по какой-то специальности, по которой они будут работать всю жизнь, а должны уже думать о непрерывной переподготовке большинства людей каждые несколько лет, чтобы они отвечали новым технологическим задачам по мере их возникновения. Предзнаменованием будущего является тот факт, что более четверти всего населения СССР представляет собой учащихся в гой или другой системе, причем большая их часть работает и учится одновременно в целях повышения своего образования. В последние несколько лет всем стало ясно, что с образованием на Западе дела обстоят совсем неважно и что социалистические страны продвинулись гораздо дальше по пути создания такой системы образования, которая необходима для полного использования возможностей автоматизации или прогрессивной технологии вообще. Однако Запад пришел к пониманию этой своей отсталости не столько благодаря развитию автоматизации, сколько благодаря завидной роли, которую СССР играет в провозглашении прихода века космоса.
Глава 15 ПОКОРЕНИЕ КОСМОСА Когда писались эти строки, веку космоса еще не минуло и семи лет. Однако за ракетами, которые положили ему начало, стоит гораздо более длительная история. Принято думать, что ракеты появились в Китае, возможно, в XI веке, хотя эту точку зрения никоим образом нельзя считать достоверно доказанной. По-видимому, ракеты использовались как боевое оружие в Китае, а также в странах Ислама и Европы еще в XIII веке. С тех пор их совершенствовали главным образом для фейерверков и иногда для военных целей, пока в 1760 году одно неожиданное событие не обратило на них внимание. В том году индийский принц Хайдар Али вооружил специальный отряд численностью 1200 человек ракетами (с дальностью действия около 1,6 километра), который наголову разгромил английскую колониальную армию в битве под Гантуром. Его сын увеличил численность ракетного корпуса и несколько раз наносил поражения английским войскам. Интерес к ракетам как к оружию возрос. В 1805 году сэр Уильям Конгрев создал свою гораздо более усовершенствованную боевую ракету с дальностью действия до 2,75 километра. Эта ракета внесла свой вклад в разгром Наполеона. Однако интерес к ракетам постепенно угасал. Они не выдержали конкуренции с новой нарезной артиллерией, так что на протяжении XIX века больших достижений в области ракет не было. ПИОНЕРЫ СОВРЕМЕННОГО РАКЕТОСТРОЕНИЯ Еще со времен Древней Греции и особенно после зарождения современной науки в XVII веке люди мечтали о путешествии на Луну и планеты. Однако первым, кто подвел под межпланетные путешествия научную основу, был Константин Эдуардович Циолковский, бедный школьный учитель из России. После многих лет работы 348
он опубликовал в 1903 году статью, в которой весьма обстоятельно и дальновидно проанализировал проблему. Помимо всего прочего, он доказал преимущества жидкого топлива перед твердым и дал теоретический анализ уравнения движения ракеты, выявив зависимость скорости ракеты от относительной скорости выбрасываемых из нее газов, ее веса и веса топлива. Однако его работа не приносила никаких плодов целых 20 лет. В 1919 году американец Р. Годдард опубликовал результаты своего исследования возможностей ракет как средства подъема на большие высоты в исследовательских целях. Он высказал попутно ряд замечаний и об исследовании космоса. Свои опыты он начал с пороховых ракет, но, ознакомившись со статьей К. Э. Циолковского, перешел на жидкое топливо. Его первая ракета на таком топливе была запущена 16 марта 1926 года и покрыла расстояние около 60 метров. Годдард продолжал свои исследования, а дальнейшими экспериментами занялось Американское межпланетное общество. Однако эта работа не пользовалась большой поддержкой и фактически не получила официального признания, так что к исследованиям ракет в Соединенных Штатах приступили только с окончанием второй мировой войны. Новое Советское государство проявило большой интерес к идеям К. Э. Циолковского, свидетельством чему служит запуск в 1933 году первой советской жидкостной ракеты с тягой 20 килограммов. Эта ракета поднялась на высоту около 10 километров (рис. XL). В своей книге, изданной в 1929 году, К. Э. Циолковский раскрыл важную роль многоступенчатых ракет 1 в достижении высоких скоростей, необходимых для космического полета. В итоге через десятилетие советские рабочие первыми построили двухступенчатую ракету. Неослабный интерес в Советском Союзе к ракетам увенчался созданием тактического ракетного оружия «Катюша», которое сыграло видную роль при обороне Сталинграда и Харькова и которое в корне отличалось от немецкого «оружия запугивания» — ракеты «Фау-2». 1 Идея многоступенчатой ракеты высказывалась начиная с 1650 года неоднократно, но только К. Э. Циолковский первым правильно оденил значение ступеней ракеты. 349
Тем временем Герман Оберт опубликовал в 1923 году книгу, посвященную полетам в мировое пространство. Эта книга привела к учреждению четырьмя годами позднее Германского общества космических путешествий. Это общество приступило к практическим экспериментам, которые, однако, принесли мало пользы, главным образом из-за недостатка средств. Но именно благодаря работе Оберта и его последователей ракеты произвели свое первое действительно сильное впечатление на мировое общественное мнение. Когда нацисты пришли к власти, общество распалось, причем некоторые его члены эмигрировали из Германии, а оставшихся заставили заниматься исследованиями с целью военного применения ракет. В частности Вернер фон Браун, вступивший в ряды членов этого общества в 1930 году, был назначен в 1937 году техническим директором Ракетного центра в Пинемюнде, где под его руководством проектировавшаяся экспериментальная ракета была переделана в оружие массового уничтожения — в ракету «Фау-2». Первая такая экспериментальная ракета была запущена в 1942 году, а в 1944 году началась бомбардировка с большого расстояния Лондона и других городов. Эти ракеты могли взлетать на высоту около 200 километров. НАЧАЛО КОСМИЧЕСКОГО ВЕКА Не требовалось особой проницательности, чтобы увидеть то, что ракета «Фау-2» после небольшой доработки превращалась в стартовую ракету для космических кораблей или межконтинентальную баллистическую ракету. Американцы приложили много сил, чтобы захватить свыше сотни таких ракет и доставить их к себе домой вместе с большей частью ведущих немецких ракетных специалистов, в том числе, разумеется, и с фон Брауном. Самые удачные американские ракеты-носители были разработаны на основе «Фау-2» под его руководством К В руки русских тоже попал ряд германских экспертов по ракетам. Получив у немцев как можно больше сведений, русские отпустили их домой. Пополнив 1 В газете «Обзервер» сообщалось (20 марта 1960 года), что над созданием ракеты «Сатурн» работала бригада фон Брауна, в состав которой входило 89 германских специалистов. 350
таким образом накопленные знания по ракетной технике, советские специалисты еще энергичнее и настойчивее стали работать в этом направлении. 4 октября 1957 года весь мир был изумлен, узнав о запуске «Спутника-1» весом 84 килограмма. Это сообщение не должно было быть неожиданностью, так как о своих планах запуска искусственного спутника Земли Советский Союз заявил за несколько месяцев загодя. Однако заблуждения относительно «технической отсталости русских» помешали Западу серьезно отнестись к этому советскому заявлению. Запуск 3 ноября «Спут- ника-2» весом 907 килограммов и с полезным грузом в полтонны изумил мир еще больше. Ведь тогда в США думали о запуске искусственных спутников весом всего в несколько фунтов и не на столь далекие орбиты. В стремлении не . быть побитыми Соединенным Штатам удалось (после нескольких неудач) вывести на орбиту искусственные спутники Земли «Эксплорер-1» (весом 14 кг) 31 января 1958 года, «Авангард-Ь (весом 1,5 кг) 17 марта того же года и «Эксплорер-Ш» (весом 14 кг) девятью днями позднее. Затем 15 мая был запущен «Спутник-3» весом 1320,3 килограмма с приборным оснащением общим весом 966 килограммов. Завершив эту начальную программу запуска трех искусственных спутников Земли, русские обратились к другим областям исследования космоса. В большинстве случаев в этих областях они, безусловно, опережали — до 1964 года — американцев. Однако здесь были и важные исключения. В те начальные годы Соединенным Штатам сопутствовал больший, чем СССР, успех в осуществлении научных исследований с помощью космических аппаратов. На этом пути они добились чудес в области микроминиатюризации научных приборов и радиосхем, если учесть ничтожную полезную грузоподъемность их ракет. Однако разница между двумя странами была не столь велика, как это было принято думать, а программа запуска спутников «Космос» (с марта 1962 года по октябрь 1964 года было запущено 50 спутников) быстро заполняла брешь. В действительности за последнее время советские усилия в этой области значительно превосходят американские, хотя еще и рано судить о том, в какой мере достигнутые результаты соответствуют затратам. 351
Соединенные Штаты опережали Советский Союз и в области практического применения космической технологии, которой СССР неуклонно пренебрегал. Так, американские спутники 1 доказали возможность создания единой всемирной системы радиосвязи (с охватом телевидения) с помощью орбитальных ретрансляторов. Самым перспективным методом (использованным при запуске спутников «Синком») представляется запуск искусственного спутника на такую орбиту, на которой он делает вокруг Земли один оборот в сутки, благодаря чему он кажется земному наблюдателю неподвижным. Уже готовы планы запуска такого спутника («Эрли бёрд») над Атлантикой в 1965 году для создания между Америкой и Европой двухсторонней телефонной связи по 240 каналам или одного телевизионного канала2. Вынашиваются надежды создать к 1967 году всеобщую систему связи через искусственные спутники. Странно только то, что коммерчески система связи будет эксплуатироваться частной корпорацией (КОМСАТ), хотя вся экспериментальная работа целиком выполнялась за счет общественных средств. К тому же американские работы показали, что фотографии облачного покрова Земли, заснятые со спутников, могут принести большую помощь метеорологам при составлении ими прогнозов погоды, в частности при определении путей перемещения ураганов. Запуск серии искусственных спутников «Тирос» 3 был одной из самых крупных удач американцев в области космических исследований. Оборудование, поставленное на этих спутниках, действовало очень надежно, когда писалась эта книга, а «Тирос-VI» безотказно действовал уже свыше двух лет. В конструкцию первого спутника — «Ним- бус», — запущенного 28 августа 1964 года, было внесено много усовершенствований (однако он вышел из строя, проработав всего один месяц). Фотокамеры на 1 В частности, «Телестар-1» (10.7.1962), «Реле-Ь (13.12.1962), «Телестар-И» (7.5.1963), «Синком-1Ь (26.7.1963), «Реле-1Ь (21.1.1964), «Синком-НЬ (19.8.1964). 2 Спутник связи «Эрли бёрд» был успешно запущен 6 апреля 1965 года. 3 От спутника «Тирос-Ь (1.9.1960) до спутника «Тирос-VMI» (21.12.1963) все проходило гладко, если не считать выхода из строя одного такого спутника. 352
спутниках «Тироо были установлены пространственно в одном определенном направлении, вследствие чего они обеспечивали ежесуточно обзор только 20—25 процентов поверхности Земли, в то время как «Нимбус» постоянно направлял свои фотокамеры на Землю и обеспечивал обзор всей поверхности Земли, делая за сутки 2000 снимков (рис. XLI). Аппаратура этого спутника включала инфракрасные радиометры для определения толщины облачного покрытия в темноте. Нет спору, что серии спутников «Тирос», «Нимбус» и их преемников помогут добиться крупных успехов в области научной метеорологии. Но на этом начальном этапе нового дерзновения человечества овладение методикой исследования космоса куда важнее непосредственных практических результатов. И в этом направлении роль первооткрывателя принадлежит почти полностью Советскому Союзу — почти, но не исключительно. После овладения методикой запуска искусственных спутников Земли следующий самоочевидный шаг состоял в исследовании Луны и окололунного пространства. Запуск всех трех лунников в 1959 году увенчался успехом. Первый (2 января) пролетел на расстоянии 6400 километров от Луны. Второй (13 сентября) ударился о Луну. Оба эти лунника передали на Землю много сведений об условиях в окололунном пространстве, доказав, например, что вокруг Луны нет магнитного поля. «Луна-3» (4 октября) выполнил чрезвычайно сложный маневр, обогнув Луну с обратной стороны, которую он многократно сфотографировал, а затем передал заснятые фотографии по радио на Землю при обратном полете к ней (рис. XLII). В итоге одна из ближайших к нам частей Вселенной, остававшаяся до этого для нас закрытой книгой, стала достоянием человеческих знаний. Четвертый лунник, запущенный 2 апреля 1963 года, приблизился к Луне на расстояние 8530 километров, но, поскольку о результатах этого эксперимента почти ничего не сообщалось, надо полагать, что эксперимент прошел не вполне успешно К 1 По американским источникам, в Советском Союзе предпринимались и другие неудачные попытки запуска ракет для исследования Луны. По-видимому, Советскому Союзу (равно как и Соединенным Штатам) еще предстоит полностью овладеть методикой запуска ракет с промежуточных орбит, без чего нельзя осуществить более сложные проекты. 23 Зак. 339 353
Американские попытки исследовать Луну начались 17 августа 1958 года запуском ракеты, которая взорвалась через 77 секунд после старта. До января 1964 года американцами было предпринято еще 11 попыток. Некоторые иэ них закончились полной неудачей, а другие были близки к успеху. «Рейн- джер-Vb, запущенный 30 января 1964 года, ударился о Луну, однако его фотокамеры, предназначавшиеся для фотосъемки поверхности Луны с близкого расстояния, не сработали. Ряд ракет передал на Землю полезную научную информацию, но не о самой Луне. В выполнении этих главных задач ни один запуск не был удачным. Успех принесла ракета «Рейнджер-VIb *, запущенная 28 июля 1964 года, которая ударилась о поверхность Луны на расстоянии всего около 10 километров от намеченной цели и передала на Землю 4316 фотографий, сделанных за последние 19 минут своего полета (рис. XLIII). Эти фотоснимки в огромной степени расширили наши познания о ближайшем небесном соседе Земли. Прежде наши лучшие телескопы позволяли в идеальных условиях видеть Луну так, как она представилась бы невооруженному глазу с расстояния 500 километров. «Рейнджер-VIb сделал свой последний снимок с высоты около 300 метров. На этой фотографии видны крошечные кратеры, некоторые из них диаметром около одного метра. Теперь нам известно, что ровные участки поверхности Луны не представляют собой океаны пыли (как это кое-кто полагал), в которых космические корабли могли бы утонуть. Грядущая посадка на Луну должна быть легче, чем предполагалось ранее. Что касается накопления данных о Луне, то американцам наконец-то удалось превзойти успехи, достигнутые советскими людьми пятью годами раньше. Этого им удалось добиться главным образом при помощи более совершенных фотокамер и передатчиков, чем те, которые были установлены на лунниках. Однако с точки зрения ракетостроения «Рейнджер-VII» стоит приблизительно на одном уровне с «Луной-2». Полезный груз на последнем достигал 390 килограммов (на ракете последней ступени весом 1,5 тонны), в то время как весь вес «Рейн- 1 Запуски ракет «Рейнджер-VIIЬ и «Рейнджер-IX» в феврале и марте 1965 года тоже были успешными. 354
джера-VIb составлял около 366 килограммов ]. Сложный полет «Луны-3» (с полезным грузом 436 килограммов) все еще остается непревзойденным делом. Вот если бы удалось советские ракеты оснастить американскими приборами! В одной области американцы идут впереди русских — это в области исследований глубокого космоса, где успех в огромной степени з-ависит от благоприятного стечения обстоятельств. Третья попытка прощупать Венеру с помощью ракеты «Маринер-П», запущенной в августе 1962 года и прошедшей от этой планеты на расстоянии 34 600 километров, принесла ценную научную информацию. Запуск советской ракеты в направлении Венеры 12 февраля 1961 года был успешным с точки зрения ракетной техники, однако радиосвязь с ракетой была утрачена на расстоянии 6,4 миллиона километров. Запуск советской ракеты к Марсу (1 ноября 1962 года) также закончился неудачно из-за выхода из строя радиосистемы, хотя в этом случае был установлен рекорд дальности радиосвязи, достигшей почти 107 миллионов километров 2. Дальнейшие попытки посылать ракеты к Марсу в благоприятный период в ноябре 1964 года показали, что успех в этой области исследований все еще во многом зависит от удачи. Американская ракета «Маринер-Ш», запущенная 5 ноября, не сбросила защитного кожуха и не дала совершенно никаких результатов. Ракета «Ма- ринер-IV», успешно запущенная 28 ноября, чтобы сфотографировать Марс (предполагалось сделать 22 снимка), ориентировалась для фиксации своего положения не на ту звезду. Опыт пришлось повторить заново. Даже в последующем эти ракеты выбирали несколько раз не ту звезду, хотя, по-видимому, к концу года радиокоррекция помогла избавиться от этой вредной привычки. Как только с Земли приступали к коррекции курса ракеты, «Маринер-IV» начинала бешено вращаться, но и эту 1 Однако запуск американской ракеты был осуществлен более гибко (с промежуточной орбиты), для чего потребовалась ракета меньшей мощности. 2 Кроме того, есть, вероятно, доля правды в утверждениях американцев, что СССР, по-видимому, произвел еще четыре неудачных запуска ракет к Марсу и Венере, о которых ничего не сообщалось в печати. 23* 355
трудность удалось в конце концов преодолеть. Советский «Зонд-2» был запущен двумя днями позднее, однако его ресурсы энергопитания составили только половину планировавшегося запаса !. Преодолеют ли эти устройства все трудности и выполнят ли они с успехом поставленные перед ними задачи, станет известно ко времени выхода данной книги в свет. ЧЕЛОВЕК В КОСМОСЕ Но решающий момент в покорении космоса — полет человека в космос. Слова «век космоса» только тогда обретут свой полный смысл, когда сам человек будет свободно путешествовать в космосе, завоевывая его, как раньше он завоевывал поверхность Земли. Запуск искусственных спутников и направленных к планетам ракет, а также получение с них информации по радио в принципе не очень сильно отличаются от изучения Вселенной при помощи телескопа — если не считать того, что ракеты и спутники есть прелюдия к путешествию человека в космос. Программа «Рейнджер», например, давая, несомненно, интересные для астрономов результаты, предназначается главным образом для накопления данных, необходимых при высадке людей на Луне. Собака в «Спутнике-2» (с приборами, посылавшими информацию о ее реакции на начальное ускорение и последующую невесомость) свидетельствовала о том, что Советский Союз еще в 1957 году думал о космическом полете человека. Однако серьезное наступление в данном направлении началось только после завершения начальных программ по запуску спутников и лунников. Оно началось с запуска серии беспилотных космических кораблей «Восток», вес которых (как и всех последующих пилотируемых кораблей) составлял около 4,5 тонны. В первом таком корабле (запущенном 15 мая 1960 года) находился пилот-манекен. Кабина не предназначалась для возвращения на землю, и часть программы с вхождением в плотные слои атмосферы фактически не удалась. Оче* 1 Его предшественник .«Зонд-Ь, запущенный 2 апреля 1964 года, специального направления не имел и, по всей видимости, являлся подготовительной пробой для обработки методики исследования глубокого космоса на более прочной основе. 356
редной корабль (запущенный 19 августа) имел на борту двух собак и успешно приземлился на восемнадцатом витке. Третий корабль (запущенный 1 декабря), также имевший на борту двух собак, при приземлении перешел на неправильную траекторию и сгорел в атмосфере. Четвертый и пятый корабли (запущенные 9 и 25 марта 1961 года), также с собаками на борту, возвратились благополучно. Таким образом, все было готово для полета Ю. А. Гагарина 12 апреля 1961 года (рис. XLIV), сделавшего один виток, и для полета Г. С. Титова, сделавшего 6 августа 17 витков за 25 часов. Меж тем американцы приступили с сентября 1959 года к выполнению различных предварительных испытаний по программе «Меркурий». 19 декабря 1960 года с третьей попытки был осуществлен суборбитальный полет кабины без человека, а 16 февраля 1961 года —такой же полет с шимпанзе в кабине, поднявшейся на высоту 250 километров и пролетевший 676 километров с приводнением в океане. Затем летом 1961 года Шепард и Гриссом совершили такие же полеты, однако ближе к Земле и с меньшей дальностью полета. Всего только три попытки осуществить орбитальный полет кабин без человека были проведены американцами перед тем, как они пошли на риск полета с пилотом. При первой попытке (25 апреля 1961 года) бустерную ракету предполагалось взорвать через 40 секунд после старта. Вторая попытка — 13 сентября, то есть через месяц после полета Г. Титова, — увенчалась успехом: кабина с пилотом-манекеном совершила одновитковый орбитальный полет. Однако космический корабль приводнился в 65 километрах от ближайшего корабля и был подобран с воды лишь спустя 2,5 часа. Кроме того, были неполадки и с системой ориентации, которая должна работать безупречно и устанавливать корабль в нужном положении для правильного вхождения в плотные слои атмосферы в момент запуска тормозных двигателей. Когда был запущен третий космический корабль (29 ноября) с шимпанзе на борту, его были вынуждены посадить после двух витков вместо запланированных трех, опять-таки из-за неполадок в системе ориентации. Кроме того, бедный шимпанзе много натерпелся от неправильного функционирования физиологического испытательного оборудования. 357
Нетерпение догнать Советский Союз было столь велико, что, несмотря на эти зловещие неполадки, полковника Гленна вывели 20 февраля 1962 года на орбиту в трехвитковый полет (рис. XLV). Как и следовало ожидать, система ориентации снова вышла иэ строя, так что Гленну пришлось на втором и третьем витках своего орбитального полета вести корабль с помощью запасной ручной системы управления положением корабля в пространстве, вследствие чего задание по научным наблюдениям он выполнил лишь на 10 процентов. Кроме того, телеметрическая система подала ложный сигнал об отсоединении защитного теплового экрана. Когда капитан Скотт-Карпентер отправился 24 мая вслед за ним в другой трехвитковый орбитальный полет, то помимо неполадок, приведших к перегреву его скафандра, ему опять пришлось перейти на ручное управление системой ориентации. Поскольку последнее он делал недостаточно точно, он приводнился на расстоянии около 400 километров от намеченного места посадки и провел три опасных часа в надувной спасательной лодке, ожидая, когда его подберут. Ширра при своем шестивитковом орбитальном полете 3 октября продолжительностью 9 часов едва избежал катастрофы при старте, когда ракета-носитель сработала с опозданием относительно расчетного времени и офицер службы безопасности собирался через несколько секунд взорвать ее. Наконец, 15 мая 1963 года Гордон Купер отправился в полет продолжительностью 34 часа (22 витка). На этот раз неполадки возникли в системе управления прохождением через» плотные слои атмосферы. Астронавт был вынужден включать тормозные двигатели вручную, а поскольку возникли и другие неполадки, ему пришлось ориентировать свою кабину так, чтобы тепловой щит занял правильное положение. Ему удалось осуществить все это точнее, чем это делали автоматические системы при предыдущих полетах. После полета Гордона Купера программа «Меркурий» была объявлена завершенной. Она выполнялась все время со столь малым коэффициентом безопасности, что просто удивительно, как дело обошлось баз катастрофы. Однако Советский Союз уже за год до этих полетов перешел к стадии, на которой два космонавта летали в космосе недалеко друг от друга, что, по-видимому, было первым шагом к решению проблемы стыковки кос- 358
мических кораблей. 11 августа А. Николаев начал совершать свои 64 витка продолжительностью почти четверо суток. А 12-го к нему присоединился П. Попович (48 витков с продолжительностью полета почти трое суток), чей корабль вышел на орбиту на расстоянии всего 4,8 километра от первого корабля. Это свидетельствовало о том, что время запуска удалось выдержать с точностью менее секунды, в то время как до сих пор самые удачные американские запуски отставали от расписания на минуты, а более обычные задержки длились часами. Этот опыт был повторен в следующем, 1963 году, когда В. Быковский отправился в полет 14 июня, а двумя днями позднее к нему присоединилась Валентина Терешкова— первая в мире женщина-космонавт. Ее корабль вышел на орбиту тоже на расстоянии около 4,8 километра от первого корабля. В. Быковский находился в полете почти пять суток, совершив 81 виток, а В. Терешкова летала почти трое суток и сделала 48 витков. Таким образом, к лету 1963 года советские космонавты налетали 259 витков и, по-видимому, с небольшими неприятностями — отдельные приступы тошноты и поцарапанный нос в одном случае, — в то время как их американские коллеги совершили 34 витка в условиях почти сплошного кризиса К Это сравнение станет еще больше не в пользу американцев, если вспомнить, что корабли «Восток» приземлялись без какой-либо особой подготовки к их приему и с системой связи, ограниченной советской территорией. Перед американцами стояла более легкая задача приводнения в океане, опираясь на наблюдения станций слежения, разбросанных по всему миру, и помощь в чрезвычайно сложной и дорогостоящей организации подъема кабины из океана. В случае полета Гордона Купера для извлечения кабины из океана было мобилизовано 22 судна, 100 самолетов и 27 аварийных спасательных команд. Основное отличие заключалось в том, что американские ракеты были в состоянии выводить на орбиту полезный груз в 3 раза меньше, 1 Мы не рассказали здесь о многих второстепенных неполадках и частых повторных задержках, характеризовавших выполнение американской программы. Хотя у нас нет полной уверенности в том, что подобных неполадок не было у советских космонавтов, у них не было по крайней мере задержек с запусками кораблей П. Поповича и В. Терешковой. 359
чем корабли «Восток». Поэтому оборудование приходилось урезать до минимума ценой снижения надежности. Однако в 1964 году появились признаки, что наконец- то американцы стали строить нужные им более крупные ракеты. 29 января они запустили свой крупнейший для того времени искусственный спутник весом 19 тонн (его полезный груз состоял только из крошечного маяка слежения, а остальное составлял балластный песок). 8 апреля они запустили кабину «Джемини» без пилота (рис. XLVI), что было первым шагом программы полетов космических кораблей с командой из двух космонавтов. Первый такой корабль предполагалось запустить весной 1965 года. По весу (3,5 тонны) «Джемини» все еще уступал «Востоку». Наконец американцы превзошли «Восток» по весу, запустив 28 мая беспилотный космический корабль «Аполлон» весом 8,5 тонны 1. Этот запуск вместе с повторным опытом 18 сентября был частью программы одновременного запуска в космос трех человек, из которых двоих предполагается высадить на Луне к 1970 году. Ни в одном иэ этих пробных полетов не ставилась задача возвращения кораблей на Землю2. Но еще до того как проекты «Джемини» и «Аполлон» вышли из стадии испытаний макетов кабин, советский корабль «Восход» совершил 12 октября 1964 года суточный полет с тремя космонавтами на борту (16 витков). В техническом отношении этот полет знаменовал хюбой новый скачок вперед. Мощность ракеты возросла настолько, что помимо подъема беспрецедентно тяжелого груза, в кабине корабля поддерживались столь благоприятные условия, что космонавтам в ней не требовались скафандры. Наряду с этим кабина была снабжена запасной системой тормозных двигателей. Повышение коэффициента безопасности благодаря внесенным усовершенствованиям оправдало и рекордную высоту орбиты 409 километров. Новая система посадки, 1 Фактически две из трех его секций. Секция, предназначающаяся для посадки на Луну, при этом испытании отсутствовала. Эта модель воспроизводила по форме и весу реальный корабль с Аполлон», но не имела его приборного оснащения. 3 Вторая кабина «Джемини» успешно осуществила маневр возвращения на Землю 19 января 1965 года, а 23 марта Гриссом и Янг совершили первый управляемый полет по данной программе (3 витка). 360
в которой были использованы реактивные тормозные двигатели, оказалась столь эффективной,что на корпусе корабля «Восход» после посадки не было обнаружено никаких вмятин. Возможность включить в команду научного работника и врача и не отвлекать на наблюдения пилота ускоряла ведение необходимых научных исследований как в области физики верхней атмосферы, так и по изучению новых проблем управляемых полетов космических кораблей К ДВЕ В КОРНЕ РАЗНЫЕ ПОЛИТИКИ Таким образом, несмотря на американские достижения 1964—1965 годов (которые еще не свидетельствуют о какой-то внезапной перемене ситуации, а просто служат признаком того, что американцы начинают исправлять свои прежние просчеты), в целом советская про.-, грамма космических исследований одержала больший успех, чем американская. Поскольку вторжение человека в космос было во многих отношениях самым неизведанным делом из всех начинаний человечества XX века, интересно попытаться объяснить, почему советское государство идет в этой области впереди других стран. Факты вполне достаточны для того, чтобы отбросить басню, будто русские добились своих успехов просто благодаря использованию ума и опыта германских специалистов. Мы не ошибемся, если скажем, что в Совет: ском Союзе с 30-х годов создалась устойчивая традиция к проведению исследований по ракетостроению, которые не прекращались в годы войны и в послевоенный период! тогда как в Америке (несмотря на усилия Годдарда и отдельных других энтузиастов) до самого конца войны почти ничего не делалось для создания действительно мощных ракет. Но, опираясь на помощь ведущих германских специалистов, создавших «Фау-2», и располагая гораздо более мощными ресурсами, Соединенным Штатам ничего не стоило бы обогнать Советский Союз, если 1 «Восход-2», запущенный 18 марта 1965 года, находился в полете 26 часов и совершил 17 витков. На втором витке Алексей Леонов стал первым человеком, вышедшим в открытый космос* Корабль установил новый рекорд высоты — 494 километра. Однако в первый раз на советском космическом корабле в системе ориентации возникли неполадки, которые заставили космонавтов прибегнуть к ручной посадке корабля. 361
бы не другие, более важные причины, которые привели к крушению их планов. Самой явной отличительной чертой американской программы космических исследований была так называемая «пролиферация проектов» К Если оставить в стороне военные проекты, речь о которых еще пойдет ниже, то в Соединенных Штатах не было никакой ясности в главном направлении работ: то ли разрабатывать космическую технику, то ли вести научные исследования (по десяткам направлений) на основе существующей космической техники, то ли стремиться к быстрейшему практическому применению космических кораблей и к осуществлению управляемых человеком космических полетов. В противоположность этому самый беглый взгляд на список советских запусков ракет выявляет ясную и простую политику, основанную на первоочередной разработке безопасной техники запуска космических кораблей, а затем—сразу же после обеспечения необходимой надежности—запуска в космос кораблей с космонавтами. «Спутник-1» преследовал почти единственную цель: показать возможности вывода искусственного спутника на орбиту. На нем было мало научной аппаратуры, предназначавшейся главным образом для управления внутренней аппаратурой спутника в полете. Второй и третий спутники выполнили большой объем исследований, но их главной задачей все еще оставалось испытание способности к выведению на орбиту тяжелых кораблей и поддержание с ними связи. По окончании этой программы весь очередной год проводилась отработка методики запуска ракет на Луну или вокруг нее. После того как и это было сделано, следующие два года (1960—1961) были посвящены (если не считать неудачного запуска ракеты к Венере) отработке методики пилотируемого орбитального полета. И только после того, как вся основная космическая технология была отработана, советские исследователи космоса серьезно занялись использованием созданной техники для целей научных исследований. Но и после этого они работали над выполнением своей программы научных исследований спокойно, последовательно и тщательно, запуская свои спутники «Космос» один 1 См. статью; Nigel Calder, «New Scientist», July 31, 1958, p. 522. 362
за другим приблизительно каждую третью неделю. Эту программу русские ускорили в 1964 году, запустив в августе 8 искусственных спутников «Космос» 1. 30 января 1964 года русские продемонстрировали новый метод запуска, выведя одновременно 2 спутника «Электрон» на две весьма разные орбиты для сравнительного исследования космической радиации на разном удалении от Земли 2 Главной задачей этой программы исследований все еще, по-видимому, остается накопление знаний, требующихся для того, чтобы обезопасить полет человека в космос за пределами околоземных орбит, которыми до сих пор ограничивались космические полеты. Космический корабль «Восход» с тремя космонавтами знаменует собой начало новой фазы, на которой усовершенствование методики управляемого человеком полета и проведение новых научных исследований можно было бы использовать наилучшим образом. А маневрирующие спутники «Полет-1» и «Полет-2» (запущенные 1 ноября 1963 года и 12 апреля 1964 года), которые по команде с Земли несколько раз переходили с одной орбиты на другую, надо считать предположительно первым шагом к решению задачи стыковки в космосе, что позволит собирать крупные космические корабли из нескольких меньших для осуществления более грандиозных полетов человека в космос. Разницу между двумя программами можно проиллюстрировать на статистических данных об успешных запусках за год (окончившийся 17 сентября 1961 года) 3. За этот год Соединенные Штаты запустили 8 спутников, по-видимому преимущественно для проведения научных исследований для отработки методики запуска, 1 спутник связи, 2 метеорологических спутника, 1 спутник для обнаружения запусков ракет (по их инфракрасному излучению) и еще 2 других спутника для сбора данных по этому проекту, 1 военный спутник-разведчик, 1 18 августа 3 таких спутника вывели на одинаковые орбиты одной ракетой; 28 августа 2 спутника были запущены одной ракетой, а 3-й вывели на орбиту отдельной ракетой. 2 Еще одна такая же пара спутников «Электрон» была запущена 11 июля 1964 года. 8 Эти статистические данные были приведены на стр. 31 в журнале «Нью сайентист» от 5 октября 1961 года. Американский перечень може,т быть неполным, так как вооруженные силы обычно не сообщают о запуске своих искусственных спутников. 363
2 спутника для целей навигации, 9 спутников, выбрасывавших капсулы, которые должны были возвращаться на Землю, и совершили 1 неудачный запуск ракеты к Луне. Далее, обезьяна шимпанзе и 2 человека совершили короткие суборбитальные полеты и 1 макет космического корабля был выведен на орбиту. За тот же период Советский Союз запустил 1 тяжелый спутник, 1 ракету к Венере (с частичным успехом), 3 космических корабля с собаками и 2 корабля с людьми. Таким образом, если советские усилия сосредоточивались на немногих хорошо спланированных целях, то американская программа охватывала многие почти независимые проекты, что до предела распыляло людские ресурсы и наличное оборудование, из-за чего отдача была малой. Это во многом напоминает различие в политике двух стран по вопросу поточного производства ВРЕД ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОСМОСА В ВОЕННЫХ ЦЕЛЯХ Приводившийся перечень американских успехов включает запуск 4 искусственных спутников исключительно военного назначения. Кроме того, как мы увидим, программа возвращения капсул на Землю и навигационные спутники также должны считаться по своим целям военными. В число 8 спутников, названных исследовательскими, входят спутники ЛОФТ, которые в действительности могут стать военными. Спутники связи и метеорологические спутники тоже нельзя полностью отделить от шпионских проектов. Таким образом, по крайней мере 15 (а может быть, и все 19) из 31 успешного запуска за этот период времени имели военное назначение. И здесь скрывается еще одна причина слабых результатов американских работ. Часто думают, что искусство создания управляемых снарядов и успех в завоевании космоса сопутствуют друг другу. Некоторая связь между ними, конечно, существует, поскольку именно боевая ракета «Фау-2» подвела ракетостроение почти к самой грани космических полетов. Дальнейшее развитие ракетостроения после 1945 года шло бы медленнее, если бы не было ускоряющего влияния холодной войны. Однако уже тогда, когда ракеты достигли мощности, необходимой для запуска первых спутников, наметилось разделение путей 364
их развития. Ракета, более всего подходящая для военных целей и способная доставить боевую головку в противоположную точку земного шара, слишком мала, чтобы служить эффективным средством для запуска космических кораблей. В первые послевоенные годы представлялось, что ядерные боеголовки для управляемых снарядов должны быть довольно тяжелыми. Поэтому обе державы начали подготовительную работу по созданию сравнительно мощных ракет. Когда же выяснилось, что боеголовки с водородной бомбой могут быть значительно легче, чем это предполагалось, СССР продолжил разработку крупных ракет для космических полетов, в то время как Америка сосредоточила свои усилия на создании небольших военных ракет. Так, работы над ракетой «Атлас» приостановили в. 1951 году. На этой стадии космические исследования рассматривались как побочное дело, нечто вроде игры, в которую можно было разрешить играть ученым, выделив им несколько боевых ракет. Первые американские запуски ракет в космос — с небольшими спутниками и с частыми неудачами — приходилось осуществлять на комбинациях ракет, составлявшихся преимущественно из военных ракет «Юпитер» и «Тор», которые были весьма малоэффектны и обходились слишком дорого для данного назначения. Первые скромные успехи пришли только с запоздалой готовностью «Атласа», использованного для полета Гленна в 1962 году. Но даже это было, по существу, попыткой заполнить брешь посредством чрезмерно крупного межконтинентального баллистического снаряда, приспособленного для мирных целей. Ракета «Сатурн» (рис. XLVII), предназначавшаяся для того, чтобы выдвинуть в конце концов Америку на положенное место, была потомком ракеты «Фау-2», созданным фон Брауном со своей бригадой. Она была задумана в апреле 1957 года, но тогда фон Браун работал на военных, а военное начальство открыто заявило об отсутствии у него всякого интереса к такой ракете, поскольку она была слишком велика для них. Военные отказались финансировать этот проект и чуть не похоронили его совсем осенью 1959 года. Его удалось спасти, передав в ведение только что учрежденного Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. Иэ-за подобных 365
проволочек ракета «Сатурн» была готова для первых испытательных полетов лишь к концу 1961 года, а успешный испытательный запуск был осуществлен только в середине 1962 года. Только в 1964 году «Сатурн» вывел на орбиту 19-тонный спутник и макет космического корабля «Аполлон», что наконец-то поставило американцев по способности выводить на орбиту тяжелые грузы несколько выше того уровня, на котором русские находились в середине 1960 года 1. То, что Соединенные Штаты рассматривают космическое пространство преимущественно как новую область военных действий, ясно из многочисленных заявлений их военных и политических руководителей. Выступая перед одной из подкомиссий конгресса США в 1962 году, заместитель начальника штаба военно-воздушных сил заявил: «В настоящее время нам трудно представить полный комплекс систем космического оружия, однако мы знаем, что у нас они будут и нам еще понадобятся» 2. «Если жизнеспособность наземных систем подвергнется угрозе, — заявил генерал-лейтенант ВВС США Джеймс Фергюсон, — то расположение систем в глубоком космосе может оказаться единственным средством обеспечения их жизненности. Например, жизнеспособность существующих систем командования и управления как для наступательных, так и для оборонительных действий будет поставлена под угрозу ростом мощности бомб»3. Лидер демократов в Палате представителей реагировал на сообщение о запуске «Луны-1» выступлением, в котором подчеркнул необходимость «догнать и перегнать Советский Союз — сколько бы это ни стоило Нельзя допустить Пирл-Харбора в космосе4». Точка зрения президента Кеннеди была следующей: «Мы не можем позволить той или иной стране с враждебным к нам отношением господствовать в космосе»Б. А позднее он реагировал на предложения не рассмат- 1 Однако тройной запуск космических кораблей «Космос» 16 июня 1964 года и «Восход» показывает, что советское ракетостроение все еще идет впереди. 2 См. «New Scientist», September 6, 1962. 3 Ibid. 4 «Daily Telegraph», January 5, 1959 5 Jay Holmes, The Race for the Moon, Gollancz, 1962, p. 20. 366
ривать попытки по высадке человека на Луне как гонку, исходившие от России и переданные ему через сэра Бернарда Ловелла, замечанием о том, что запланированная высадка американских космонавтов на Луне к 1970 году должна продемонстрировать «способность к господству в космосе», которая важна для Соединенных Штатов как передовой державы свободного мира К Его преемник Линдон Джонсон, будучи еще вице-президентом США, заявил следующее: «Нам надлежит со всей решительностью и впредь продвигаться в космос, чтобы завоевать его для мира, пока его не захватила другая страна для войны и разрушения» 2. А вот точка зрения сенатора Барри Голдуотера, вероятного претендента на пост президента США на новых выборах, высказанная им в 1962 году: «Мы должны установить свое господство в космосе так же, как мы господствуем в воздухе»3. При подобном отношении правящих кругов совсем не удивительно, что большая часть и, быть может, даже преобладающая часть усилий Соединенных Штатов направлена на достижение военных целей в ущерб их работе по действительному завоеванию космоса для человечества. Запуск спутников «Мидас» имел своей целью обнаружение запуска ракет посредством регистрации инфракрасного излучения от выбрасываемых из них газов. Два таких спутника, запущенных в 1960 и 1961 годах, выявили наличие недостатков в первичной программе, которую вслед за этим сократили, изменив направление, в 1963 году, когда было объявлено, что почти половину из израсходованных 150 миллионов фунтов стерлингов надо признать суммой, выброшенной на ветер даже с военной точки зрения. В целях сравнения с этими и несколькими другими цифрами военных расходов, которые мы приведем ниже, можно указать, что полная стоимость 9 запусков ракет по программе «Рейнджер» обошлась в 93 миллиона фунтов стерлингов. Совершенно ясно, что на военные цели было отвлечено далеко не мало сил и ресурсов. Заявление, опубликованное в 1963 году, гласило, что работа будет продолжена иными путями, но ее цель остается прежней. По-видимому, два 1 «New Scientist», August 1, 1963, p. 241. 2 Jay Holmes, The Race for the Moon, p. 20. 3 «The Times», August 22, 1962. 367
спутника ВВС, запущенные в 1963 году, которые, как утверждалось, успешно обнаруживали запуски ракет, были усовершенствованными вариантами спутника «Ми- дас». Спутники «Самос» предназначались для ведения разведывательных операций против Советского Союзка. Помимо спутника «Самос-1Ь (запущенного 13 января 1961 года), получившего большую известность, работы велись по программе, которая предусматривала расходование свыше 100 млн. фунтов стерлингов в год, «под покровом плотной завесы секретности (даже само название «Самос» провозглашено к настоящему времени секретным и запрещенным для открытого упоминания кем бы то ни было, кто хотя бы отдаленно связан с проектом)»1. До осени 1962 года было запущено около 8 спутников, и, по-видимому, многие из последующих секретных спутников были спутниками «Самос». Другая программа (названная «Феррет-2»), о существовании которой стало известно случайно из одного рекламного объявления в декабре 1962 года, имеет целью подслушивание советских радиопередач и радиолокационных станций. Спутники «Вела отель», два из которых были запущены одной ракетой 17 октября 1963 года и еще два 17 июля 1967 года, предназначаются для обнаружения ядерных экспериментальных взрывов на расстоянии нескольких сотен миллионов километров в космосе, хотя и не известно, кто же именно собирается производить эти взрывы. Программа «Сейнт», о которой общественность почти ничего не знает, воплощает попытки ВВС создать маневренные спутники, способные обследовать неизвестные спутники в полете и определять их характер и цель. Более поздние модели этих спутников должны обладать способностью примыкать к неизвестным спутникам и разгонять их до второй космической скорости. Эта программа была прикрыта в 1962 году, а предусматриваемые ею эксперименты предполагается продолжить посредством двухместных космических кораблей «Джемини». Для этой цели разрабатывается устройство, названное «маневренный аппарат», с дистанционным управлением, весом около 57 килограммов. Это устройство подлежит запуску и управлению с пилотируемого космического ко- 1 Dr. F. Pi rani, в: «New Scientist», September 6, 1962, p. 494. 368
рабля для обследования всякого показавшегося подозрительным спутника. Президент Джонсон в августе 1964 года объявил о том, что у Соединенных Штатов имеется две системы вооружения для перехвата и уничтожения спутников в полете, которые полностью готовы к действию. Однако эти системы относятся к категории наземных и разработаны на основе противоракетных снарядов. Крупнейшей и наиболее импозантной американской программой в начальный период космических работ была программа «Дискаверер» с целью разработки способа возвращения со спутника кабины весом 136 килограммов К Эта программа широко рекламировалась как программа работ по решению задачи возврата космических кораблей с людьми через плотные слои атмосферы. Однако постепенно выяснилось, что она преследует совершенно иную цель. Известные средства телевидения и радио не способны обеспечить достаточно подробную передачу со спутника на Землю тех фотографий, которые делает спутник-шпион. Кабины спутников «Диска- верер» должны были доставлять сами фотографии. Таким образом, крупнейшая из начальных американских программ тоже отвлекала ресурсы от истинного исследования космоса на военные цели. Общепризнано, что спутники «Дискаверер» использовались для доставки материалов со спутников «Самос». После этого можно и не удивляться тому, что многие комментаторы перестали верить в невинность метеорологических спутников. Конечно, метеорологическую ценность спутников «Пи- рос» и «Нимбус» для мирных целей надо полагать убедительно доказанной, что делает эту программу крупнейшим американским вкладом в полезное использование космической техники. Но помимо того, что метеорологическая информация сама по себе имеет важное военное значение, методика фотографирования и передачи данных, используемая на метеорологических спутниках, 1 С 28 февраля 1959 года по 17 августа 1961 года был совершен 31 запуск, из них в десяти случаях ракеты не удалось вывести на орбиту. В одиннадцати случаях кабины были потеряны, в двух — их нашли в океане, а в шести — улавливали самолетами (как это и планировалось). Два спутника «Дискаверер» кабин не имели, а собирали научные данные для проекта «Мидас». 24 Зак. 339 369
весьма близка к той» которая необходима для шпионажа К Система запуска навигационных спутников «Транзит» имеет целью обеспечить содействие подводным лодкам при производимом ими время от времени точном определении своего местонахождения (в целях проверки правильности действия их инерциальной навигационной системы) и повышения таким образом точности наведения на цель ракет «Поларис». Как заявлялось, возможности использования этой системы в гражданских целях предполагалось изучить, но сущестующие методы, по-видимому, вполне достаточны для гражданских нужд. Начиная с марта 1960 года и по ноябрь 1961 года, согласно экспериментальной части программы разработки этой системы, было осуществлено пять успешных запусков. Тогда полагали, что полностью отработанная система будет готова к использованию к концу следующего года. Однако после неудачного запуска спутника «Транзит» в декабре 1962 года последующие запуски были засекречены, хотя иногда сведения и просачивались, как это было, например, с неудачным запуском одного из таких спутников, изкза чего в апреле 1964 года в стратосфере было рассеяно около килограмма плутония из силовой ядерной установки на спутнике. Это усилило радиационную опасность нашего времени и послужило предупреждением о большей опасности в грядущем. Геодезия — наука, в задачу которой входит точное определение размеров и формы Земли, — представляется далекой от военной области. Однако для точного наведения межконтинентального баллистического снаряда на цель необходимо знать правильное взаиморасположение стартовой площадки и цели. Поэтому три рода вооруженных сил и Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства объединили свои усилия в целях осуществления геодезического проекта, в соответствии с чем 31 октября 1962 года был запущен спутник «ANNA 1-B». Первоначально предпола- 1 Тот факт, что метеорологические спутники (или спутники связи, см. стр. 354) запускаются Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства, не является, к сожалению, гарантией их исключительно мирных целей, поскольку шпионский самолет «У-2», сбитый над территорией Советского Союза в 1960 году, имел опознавательные знаки этого управления, 370
галось, что этот проект будет секретным, но под давлением общественного мнения результаты работы по этой программе были предоставлены в распоряжение ученых. Однако армейский картографический спутник «Секор», запущенный в январе 1964 года «на спине» спутника ВВС (который сам по себе засекречен), представляется дальнейшей тайной попыткой продолжить военную геодезическую работу. Спутник «Дайна-Coop» * (по-видимому, точное название устройства, так и не увидевшего света) был задуман как помесь самолета со стреловидными крыльями и пилотируемого искусственного спутника Земли. Его предполагалось выводить с помощью ракеты на близкую орбиту, с которой он должен был возвращаться на Землю как планер. Целью работы с самого начала было создание космического бомбардировщика или, быть может, истребителя спутников. Деятельная работа в этом направлении началась приблизительно в 1958 году, и к началу 1963 года начали изготавливать отдельные части аппарата. Но уже к этому времени поползли слухи о неудачности проекта, так что к концу года работы были полностью прекращены после затраты впустую около 150 миллионов фунтов стерлингов. Космические корабли будущего, предназначающиеся для полета на далекие расстояния, будут, вероятно, оснащаться атомными ракетами. Усилия и средства (70 миллионов фунтов стерлингов за десятилетие), которые можно было бы пустить на создание таких кораблей, были фактически направлены Комиссией по атомной энергии на создание низко летящего снаряда с прямоточным воздушно-реактивным двигателем, получающим энергию от атомного реактора. В июле 1964 года американцы отказались от этого проекта. КОСМИЧЕСКИЕ БОМБЫ И ИГОЛКИ Рассматривавшиеся в настоящей главе работы фактически не причинили ущерба (если не считать отвлечения сил и средств, которые можно было бы направить на более полезные дела), они только грозили принести вред. * Dyna-Soar — мощный, парящий выше всех. 24* 371
Однако этого нельзя сказать об американской водородной бомбе «Старфиш», взорванной в июле 1962 года на большой высоте. И до этого и после этого были и другие взрывы на больших высотах, которые производились как США, так и СССР. Однако эти взрывы можно до некоторой степени оправдывать тем, что эти бомбы были небольшими и взрывались на таких высотах, на которых они не могли принести серьезного ущерба. К тому же такие взрывы давали ценные научные сведения (хотя сомнительно, чтобы в этом заключалась их главная цель). Однако мощность бомбы «Старфиш» достигала 1,4 мегатонны \ а взорвали ее на высоте всего около 400 километров. Ученые — не те, которым было дано задание оправдывать этот эксперимент, — предсказывали, что такой взрыв серьезно изменит околоземное пространство, и почти в один голос требовали отмены взрыва. События доказали их правоту. Взрыв создал около Земли новый пояс интенсивной радиации, для рассеяния которого потребуется около десятилетия (этот пояс может изменить погоду). Это создание нового пояса сильно затрудняет задачу исследования естественных околоземных поясов радиации, которые предстоит тщательно изучить, прежде чем предпринять безопасные полеты к Луне. Он создает помехи в работе радиоастрономов, частично вывел из строя несколько научно-исследовательских спутников, в том числе английский спутник «Ариель», запущенный в США. Поступление данных с этого спутника сократилось на 60—70 процентов. Вэрыв усилил опасность радиационного облучения при космических полетах человека за пределами самых скромных высот, на которых они до сих пор производились. Так, во время полета А. Николаева и П. Поповича интенсивность радиации была в 2 раза больше, чем при полетах Ю. Гагарина и Г. Титова годом раньше. И вопреки заявлениям американских властей о том, что это был якобы прекрасный эксперимент, в официальном докладе 12 ведущих английских ученых министру науки твердо говорилось, что взрыв «представляется запланированным исключительно для военных целей». Главной целью, по-видимому, было изучение возможности исполь- 1 То есть была эквивалентна 1,4 миллиона тонн тринитротолуола. 372
зования интенсивной радиации от взрыва для подавления радиосвязи противника. Как же все-таки обеспечить в таких условиях нормальную работу своей собственной системы связи? В этом, вероятно, состояла главная цель еще одного эксперимента, тоже породившего многочисленные протесты ученых всех стран мира. Речь идет об эксперименте «Уэст Форд» по созданию пояса вокруг Земли из крошечных иголок, который действовал бы как отражатель радиоволн. После неудачной попытки в октябре 1961 года (иголки не рассеялись) второй выстрел 9 мая 1963 года выбросил 400 миллионов иголок, образовавших пояс вокруг Земли на высоте 3220 километров. Результаты как будто дали удовлетворение американским властям. Но они вместе с тем подтвердили опасения ученых: хотя этот пояс оказался слишком тонким, чтобы возыметь серьезные последствия, всякая новая попытка расширить этот эксперимент до масштабов рабочей системы создала бы серьезные помехи для оптической астрономии и радиоастрономии. «Вред заключается не только в данном эксперименте, — заявил по этому поводу сэр Бернард Ловелл, — а и в складе ума, который делает возможным подобные эксперименты без международных соглашений и мер предосторожности»'. Министерство обороны США вынашивает планы по запуску активных ретрансляционных спутников связи, однако их не предполагается осуществлять, пока не будет выяснено, нельзя ли заставить гражданские системы обслуживать и военные нужды. А спутники, подобные «ЛОФТИ» (22 февраля 1961 года), предназначающиеся для измерения уровня весьма низкочастотных сигналов, по-видимому, преследуют цель решения задачи обеспечения радиосвязи с подводными лодками. Разрабатываются еще более честолюбивые планы. Хотя еще и не построена ракета «Итакус», спроектированная авиационной фирмой «Дуглас», она предназначается для доставки в любой уголок мира за полчаса 60 тонн груза или 600 парашютистов. Когда министр обороны Роберт Макнамара заявил 10 декабря 1963 года о прекращении работ по программе «Дайна-Coop», он сообщил одновременно о проекте ВВС по созданию 1 «The Times», May 14, 1963. 373
к 1967—1968 годам пилотируемой орбитальной лаборатории. Ее цель сводится к выявлению различных возможностей использования космоса в военных целях. Военные ведомства Соединенных Штатов намереваются использовать еще ракеты «Джемини» для проведения опытов на солдатах в космосе. Целью этих работ, уже обсуждавшихся нами, является, очевидно, в общем виде подготовка проектов создания пилотируемых орбитальных бомбардировщиков и орбитальных командных постов, которые во время всеобщего разрушения должны будут обеспечить сохранение хотя бы военного штаба. (В настоящее время эта задача возлагается на летающие командные посты.) 1 А помимо всех этих проектов, о которых хоть что-то сообщалось, ВМС и ВВС США регулярно запускают спутники (по крайней мере 20 спутников в 1963 году), о которых либо ничего не сообщается, либо просто объявляется о запуске без упоминания о назначении. Огромное отвлечение ресурсов на военные цели, о котором говорилось на последних нескольких страницах, явно представляет собой одну из главных причин сравнительно слабых успехов американцев в исследовании космоса. В условиях нашего времени маловероятно, конечно, чтобы Советский Союз не занимался изучением возможностей использования космоса в военных целях. Он первым, с опережением почти на 15 месяцев, запустил в августе 1957 года межконтинентальный баллистический снаряд. Но по официальным американским данным, в начале 1964 года у СССР таких снарядов было меньше 200, в то время как на базах США их имелось около 1000. СССР претендует на ведущую роль в области разработки противоракетных ракет. В области же изучения самого космоса нет серьезных данных, говорящих о том, что СССР ведет там обширные военные исследования, а в то же время многое говорит об обратном. Шпионские камеры могли быть установлены на космических кораблях «Восток» или на спутниках «Космос». И действительно, делегат США в ЮНЕСКО Уильям Бентон говорил2, 1 Сравните с заявлением Джеймса Фергюсона, упоминавшимся на стр. 366. 2 Фактически американцы обычно считали их спутниками на промежуточных орбитах при неудавшихся запусках ракет в сторону Луны или в открытый космос, 374
что, как признался ему Хрущев, Россия располагает фотографиями военных объектов, снятых из космоса. Ни подтверждения, ни опровержения этого сообщения не последовало. Необъявленные запуски возможны, но их нетрудно обнаружить. И даже если допустить, что каждое американское заявление об обнаружении необъявленного советского спутника есть правда и что речь идет о спутнике военного назначения !, то и тогда общее число спутников получается гораздо меньше того, какое должно было бы быть при наличии серьезной военной программы. Чего-либо сравнимого с бомбой «Старфиш» или с игольчатым поясом «Уэст Форд» нельзя скрыть даже от внимания гражданских ученых. Агрессивные высказывания, цитированные на стр. 366 и 367, не имеют параллели в СССР. Простая и ясная программа, изложенная уже нами в общем виде, не оставляет места для США Научные а Пилотируемые6 Практические Военные СССР Научные а Пилотируемые б 1957 г. - - - - 2 - 1958 г. 4 - 1 - 1 - 195Э г. 5 - - 6 3 - I960 г. 2 - 3 12 - 3 1961 г. 5 2 2 21 2 4 1962 г. 10 3 6 38 13 2 1963 г. 4 1 5 45 14 2 Всего 30 6 17 122 35 11 Примечание: Американские данные заимствованы из таблицы, приведенной сэром Бернардом Ловеллом в журнале cNew Scientist» (July 9, 1964, p. 80). Точное число по любой статье зависит от того, что считать успешным запуском. Например, в строке сНаучные» в колонке за 1958 год автор данной книги отнес бы к успешным запуск двух американских ракет в сторону Луны, хотя они н не выполнили своей главной задачи, но дали полезные научные данные. Поэтому в этой колонке надо было бы поставить 6, а не 4. Однако подобные поправки не изменили бы общей картины. Данные о советских запусках собраны самим автором. * В том числе запуски, главной целью которых была отработка методики запуска, усовершенствование оборудования связи и т. п. ° В том числе непилотируемые модели космических кораблей, запущенные в порядке подготовки к полетам человека в космос 1 „The Times44, may 30, 1964. 375
какого-либо крупного отвлечения ресурсов от завоевания космоса на возможное использование космоса для завоевания Земли. Рассуждения, изложенные на последних нескольких страницах, можно представить обобщенно в виде данных об успешных запусках космических кораблей до 1963 года. (См. таблицу на стр. 375.) Самым наглядным выводом из этой таблицы является то, что число американских военных запусков значительно превосходит общее число всех остальных американских и русских запусков, вместе взятых. Это справедливо и отдельно по всем годам начиная с 1960 года. Более того, американские военные работы непрерывно расширяются, в то время как их работы в других направлениях остаются на довольно постоянном уровне (по крайней мере численно). Таблица выявляет также чрезмерное рвение американцев найти выгодное практическое применение космическим аппаратам еще до надежной отработки их запуска. Простота советской программы очевидна — два года были посвящены первым трем спутникам, один — лунникам, а затем все было приостановлено на год в целях подготовки всего необходимого для полета человека в космос. И только с 1962 года, когда основные проблемы по надежному выводу спутников на орбиты были решены, советская программа была серьезно переключена на выполнение научных исследований, в области которых их работа с тех пор значительно превосходит американскую К Фаза изучения русскими возможностей практического использования космоса еще впереди. Надо полагать, что эта фаза начнется сразу же, как только они решат, что расширяющаяся программа научных исследований дала достаточно сведений для подведения под эту работу прочного фундамента 2. 1 Число запущенных советских спутников — большинство из них с научными целями — за период с 1963 по 1964 год удвоилось. * Она началась запуском 23 апреля 1965 года спутника связи «Молния». Фактически в настоящих условиях область практического использования весьма ограниченна. Спутники-разведчики могут оказать помощь в борьбе с саранчой. Высказывались предположения о возможностях использования спутников для ускорения спасательных работ после кораблекрушения или вынужденной посадки. Для этого сигналы аварийного маяка должны передаваться спутниками наземным станциям, которые по этим сигналам точно определяли бы 376
Приведенная таблица не показывает одного — в последнее время американская программа проявляет тенденцию копировать русскую в том, что касается сосредоточения усилий на немногих важных проектах вместо бесполезного их распыления по многим направлениям. Военные работы продолжают поглощать все увеличивающуюся часть ресурсов. Однако около 80 процентов средств, ассигнованных на гражданские цели, предназначались в 1964 году на осуществление программы высадки людей на Луне и связанные с этим исследования. Американцы уже исправили некоторые из своих прежних ошибок (например, игнорирование разработок крупных ракет, в которых вооруженные силы не нуждались). Научившись наконец на своих ошибках тому, что сосредоточение усилий дает лучшие результаты, американцы, располагая большими ресурсами, сумеют, быть может, догнать русских в космосе. Однако для этого им придется еще найти способы преодоления других трудностей, которых так много на их пути. Одна из таких трудностей заключается в стремлении рассматривать космос как гоночный трек, где разыгрывается приз в виде престижа. КОСМОС И ПРЕСТИЖ Разумеется, Советский Союз не преминул извлечь как можно больше пользы из своих успехов. Но мало оснований утверждать, что главным двигательным мотивом советских работ были престижные соображения. Более того, отказ от участия в гонке за Луну говорит об обратном. В противоположность этому Соединенным Штатам дорого обошелся их маленький спутник, запущенный 19 декабря 1958 года. Они не постояли перед столь большими расходами ради передачи по всему миру преимущественно в пропагандистских целях рождественского послания президента Эйзенхауэра. Престижные место аварии. Вот почти и все пока, помимо того, о чем уже говорилось раньше. В конечном же итоге завоевание космоса должно принести огромные практические плоды, как это было в прошлом при покорении лесов или океанов. Однако эти возможности реализуются только после накопления больших знаний, возможно только после завоевания /1уны и планет. Поэтому, вероятно, правильнее сосредоточить внимание пока на научных исследованиях, а практическое использование придет вслед за этим в свое время. 377
соображения постоянно толкали американцев на осуществление с панической торопливостью плохо подготовленных и рискованных программ, подобных полетам по программе «Меркурий», которые были ими широко разрекламированы, но которые почти ничего не внесли в дело овладения космосом. А когда президент Кеннеди объявил в мае 1961 года в своем послании к стране о своем плане высадки человека на Луне к 1970 году, то он основывал свое заявление не на реальной оценке тех или иных достижений (поскольку полет Гленна состоялся спустя 9 месяцев) или на трезвом научно обоснованном определении даты полета (поскольку опасность радиации для летящих на Луну достигает своего пика лишь после 1968 года). Основным мотивом было стремление избежать потери авторитета с учетом полета Ю. Гагарина, состоявшегося за месяц до этого, укрепить пошатнувшийся престиж, бросив вызов СССР на гонку к Луне 1- Нет ли иронии в том, что Америка участвует в гонках, на которых, по-видимому, выступает единственный участник? В октябре 1963 года советский премьер Н. С. Хрущев официально объявил о том, что уже было известно в течение некоторого времени неофициально. «В настоящее время, — заявил он, — мы не планируем полетов на Луну». Как он пояснил, для таких полетов нужна гораздо более основательная научная подготовка. «Я желаю им успеха, — сказал он о планах американцев.— А мы посмотрим, как они полетят туда и как прилунятся,—продолжал он. —Самое главное, как они потом взлетят и вернутся домой. Мы же поучимся на их опыте. Нас не прельщает соревнование по высадке людей на Луне без» тщательной подготовки. Ясно, что такое соревнование принесет не пользу, а, наоборот, только вред, поскольку оно может привести к человеческим жертвам»2. Это стремление к хорошей подготовке каждого шага в исследовании космоса — главный источник советской 1 Один из комитетов Американской ассоциации содействия развитию науки (наиболее представительное объединение американских ученых) в докладе в последний день 1964 года заявил категорически, что проект «Аполлон» порожден чисто политическими соображениями, никак не связанными с интересами науки. Доклад касался опасностей для науки, проистекающих из нажима политических и военных лидеров. Такую же оценку этот доклад давал проектам «Старфиш» и «Уэст Форд». 2 «Soviet news», January 28, 1963, p. 54, 378
силы, в то время как американская щепетильность в вопросах престижа не раз толкала их на скоропалительные и плохо подготовленные проекты, которые приводили в конце концов к плохим результатам. Остается лишь надеяться, что гонка за Луну не станет еще одним таким проектом К ОРГАНИЗАЦИЯ КОСМИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ Раздираемая конкуренцией индивидуалистическая структура американского общества оказалась плохо приспособленной для решения столь обширных задач, как исследование космоса. Когда полностью раскрылась глупость программы как некоего соревнования по метанию дротиков в небо, в котором участвовали армия, военно-морской флот и военно-воздушные силы, тогда — 1 октября 1958 года — было создано Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Однако прошел еще год, прежде чем армия была вынуждена передать этому управлению свой персонал численностью 5000 человек во главе с 1 Выдвигалось еще одно попутное объяснение, почему американцы идут на большие расходы в связи с космосом. Хроническую безработицу в рамках капиталистического хозяйства можно сократить (по крайней мере временно) путем предоставления людям любой работы, которая в конечном итоге не дает ни потребительских товаров, ни капиталовложений. Можно, например, выкапывать ямы и затем засыпать их, если только правительство согласно сделать себя посмешищем. Производство оружия — еще один способ, но безгранично расширять это производство нельзя. Часто говорят, что исследование космоса все больше играет именно такую роль в американской экономике. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства в начале 1967 года давало прямо или косвенно работу 74 000 научных работников и инженеров, что составляет 4,9 процента всей численности научных работников и инженеров страны. Не известно сколько, но, по-видимому, еще больше людей занято военными космическими исследованиями. Выделение в 1964 году ассигнований на исследование космоса на уровне предыдущих лет привело к безработице среди людей этих категорий. Цифры, дающие представление о численности людей, занятых космическими исследованиями, назвать трудно. В Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства в 1964 году работало 32 000 человек. Если же включить сюда и работы по контрактам, то эта цифра возрастет, вероятно, до 250 000 человек. К этому следует присовокупить весь персонал военных, занимающихся исследованиями космоса, а также всех тех, кто получил работу благодаря расходам, которые делают люди, непосредственно связанные с исследованиями космоса. 379
фон Брауном, занимающийся космическими исследованиями. Центры космических исследований военно-воздушных сил и военно-морского флота остались независимыми, а отсутствие координации между ними и Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства породило большое дублирование работ и стало постоянным источником общей малой эффективности последних. Но это только начало осложнений. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства передает 90 процентов своей работы по контрактам частным промышленным предприятиям. В работах по программе «Меркурий» (пилотируемый полет) участвовало около 4000 фирм. Отсюда пустое расходование средств, спекуляция и неразбериха. И даже еще хуже! То ли в погоне за барышами, при которой необходимые расходы всячески урезываются, то ли потому, что высококвалифицированных инженеров и научных работников не хватило при распределении между столь многочисленными конкурирующими фирмами, но качество подрядных работ оказалось на опасно низком уровне. В докладах Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства по програме «Меркурий»1 упоминаются случаи плохой организации и низкого качества работ, пустые расходы по которым превысили 35 миллионов фунтов стерлингов. В резервном космическом корабле для полета Купера (последнего в серии) было обнаружено 720 неисправностей. Аварийная система на корабле Гленна имела неправильное подключение в схему. Батареи на корабле Ширра дали течь. На каждый из шести полетов приходилось в среднем по десять неисправностей оборудования. Просто удивительно, как еще в этих условиях все астронавты возвратились из полета невредимыми. О подробностях организации советской программы космических исследований ничего не сообщалось. Однако нам достаточно хорошо известно по другим областям, что у русских дублирование работ исключается (разумеется, отдельные ошибки по вине человека возможны), научные работники и инженеры распределены по объек- 1 «The Times», October 5, 1963. 380
там программы рационально, с учетом их наиболее эффективного использования, работы на каждой стадии и на всех уровнях ведутся согласованно и по единому плану. И конечно, об участии частнокапиталистической промышленности не может быть и речи. История исследования космоса в действительности ярче всего иллюстрирует преимущества социалистической экономики в проведении крупных совместных мероприятий, требуемых технологией нашего времени. Как уже отмечалось на стр. 347, именно события первых лет исследования космоса привлекли внимание всего мира к преимуществам системы технической и научной подготовки кадров в социалистических странах. Если к этому присовокупить, что уже говорилось о преимуществах простой плановой политики перед системой многочисленных и плохо скоординированных проектов, а также о соображениях престижа, отвлечении ресурсов на военные цели, чрезмерном рвении к преждевременным практическим применениям и недостатках организации частнокапиталистической экономики, то нам станет ясно, почему СССР оказался в век космоса впереди всех других стран, несмотря на более значительные ресурсы, которыми располагают Соединенные Штаты Америки. ГРЯДУЩЕЕ ПОКОРЕНИЕ КОСМОСА Давайте заглянем в будущее. Космическое пространство, к исследованию которого мы приступили, столь огромно, что почти не охватывается воображением. Чтобы получить некоторое представление о нем, рассмотрим некую модель, в которой нашу Землю изобразит шар диаметром около 15 сантиметров. Тогда поперечник Солнечной системы в том же масштабе составит около 145 километров. Как показали лунники и ракеты «Рейнджер», мы можем надежно посылать приборы к Луне, отстоящей от Земли в этой модели всего приблизительно на 5 метров. За этими пределами мы все еще во многом зависим от везения. Хотя автоматическая станция «Маринер-П» передала информацию о Венере с расстояния около 690 метров, но рекорд здесь принадлежит советской автоматической станции, запущенной в сторону Марса, которая передала сигналы с расстояния 1280 метров. Что касается пилотируемых полетов, 381
то экипаж космического корабля из трех человек облетел в октябре 1964 года шар диаметром 15 сантиметров на высоте всего 5 миллиметров. Ясно, что нам предстоит долгий путь, пока мы исследуем хотя бы Солнечную систему. И все-таки космические путешествия по Солнечной системе можно осуществлять на основе развития уже существующей ракетной техники или, быть может, ракет с атомными силовыми установками, ракет с ионными двигателями или фотонных ракет, которые мы уже представляем себе теоретически и которые сумеем, вероятно, скоро и построить К Однако мы пока еще не можем сказать, сколько времени потребуется для этого — осуществится ли высадка на Луну к 1970 году, как надеются американцы, или, что вернее, люди посетят Марс и Венеру уже в текущем столетии или в следующем. Ознакомившись с настойчивостью, с которой это маленькое создание — человек — осваивал Землю, мы едва ли усомнимся в том, что в свое время он освоит и Солнечную систему. Никакая ее часть в естественных условиях не пригодна для обитания. Но ведь равным же образом лишь отдельные части суши Земли были пригодны для обитания первобытных людей, описанием жизни которых открылась данная книга. Как наши предки создали технику, позволившую нам жить почти повсюду на Земле, так и наши потомки создадут новую технику, которая позволит им обитать за пределами Земли. Отнюдь не исключено, что через несколько столетий колонисты с 1 Ионные ракетные двигатели развивают очень небольшую тягу, но очень длительное время, что позволяет достигать в конечном счете очень высоких скоростей. В 1964 году в США были испытаны два экспериментальных двигателя в реалистических условиях путем придания их обычной ракете, выведенной за пределы атмосферы. Один из них хорошо работал на протяжении получаса, а в другом возникли неполадки. Еще один небольшой экспериментальный ионный двигатель (получавший энергию от атомного реактора СНАП, упоминавшегося на стр. 285) был установлен на борту спутника, запущенного 3 апреля 1965 года. Плазменные двигатели, действующие на том же принципе, были использованы в системе управления ориентацией на «Зонде-2». Фотонным ракетам еще больше присуща особенность развивать небольшую тягу на протяжении более длительных отрезков времени. Однако их практическая реализация принадлежит, вероятно, более отдаленному будущему. Американские реакторы для ракет с атомными силовыми установками прошли в 1964 году успешные испытания в наземных условиях. 382
Земли поселятся на Марсе и Венере или на спутниках больших планет, быть может, колонии людей обоснуются даже в открытом космосе. Нам не стоит здесь поддаваться соблазну строить умозрительные предположения о новых возможностях и новых задачах, с которыми столкнутся эти люди. Но одно представляется бесспорным. В пределах Солнечной системы они не встретят мыслящих существ иного вида. Но Солнечная система представляет собой, по сути дела, всего лишь наши задворки в космическом пространстве. Наше Солнце — лишь рядовой член семьи в составе около 100 миллиардов звезд, которую мы называем Галактикой, конгломерат звезд в форме немного утолщенной в середине лепешки, имеющей поперечник около 10 миллиардов километров даже в выбранном нами сильно уменьшенном масштабе! Конечно, наша собственная Галактика есть всего лишь одна из миллионов других галактик, которые простираются на расстояния в сотни тысяч раз больше. Но давайте удовольствуемся нашей собственной Галактикой — городом звезд, в котором наша Солнечная система олицетворяет всего лишь один дом с садом. Хотя наши познания по данному вопросу еще очень далеки от конкретности, но теоретические рассуждения позволяют думать, что множество таких звезд должно иметь свои планеты с условиями, напоминающими земные. По недавним трезвым оценкам *, число таких планет должно составлять около 600 миллионов. Поэтому весьма вероятно, что на некоторых из них возникла разумная жизнь. Каковы же наши шансы посетить2 эти далекие планеты и познакомиться с их жителями? Это гораздо более трудный вопрос, чем все то, что мы до сих пор рассмотрели. Прежде всего расстояние даже до ближайшей звезды в тысячи или десятки тысяч раз больше расстояний внутри Солнечной системы. Даже в нашем маленьком масштабе, согласно которому Земля имеет диаметр 15 сантиметров, эта ближайшая звезда будет от нас находиться на расстоянии около 493 000 километров, а до сих пор нам удалось поднять Ю. Гагарина и его последователей всего только приблизительно на 0,5 санти- 1 S. H. Dole, Habitable Planets for Man, 1964. 2 Или принять гостей с них? 383
метра по этому пути! Если мы сообщим нашей ракете скорость около 40 000 километров в час (на этот раз в реальном масштабе) после преодоления притяжения Земли, а затем Солнца, что при современном состоянии дел будет очень трудной задачей, то для достижения ближайшей звезды все еще потребуется 100 000 лет, что едва ли практически осуществимо. Но не стоит отчаиваться. Эти расчеты проводились на основании предположения, что полет будет совершаться на ракетах, которые, подобно существующим, будут снабжены двигателями, работающими всего несколько минут, а остальную часть полета они будут совершать по инерции. Если бы могли создать космические корабли с двигателями, способными работать непрерывно ряд лет, то они все время ускорялись бы, что позволило бы им даже с двигателями очень небольшой мощности достигать огромных скоростей, которые сделали бы путешествие к другим звездам вполне осуществимым. Создание таких ракет в настоящее время совершенно невозможно. И если даже мы предположим идеально эффективное использование наилучшего известного нам источника энергии, а именно превращение водорода в гелий в процессе реакции синтеза, и даже если мы сможем организовать непрерывное пополнение запасов топлива в процессе полета путем сбора водорода, рассеянного в межзвездном пространстве, то и в этом случае такой полет остается неосуществимым 1. Но для этого потребуется сделать только еще один шаг, сравнимый по значимости с переходом от химической к ядерной энергии, который был сделан в последние несколько десятилетий, а осуществив его, можно будет подумать и о непрерывно ускоряемых ракетах. С учетом быстрого развития науки в настоящее время было бы неразумно отрицать возможность такого открытия в ближайшие несколько десятилетий или столетий. Таким образом, перспективы путе- 1 Не исключено, что фотонные ракеты с термоядерным двигателем могут работать на протяжении нескольких месяцев или одного-двух лет. Однако они, конечно, не могут совершить такого путешествия, которое мы задумали. Выработка энергии благодаря полной аннигиляции материи будет еще более эффективным средством, но пока у нас нет ни малейшего представления о том, как это сделать (если не считать ничтожных количеств при аннигиляции парных частиц). 384
шествий с непрерывно ускоряемыми ракетами заслуживают рассмотрения. В таком случае давайте вообразим путешествие в ракете, движущейся с равномерным земным ускорением, с каким падает камень у поверхности Земли. Путешествие в таком корабле было бы комфортабельным, так как пассажиры все время чувствовали бы себя как бы под действием обычной силы тяжести, действующей в направлении к хвосту корабля. До половины пути скорость полета ракеты увеличивается, а затем она разворачивается так, чтобы двигатели постепенно притормаживали ракету до полной остановки у цели путешествия. Затем при возвращении на Землю ракета снова разгоняется все время до середины пути, где она снова разворачивается и замедляется до приземления опять на старте. В таком корабле путешествие на 40 миллионов километров (реальное расстояние в принятом нами масштабе) до ближайшей звезды и обратно заняло бы только около семи лет и трех месяцев, то есть ненамного больше, чем длилось путешествие вокруг Земли в годы правления королевы Елизаветы I. Но теперь возникает любопытное обстоятельство. Эти семь с четвертью лет на путешествие туда и обратно представляют собой продолжительность путешествия, замеренную самим путешественником. Но люди, которых он покинул на Земле, станут говорить, что путешествие длилось почти 12 лет. Время не есть всеобщая, одинаковая для всех категория, как это представляется в повседневной жизни. Оно только представляется нам таким, поскольку нам ни разу не приходилось передвигаться с очень большой скоростью. Время есть нечто, что каждый человек, так сказать, носит с собой. И когда люди передвигаются с очень большими скоростями по отношению друг к другу, то их индивидуальные времена идут своим ходом. В нашем случае путешественник достигает 90 процентов скорости света, благодаря чему он старится медленнее, чем его друзья, оставшиеся дома. Рассмотрим теперь гораздо более продолжительное путешествие — поперек всей Галактики с остановкой на ее дальнем краю. Даже на это огромное путешествие путешественник потратит всего лишь 22 года своей жизни. Но ему едва ли стоит беспокоиться об обратном возвращении на Землю через 44 года, так как здесь за 25 Зак. 330 385
это время минет 120 тысячелетий и никого из своих друзей он, разумеется, не застанет в живых. При наличии непрерывно ускоряющейся ракеты, если ее удастся когда-либо построить, можно будет достигнуть фактически любого уголка Вселенной. Путешествие к самым отдаленным галактикам, которые могут быть обнаружены нашими радиотелескопами, займет всего 40—50 лет (времени самого путешественника). Каждый раз, когда расстояние путешествия 1 возрастает десятикратно, длительность путешествия увеличивается только на четыре года семь месяцев. Все это может показаться совершенно фантастичным. Но если бы превобытному человеку можно было бы рассказать о событиях, происходящих в настоящее время, то не показались ли бы они ему фантастичными? В эту решающую эпоху, когда человек завершил (во всех отношениях) покорение Земли и только что начал освоение космоса, мы можем столкнуться со многими новыми и странными вещами. Но давайте вернемся на Землю к настоящему. 1 Здесь расстояние такое же, как его мы измерили бы на Земле. Для самого путешественника продолжительность путешествия была бы гораздо короче, так что мы не заставляем его двигаться быстрее света!
Глава 16 ...И ОБО ВСЕМ ПРОЧЕМ Многие крупные технические достижения, о которых мы рассказывали, были бы в действительности невозможны без очень небольшого устройства — беэ транзистора. Со временем небольшой транзистор может сыграть гораздо более важную роль, чем радиоприемники, вычислительные машины и системы управления ракетами, в которых он применяется, подобно тому как зубчатая передача в измерителе расстояний Герона или в водоподъемном колесе приобрела гораздо более важное значение, чем любая из этих двух машин. Или подобно тому, как электронная лампа стала гораздо важнее самого радио, для которого ее изобретали. Небольшие части, которые мы используем для сборки наших больших схем, могут показаться грядущим поколениям гораздо более важными, чем все то, для чего мы их использовали. Также и техника, разработанная нами для производстве турбинных лопаток на реактивных самолетах или миниатюрных схем вычислительных машин, может со временем получить столь широкое применение, что их первоначальное назначение сохранит интерес только для антикваров. И все же достойно сожаления, что на всех подобных вопросах нам приходится останавливаться слишком бегло. ТРАНЗИСТОРЫ И ПОЛУПРОВОДНИКИ Транзистор был изобретен в 1948 году Джоном Бар- дином и Уолтером Браттеном, работавшими под руководством Уильяма Шокли в научно-исследовательских лабораториях фирмы «Белл телефон». Однако трудности с приготовлением материалов достаточной чистоты задержали его практическое использование до 1953 года, когда В. Пфанн изобрел способ «зонной очистки». Благодаря своей небольшой величине и легкости, малому потреблению мощности, избавлению от необходимости предварительного разогревания, прочности и другим 25* 387
выгодным особенностям он быстро вытеснил старушку электронную лампу из большинства областей ее применения. В действительности транзистор стал плодом исследований по очень давнему направлению, а именно науки о полупроводниках1. Многие читатели, очевидно, еще помнят одного из первых предков — кристалл или проволочный детектор в первых радиоприемниках, изобретенный в 1906 году и все еще широко использовавшийся в 20-х годах. Первым младшим двоюродным братом транзистора стал туннельный диод, изобретенный в 1958 году японцем Исаки. Он потребляет всего 1 % мощности, необходимой для транзистора, и может переключаться из одного состояния в другое эа время менее одной тысячной микросекунды. Как уже отмечалось, он дает возможность создания вычислительных машин, работающих в сотни раз быстрее, чем даже современные машины. Путем подходящей обработки полупроводники можно превращать не только в диоды и транзисторы, но также и в такие элементы схем, как сопротивления и конденсаторы. Отсюда возникает мысль о превращении монокристалла полупроводника путем отдельной обработки его разных частей в полную электронную схему. Подобную технологию называют «микроминиатюризацией твердотельных схем». Достигаемая таким путем миниатюрность почти не охватывается воображением. Пластинки, показанные на рис. XLVIII, имеют размеры сечения 1,25 миллиметра и толщину 0,15 миллиметра, но тем не менее каждая иэ них эквивалентна схеме из 28 элементов — 22 транзисторов и 6 сопротивлений. Эти пластинки представляют собой логические схемы для вычислительных машин и систем управления ракетами. Изготовлен столь малогабаритный усилитель слухового аппарата, что 10 таких усилителей можно вместить в объем, занимаемый спичечной головкой. В распоряжении ВВС США есть экспериментальная вычислительная машина весом менее 300 граммов и объемом около 100 кубических сантиметров, которая выполняет ту же работу, что и обычная вычислительная машина с 8500 элементами. 1 Материалы, по своим электрическим свойствам занимающие промежуточное положение между проводниками (металлами) и изоляторами (стеклом, резиной и т. д.). Наиболее важными полупроводниками в настоящее время являются германий и кремний. 388
Полупроводниковые приборы играют все более важную роль и в области энергоснабжения. Эффективность выработки, передачи 1 и распределения электроэнергии требует переменного тока, но в очень многих областях — электролизное производство алюминия, хлора, водорода и других веществ, гальваностегия, железные дороги на электротяге, сталепрокатные станы и т. д. — нужен постоянный ток. Фактически около половины мирового потребления электроэнергии падает на долю постоянного тока, который приходится получать преобразованием переменного тока. До последнего времени такое преобразование осуществляли фактически с помощью электродвигателя переменного тока в качестве привода генератора постоянного тока или при помощи огромных электронных ламп, называемых «ртутными выпрямителями». В обоих этих случаях неизбежны большие потери. В 20-е и 30-е годы были разработаны полупроводниковые выпрямители, полезные при определенных условиях. В начале 50-х годов одновременно с разработкой транзистора американские ученые создали германиевый выпрямитель и затем более совершенный кремниевый выпрямитель, которые легче приспособить к конкретным применениям. Новейшие разновидности этих выпрямителей- вентилей применяются при напряжениях до 5000—10 000 вольт. По сравнению с прежними выпрямительными устройствами они меньше по габаритам, имеют более высокий коэффициент полезного действия и дешевле. Они быстро завоевывают большинство областей, потребляющих постоянный ток. По-видимому, их в конце концов удастся довести до такого уровня, который позволит им заменить огромные ртутные выпрямители, используемые в настоящее время для питания электролиний постоянного тока. Дальнейшим усовершенствованием станет теристор, представляющий собой фактически сочетание выпрямителя с бесступенчатым регулятором мощности, который найдет широкое применение, например, там, где необходимы электродвигатели с переменным числом оборотов. Вместе с тем теристоры особого устройства способны преобразовывать постоянный ток в переменный. 1 За исключением рассмотренных ранее случаев, когда приходится передавать постоянный ток. Щ
НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ НОВЕЙШИЕ РАЗРАБОТКИ Среди новейших приборов, которыми наука вое ру- жила технологов, есть лаэер К Его непосредственным предшественником был прибор, разработанный независимо и одновременно в 1953 году бригадами советских и американских ученых, в то время как первый лазер появился в США в 1960 году. Он работал только короткими импульсами, но уже в следующем году был рожден лазер с непрерывным лучом. Поскольку лазер испускает так называемый когерентный свет, его луч имеет очень небольшое расхождение — луч в поперечнике 10 миллиметров, пройдя путь 1,6 километра, будет иметь ширину всего около 300 миллиметров. Это означает возможность достижения огромной концентрации интенсивности света, эквивалентной по яркости обычной лампе в несколько миллионов ватт. Изучение возможностей практического применения лазера только что началось, но уже выявило его огромные возможности при сверлении очень тонких отверстий в инженерных целях, при проведении ювелирных сварочных работ в области микроминиатюризации и для чрезвычайно точной локальной термической обработки материалов. Эти же особенности делают лазер перспективным инструментом в руках хирурга, что уже доказано пробной клинической проверкой. Лазерные дальномеры, действуя по тому же принципу, что и радиолокаторы, обеспечивают измерение расстояния до 8 километров с точностью выше 10 метров. Еще одна особенность когерентного света свидетельствует о том, что лазерные лучи можно сделать весьма эффективным средством связи: если бы удалось разрешить нелегкую задачу ввода сигналов на одном конце луча и их вывода на другом его конце, то одного-един- ственного луча было бы достаточно для обеспечения телефонной связи между всеми жителями Земли при их одновременном попарном разговоре друг с другом по телефону. К сожалению, как и со многими изобретениями нашего времени, большое внимание уделяется 1 Лазер — сокращенное название ет «light amplification by stimulated emission of radiation» («усиление света индуцированным излучением света»). За недостатком места мы не можем дать более полного объяснения этому термину. 390
возможному использованию лазера в военных целях. В Соединенных Штатах усиленно исследуются лазерные пушки для ослепления противниках. И хотя расчеты показывают, что лазерные «лучи смерти» как будто не выходят из рамок простой научной фантастики, тем не менее одна комиссия конгресса, ознакомившись с этой возможностью, рекомендовала в своем докладе выделить в 1964/65 финансовом году 2284 миллиона фунтов стерлингов на военные исследования в этом направлении 2. Еще в 1911 году лейденский физик Камерлинг Он- нес открыл явление сверхпроводимости — полное исчезновение у некоторых металлов всякого электрического сопротивления при температурах, близких к абсолютному нулю. К сожалению, сопротивление вновь возникало, как только ток достигал значительной величины или как только совершалась работа при наличии магнитного поля средней величины. В итоге открытому явлению уделялось мало внимания, пока Д. Кунцлер с коллегами не открыл в научно-исследовательских лабораториях фирмы «Белл телефон» в 1961 году, что одно соединение ниобия с оловом сохраняет сверхпроводимость даже тогда, когда через него пропускают большой ток в сильном магнитном поле. С тех пор удалось разработать еще ряд даже более интересных в этом отношении соединений и сплавов. Пока еще рано говорить о том, в каких областях эти открытия найдут практическое применение, но многие такие возможности сейчас энергично изучаются. Сверхпроводники могли бы значительно снизить потери на сопротивление в генераторах электрического тока, трансформаторах и подземных линиях передач, но пока еще нельзя сказать, окупит ли достигнутая экономия расходы на охлаждение. Очень сильные магнитные поля, возникающие при пропускании тока через сверхпроводники, могут дать ключ к практическому освоению термоядерной энергии или обеспечить более надежную защиту космонавтов от опасной радиации, чем цяжелые экраны. О возможности создания более емких запоминающих устройств для вычислительных машин, уже упоминалось на стр. 310. У нас нет больше места 1 «New Scientist», April 9, 1964, p. 69. Я «Xhe Times», April 18, 1964, ЗД1
для умозрительных прогнозов, но читателю полезно посоветовать следить за развитием криогеники (так называется эта отрасль науки) в ближайшие несколько лет. С этим чрезмерно затянувшимся описанием технического прогресса всего за 12 лет надо когда-нибудь и кончать, хотя мы оставили без упоминания десятки, если не сотни, изобретений и разработок, которые при описании любого другого более раннего периода развития Техники заслуживали хотя бы нескольких строк. Это ускорение прогресса в наше время не оставляет никакой надежды на простое перечисление хотя бы главных достижений по технике и технологии, как это мы сделали за предшествующие эпохи. Мы вправе только упомянуть о самолете с вертикальным взлетом и посадкой, использующим реактивную тягу не только для взлета, но и для полета по горизонтали, который как будто близится к успешному завершению в своей разработке, правда до сих пор исключительно в военных целях, о сверхзвуковых полетах, которые уже осуществляются в военной авиации — но, кажется, в ближайшие годы будут созданы и сверхзвуковые гражданские самолеты, — или о средствах передвижения на воздушной подушке, которые появились в 1959 году и, быть может, станут главным средством сообщения в будущем !. И наконец, поскольку все наши достижения еще много лет будут, вероятно, зависеть от нашей способности формовать нужным образом металлы, полезно вспомнить, что среди способов их обработки, помимо литья, ковки, прессования или резания, у нас в настоящее время есть и многие другие пути. Ударные волны от взрыва особых химических веществ или мощной электрической искры прессуют из металлических листов изделия в фасонных штампах куда эффективнее, чем обыч- 1 Но и в данном случае большое внимание уделяется — что весьма типично в наши дни «особенно для Соединенных Штатов» — военному использованию машин на воздушной подушке. Все больше людей считают, что такие машины сулят определенные военные выгоды (см., например, Kennet Choll, в: «New Scientist», January 1964, p. 77). В августе 1964 года сообщалось, что машины на воздушной подушке будут использованы британскими войсками в Малайе, а месяц спустя было заявлено, что в Англии предполагается приступить к разработке океанского военного судна на воздушной подушке. 392
ные прессы. Воздействием мощных магнитных полей непосредственно на черные металлы можно добиться того же самого. Регулируемым электрохимическим стравливанием можно с чрезвычайно высокой точностью удалять металл, заменяя фрезерование, сверление, точение и т. д. Концентрированные электронные лучи, подобные телевизионным, но в тысячу раз более мощные, испаряют металл, вместо того чтобы его резать или шлифовать. Струя газообразного хлора, направленная на нагретую поверхность металла, вступает с ней в реакцию, дающую хлориды, которые, испаряясь, дают чистый срез. Разрушительное действие ультразвуковых колебаний можно использовать еще как один способ резания. О возможных применениях лазеров мы уже упоминали. Надо подчеркнуть еще только то, что хорошо известные и зарекомендовавшие себя металлообрабатывающие станки, конечно, останутся и впредь, однако новые способы обработки, безусловно, заменят их при выполнении работ определенных категорий — очень тонких и очень точных, особенно при формовании твердых сплавов, которые обработке на обычных станках либо не поддаются, либо требуют затраты огромного времени и, следовательно, сопряжены с недопустимо большими расходами. НЕКОТОРЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ «...И обо всем прочем» — так назвал я данную главу. Но выполнить это, понимая названное буквально, нельзя. Механизация, электроника и нуклеоника развиваются по столь многим направлениям, что историю техники нашего времени нельзя втиснуть в рамки одной книги, даже если и найдется автор с необходимыми познаниями. Это многостороннее движение вперед состоит отчасти из фундаментальных нововведений (некоторые из них мы уже рассмотрели) и отчасти из усовершенствования и более широкого и эффективного использования уже существующей техники (два таких примера были приведены в главе 11). В действительности здесь важнее всего тотальность общего прогресса техники и технологии, охватывающего как создание нового, так и развитие старого. И чтобы составить некоторое представление об этой тотальности, нам придется отказаться от надежды охарактеризовать ее описательно и обратиться т
к менее образному, но более всеобъемлющему языку статистики. С 1952 по 1962 год мировое промышленное производство возросло приблизительно на 87 процентов, то есть в среднем на 6,5 процента в год. В целях сравнения можно указать, что среднегодовой рост мирового промышленного производства в период с 1860 по 1913 год составлял почти 4 процента, а с 1920 по 1938 год (без СССР) —2,5 процента, снизившись в период с 1929 по 1938 год уже до 0,3 процента. Иными словами, промышленное производство за последние годы идет в гору гораздо быстрее, чем в любое время в прошлом. С одной стороны, это служит показателем общего ускорения развития техники и технологии в наше время. С другой же стороны, это показывает, сколь быстро этот прогресс увеличивает наши богатства. И все-таки экономика развивается явно не такими темпами, какими она должна была бы развиваться. Безработица, неполное использование производственных мощностей, нежелание внедрять в производство новые способы и многие другие причины снижают темпы прогресса до уровня гораздо ниже оптимально возможного. Это утверждение станет ясным, если сравнить темпы развития производства в различных странах по данным таблицы на стр. 395, в которой приведены индексы объема промышленного производства 1. Прогресс, достигнутый социалистическими странами, и СССР в частности, по-видимому, нельзя предположительно считать максимально возможным. Но он показывает, что темпы промышленного развития во всем мире были вдвое ниже возможных. Капиталистическая экономика из-за цикличности своего развития, присущей ей безработицы и по другим уже рассматривавшимся нами причинам развивалась темпами гораздо ниже оптимально возможных. А поскольку на ее долю все еще приходится две трети мирового производства, она тащит вниз средние общие показатели для всего мира. 1 Считается, что уровень 1950 года равен 100. Поскольку инг дексы пришлось вычислять по данным из ряда источников, цифры по некоторым годам могут быть на одну-две единицы не точны, но это отнюдь не меняет общей тенденции; некоторые из. цифр зд 1963 год надо считать предварительными.. 394
Индексы объема промышленного производства Год 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 Среднегодовой прирост (%) Все талистические страны 100 111 113 120 120 134 140 145 141 155 164 - 182 192 5,2 США 100 109 112 122 115 129 134 135 125 141 146 147 158 166 4,0 Англия 1 100 103 101 106 113 119 119 122 120 127 135 137 138 143 2,8 Все алистические страны 100 119 136 155 175 194 216 234 273 320 357 — - 432 11,9 СССР 100 116 130 145 165 185 205 226 249 280 304 332 364 394 11.1 Это возвращает нас к затронутому ранее вопросу о том, что сравнительные преимущества капиталистической и социалистической систем должны быть в конце концов решены мирным экономическим соревнованием. Ясно, что социалистическая система развивается гораэдо быстрее — в два с лишним раза быстрее, — чем капиталистическая. Однако это не было простой историей сплошного триумфа. Будапештское восстание 1956 года нанесло серьезный ущерб венгерской экономике. Серьезные ошибки б планировании народного хозяйства Чехословакии резко снизили темпы его развития в 1962 и 1963 годах, причем полностью преодолеть проистекающую отсюда задержку раньше 1965 года не удастся. Недооценка важности химической промышленности привела к серьезным затруднениям в СССР, которые 395
заставили разработать специальную программу ускоренного развития этой отрасли промышленности х. Но в общем и целом социалистические страны развивались намного быстрее, чем страны капиталистического мира. В наилучшие годы (1954—1955 и 1958—1959) Соединенные Штаты достигали темпов развития, сравнимых со средними советскими, но периодические спады снизили среднегодовой американский прирост до 4 процентов, в то время как для СССР он достиг 11,1 процента. Английская промышленность сделала в 1963 году резкий скачок вверх и расширила за этот год объем своего производства приблизительно на 10 процентов, однако уже в 1964 году этот рост снова приостановился. Использованные при составлении нашей таблицы показатели, вычислявшиеся на общей основе по отношению к уровню производства в едином для всех году, скрывают тот факт, что по фактическому объему выпускаемой промышленной продукции социалистические страны все еще значительно отстают от капиталистических. В 1953 году объем советского промышленного производства составлял всего одну треть американского, достигнув к 1958 году 56 и в 1963 году почти 65 процентов. С учетом численности населения это означает, что в 1963 году советское производство на душу населения находилось на уровне около 55 процентов от американского. Но расчеты показывают, что при сохранении той же тенденции развития советский уровень производства на душу населения превзойдет американский приблизительно к 1970 году, а через десятилетие превзойдет американский вдвое. Другим и в некоторых отношениях лучшим мерилом общего технического прогресса служит производительность труда. За последнее десятилетие производитель- 1 Кроме того, нельзя считать удовлетворительными в целом и темпы развития сельского хозяйства в социалистических странах. Темпы роста сельскохозяйственного производства (выраженные в процентах от существующего уровня) были гораздо выше, чем в капиталистическом мире, но они оставались недостаточно высокими для удовлетворения нужд или для создания сбалансированной экономики. Будущее покажет, окажутся ли недавно принятые меры, например в СССР, по увеличению производства удобрений и других материалов для сельского хозяйства достаточными, чтобы исправить положение. Щ
ность труда в Англии повысилась приблизительно на 25 процентов и почти на 50 процентов в Соединенных Штатах, в то время как в СССР она почти удвоилась, а в Польше и Германской Демократической Республике возросла почти на 125 процентов. Сравнение разных стран по производительности труда сопряжено с большими трудностями. По оценкам более оптимистично настроенных советских экономистов, производительность труда в СССР достигла к 1956 году приблизительно 40—50 процентов производительности труда в США (и следовательно, была выше, чем в Англии и других странах Западной Европы). Более осторожные оценки относили дату достижения этого уровня приблизительно на 1962 год. В зависимости от того, какую точку зрения принять, производительность труда в СССР достигнет американского уровня (и в два с лишним раза превысит английский) приблизительно к 1970 году, даже к 1974— 1975 году. В 1917 году по уровню развития техники советская промышленность стояла на том же уровне, что и в Индии. Даже в 1950 году, несмотря на наличие многих очень современных предприятий, по среднему уровню она только сравнялась с промышленностью Греции. Но к 1965 году он был уже выше, чем в Англии. Таким образом, ясно, что общее развитие техники и технологии, то есть, как уже отмечалось, в отношении создания нового и развития старого, идет в социалистическом мире гораздо быстрее, чем в капиталистическом. Приблизительно через десятилетие, если только не произойдет каких-либо драматических перемен, на первое место в мировом производстве выйдут более передовые страны социалистического мира, оттеснив назад страны, вышедшие вперед в XVIII и XIX веках. Наряду с этим надо подчеркнуть еще раз, что самой важной отличительной особенностью нашего времени является гораздо более быстрое развитие техники во всем мире, чем когда-либо в прошлом. Вопросу о том, что же это означает для будущего, и посвящена главным образом заключительная глава настоящей книги.
Глава 17 ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ История, как говорят, есть наука о будущем. Иными словами, если мы хотим управлять нашим будущим и направлять его к нужным целям, то нашим главным средством для достижения этого служит изучение истории, чтобы выявить, как развивается наше общество и как воспользоваться в наше время уроками прошлого. Люди творят историю полностью по своему желанию. Не исключено, что нагляднее всего это видно в области самой техники. Простое желание летать не давало каких-либо практических плодов до тех пор, пока в XIX веке люди не научились понимать законы природы, которым подчиняется возможность летать. Но как только такое понимание пришло, решить эту задачу было уже не столь трудно. И если есть законы природы, которые мы должны уяснить себе, чтобы покорить окружающую нас природу при помощи развивающейся техники, то существуют и законы социального развития, которые нам нужно понять, чтобы руководить своим будущим и направлять его развитие по нужному нам руслу. Простое желание еще не решает вопроса, как будут развиваться события. Не очень многим хотелось, чтобы началась первая мировая война, но она все же началась. Римляне были против развала своей империи, но это не предотвратило ее крушения. Но с другой стороны, и мы не являемся просто игрушками слепых сил истории. У людей есть выбор в своих поступках: делать ли им то или это. Когда им не удается творить историю в нужном для них виде, то это объясняется не тем, что они не сумели предвидеть последствия своего выбора действий, а тем, что они не понимали законов исторического развития, которые делают неизбежным такие-то и такие-то последствия при одном выборе и совершенно другие при другом. Поэтому весьма важно понимать законы общественного развития 398
так, как мы понимаем законы аэродинамики *, и использовать их для формирования будущего человечества так, как человек воспользовался законами аэродинамики, чтобы летать. ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ИСТОРИИ Чтобы добиться понимания законов, управляющих развитием общества, нам надлежит пойти по тому же пути, который привел за прошедшие несколько столетий к овладению весьма многими законами физического мира, а именно изучать факты, делать на их основе те или иные обобщения, а затем проверять наши обобщения по мере возможности, сопоставляя их с другими фактами. А источником соответствующих фактов служит история. Именно в этом смысле история есть наука о будущем. Изучая ее, можно постичь законы общественного развития и затем воспользоваться нашими познаниями в целях формирования будущего, руководствуясь при этом не желанием, чтобы развитие истории шло по тому или иному определенному пути, а пониманием того, какой курс действий в настоящее время приведет к тому, чтобы развитие истории шло в нужном нам направлении. Самым наглядным уроком, который человек может извлечь из истории, является бессодержательность слова «невозможно». Разумеется, могут быть вещи буквально невозможные, но, как учит нас история, наши представления о «невозможном» обычно бывают ошибочными. Аристотель, стоявший по своим мыслительным способностям, вероятно, выше любого другого человека, высказал одну интересную мысль. Существует, утверждал он, только одно условие, при котором мы можем вообразить себе начальников, не нуждающихся в подчиненных, и господ, не нуждающихся в рабах. Этим условиям является то, чтобы всякое орудие само выполняло свою работу по слову команды или разумной догадке. Этим он хотел сказать, что подобных самодействующих машин быть не может и что, следовательно, отмена рабства невозможна. Тем не менее машины, речь о которых шла 1 Нельзя надеяться на то, что общественные законы можно сформулировать с той же точностью, что и законы аэродинамики Однако ндм нужно делать то, что в наших силах. 399
в главе 14, работают по команде или разумной догадке. И эта автоматизация дает возможность не только отмены рабства, как понимал его Аристотель, но и рабства подневольного наемного труда и всех других форм крепостной зависимости, наложенной необходимостью работать, чтобы вырвать у природы средства к существованию. Почти любое техническое достижение, о котором мы говорили в данной книге, рассматривалось прежде как невозможное (если не считать того, кто надеялся на волшебное исполнение своих желаний). Фактически слово «невозможно» имеет смысл только в том случае, когда мы добавим к нему фразу, начинающуюся со слов «если не»: разговаривать с людьми, находящимися за тысячи километров, невозможно, если не овладеть законами электричества; положить конец войнам невозможно, если не... что именно? Вопрос никогда не ставится так: «Можно ли сделать то-то и то-то?», а всегда так: «Как можно это сделать? Каковы условия для осуществления этого?» А это воз-вращает нас к необходимости понимания исторических законов. Именно они определяют условия развития общества и направления истории будущего по нужному руслу. Все сказанное на предшествующих нескольких страницах полностью разъясняет то, что развитие техники есть мощная сила: оно формирует историю не только в простом смысле содействия повышению жизненного уровня людей (хотя бы части населения), но и в более глубоком смысле, заключающемся в том, что техника время от времени изменяет весь характер общества. Переход к земледелию и последующий поток изобретений, подобных металлургии, использованию животных в качестве тягловой силы и колесному транспорту, превратили простую жизнь первобытного общества в цивилизацию со всеми ее усложнениями и классовым делением. Зависимость первых цивилизаций от бронзы и орошения обусловила то, что преграды между классами были фактически совершенно непроницаемыми, но новая техника железного века разбила прежнее прочное здание и привела (в благоприятных условиях) к возникновению более демократических обществ, подобных Греции. Развитие механизмов в средние века упразднило зависимость высокоразвитой цивилизации от рабства и породило феодальное общество, в котором мастер стал занимать 400
Рис. I. Египетские морские парусники. Верхнее судно относится к середине третьего тысячелетия до нашей эры. Нижний парусник появился на тысячелетие позднее. Его конструкция стала гораздо совершеннее, но рулевое устройство осталось почти неизменным.
о я я СО S я и CQ О) н я Е- сО Си \о О . вазе) СО Я tt о я >> о я Q. CD я' О КС СО m _ > СО Я* Я я со >» * К со tt о о> ЕГ о» о. U , • 1—1 6 я о. СО ОЛОТО S О) я со со О. о О о я со СО О. Я я а О) е; * О) 3 я о. я Си со а СО я
Рис. III. Замкнутая цепь черпаков, приводимая в действие тягловой силой. Зубчатая передача дает выигрыш в подъемной силе. Эта модель современного египетского черпакового колеса, вероятно, очень мало отличается от устройств II века до н. э. Упряжь быка крепилась к горизонтальной жерди, связанной с горизонтальным колесом. Круговая дорожка для быка здесь не показана.
3 * ее f- x са н оз >> х си са с СО t. j не О) о 5 >» 5 * оз н о О д g§ gg. CU о си Вй 5 >. SS . Н CO Q. ifH § 03 со К О t- С К к я s§ р : о о ъс и оэ О су Н Си о си §" я си я s \о к та си t; Ег О СО £
Рис. V. Механизм часов Дуврского замка. Раньше считалось, что они относятся к XIV веку, однако сейчас их датируют XVII веком. Это наилучший сохранившийся образец часового механизма (особенно спуск).
Рис. VI. Козловая ветряная мельница в изображении Рамелли (1588 год). Этот эскиз, равно как и рис. VII, —самые давние изображения внутреннего устройства ветряных мельниц двух типов.
Рис. VII. Шатровая ветряная мельница по Рамелли.
1 Я я а: о ы О) CQ О Ч О) ЭГ я о я н О) 03 с; <У 03 ш 03 о. я о 9Я я э* о с о о * >> 03 а- Си оз о с н а Е- Н 2 ОС >> S а. о •е- 03 я >> а.* я 03 ж 03 аз о с; о си я 3* о ю 03 a 03 ^ (У сз __ > X к 03 ^ о сх а> н о 03 JS к я •е- 03 а- о с я Н >_j 1—4 > О я о 03 о. * f- я а о S * 5 w я я -. Н а> н к о 03 ч с S CU я ч 03 СП 03 я ы я я н 03 э* а> С >» и: о а. а> о Е- Я m оз Си а Я о ч СИ л *
о, н CU СО о S СО К и:
Рис. X. Мюль-машина Кромптона. Рис. XI. «Ракета» Стефенсона.
о 3 о. я о сх н та со н о <у к в й-« я* о^ о UZ . CQ СО Я .- а, а* *5 та с 3 я ас <у JQ S CQ 5 ё S Н О) j± о о. 5 Я * к Э а та о я та >» я о. ас cu я * « а о к та са S S ас у Эо я га ш £°§- - 2 3 S * та со оз s *■• н •« CJ ^ £ <L> H Э * « О О О аир, га о л С Я ЕГ 9Я О X О СП 2 £ У х ^ s £ та н та и о; * 5 § н I § «ОС ^ч Я та сч я я сч та е[ . X w я S . о-
я о о а, со Е а, о ! я
Л Я ^, *s Я 3 «J * GJ 4 '*—*' s о H 9Я CO a, s о 4 Орвил к о н a> права. о ь я о >>н ex a я Е- О t? н 9Я 03 sou с роплан m <• айт. CU a о« ХО н CU Ч О с *я л п о. а> а > >< . о я a Q. Уилбу "аГ рыл к S О) Я я я
се s a* о > X <j s 0.
s Я о о о. CQ > X
Рис. XVII. Эскиз первого парового молота Насмита, набросанный им 24 ноября 1839 года.
OQ к си о u> о > X
о> а О) 3 к о о с I I S
Рис. XX. Поперечнострогальный станок, построенный в 1804 году Модели для принадлежащего Брунелю и Бентаму завода массового производства талей. Он строгал поверхности 10 блоков одновременно. Специальное устройство поворачивало все десять блоков одновременно на 90°, что позволяло обрабатывать блоки поочередно с четырех сторон.
Рис. XXI. Первый универсальный фрезерный станок.
3 ж о. сз о Е- S s CO 2 о ю X X Си
s о яс Q. у. О S о 1 2 к я >=: со о о •К 3 СП со а, \о О X X к
Рис. XXVI. «Мультоматик»Булларда.
к *5 t- >* X и: со >> о. С-г о с к *s КС к 2 <Я С СО t? К X 5 Я ОЗ \о (D О. заг о ^ X со огру с 9S X ы о о> 5* к ж 03 X о» £ > X X о х а Си О) sS <U онв X 03 X S f-i або' а. 3 CQ 3 ш ДОШ о с о
н я I я X i > X X s ex
ей о. 2 иолока' *=С сз О, вого о с* О 0> я ей Си 5 .в со S О) н СУ ^ £ и н си и>5 О 3 о CQ Я" Я о и: « СИ К кац оло ади о, ^ > X X о* Я СХ ^ 1 О >> 1 U о о , S ас ° 2 * О О) О о«сиж Я СЫ ^ о Si «cs а 2е £ сз О) м К с* « Н £ I « £ со 2 со Я си О >* CQ CQ ю о о ~ • - я a s о ^3 си а> о К Q.X Сн О) О >>\о о. & ~ с е* S i ° 2 1 к к * 2 • о ^ а 2 = §•£• а И та N? С ^ 21° CQ О Ж СЗ CQ <L> Ч « * Ойй ЧСа о сзю *г2 g S н £2 o^.s g^ CD а) н х Ь | I S я д-U t< К . оз о з °«* к о о92 О CU СО я си «=Г >>су с?К Я 7 s S 1 « 5
о и СУ «=; о о с к «=: \о СО о. о « о о ас X вое турбин ода: К 3 с ш о СП 03 U X первы ос S дна о III > X X о к 0. о о • СО ЬС о, s су х S л trf VO СЗ К со со О в х СУ >> !=Г ^ Л СО ч о О CQ X | 1 1 1 00 ю ор; сор; о о О о> Hi •* О 1 'о Tf CQ СУ So s 1 *o J o.t^ >>.. п; 3-т топлива о X Q, — Bb екто <N £ ... к P 1 «CD >> «=C СУ Q. 1 1 ^-*
Рис. XXIX. Атомная электростанция в Дунрее. Реактор находится внутри шарового сооружения.
3 а, о 3 ю а. 0Q X X х
s s о u: о (V •s О О н <D со о U X X X
О х о S о н СО « о и Q. О Н •Я S ! X X X
1 Я g и Я OQ ее ее е- е- к! a ja >» oa о. ex CC я О «О I cq cq ja сз s *? о- ш ^ c S « s =5 я »>.а ^ kS « я - CO i-i J3 0 3 cq CO R S О f- «, >> я и я О Q О х >a о. сз я u к я о сз сз fcf О к я я « «в aS^ я е( <у 2 о н S в я qq ея «§* к Si о g ж 2 =Tg 1 §§ мм 2 и сз сз * Я Я Я к ef са 3 £ ^ * &в з с к •* сз к аГ 3 СЗ Я Л ►й я ^ 2 «I н •=* * я >» «t * £н Я VO &1 V О , 3 „, »я 2 я п ^ »—1 ^ О *§* Он а
ffl CO К 2is 5 S * Sg£ »s & Qj CO t— Iх?.! в? СХО 3 «-—' 2^ * S •- о ° Й I СП 0.0) S fc •-. о = <u С SJ я I w *. « ё 5 ° § 5 °« i ^ ноо К a> • * ca s w я я * з* со м о ц о c <u c^ en 3 к a> я ca a, - I § s« lis u i я "to S I cf h— ;*: a> sr и ш о о о н О) О •1 го я s? 2 m ?% о- о X н *• а s • я s* у м I
си го E2 TO со О. TO Q. о a 2 ^ S x s в S н 1« e-s о Si . CL^ TO ass о и Щ 4 Й § ТО О ^ 5 §<ч X ТО о S?» т к <U CJ r i s= О) о S * *- О О s М « ж 2 се к к о> 1^4 СО *^х S * о «=С о а S о £ X К Я о *г «в ^ то О) О) К ^S ТО tr * о О) и<> ТО К о = CQ О» о >• то х В й- ♦ IS *? s О. а:
! я H К О Е- К о я t- га я 0 к о ь- я с о> о- си Qj 1 сз £ fe и ^ га м я га С, | О- ■s£§2*5 н н с _ н я J3 О I « О Я а, о ■ си о с: Jrf Я О* V с О I CL) , :S с I к £l о со * ^ю £ к я к~ £ 5 ••> w я £ Я И SB в !* л Я О ее g g g о l, у S ? с и: « ч о « о га о SS ю a 5 о , о я я t*- я ' О) со д- я га о r CO ' си га ^ га ы я э= га ч о с* о w , >> со cq к га 'Я , я •я я я я I е; £ я я^ о И СО Е- <цЗ « ж Я со Ч S S t- CQ .. a U 0J г к 2- со о- н £ я °£«аа§ я оо о «о. о >> О) к I КС сч я о > X X X я Он _ ^ си га ,« Я О) Л X ss§c4^f a « н c^5 5 л t- K •* о си с? ' •- к § Ь °-^ 2 га * со н о- я И I я •- о> л SJ I о я 9Я О) Й ЯМ - 5 _ о о я 2 ^о^§ о си си tr Sea s* 2 О (U Я « я я я лях си О си я и: и я о я я *3
Рис. XXXVII. Планировка одного очистного забоя в английской угольной шахте, показывающая размещение оборудования дистанционного управления: 1—пульт управления; 2 —линия энергопитания; 3 — участок перегрузки угля с забойного конвейера на штрековый; 4—мощность пласта свыше одного метра; 5 — забойный кабелеукладчик; 6 —глубина подрезания 0,5 метра; 7 — специальные машины для нарезки ниш; 8 — выемочный комбайн; 9 — гибкий панцирный конвейер; 10 —телефон через каждые 18 метров; 11 —механизированная крепь дистанционным управлением; 12 —длина забоя 146 метров; 13 —машины для подрывки кровли.
о о о о О) о ХО 03 со 2 о н о о CQ J3 с си о. « к СП и: О) sr я *? CQ оз . > X X X V»*5* О S о. ОЗ Я ^ ^ л я сз сз о Я „ К я я <и Q. Ч «=Г Я и. Я к «Я ОЗ о £ о sS 3 я из о С-, >» •—' > X X X сЗ си я 03 Q. Я >> о и о я я о я я я 03 ь о S 55 0) я я 03 ю о >> о-
Рис. XXXIX. Советская машина для проходки шахтных стволов перед ее демонтажем для отправки Карагандинский угольный бассейн, где она прошла испытания. По мере проходки ствола машина возводит и железобетонную крепь.
Рис. XL. Первая советская ракета с двигателем на жидком топливе, запущенная в 1933 году.
Рис. XLI. Западная Европа и часть Англии, сфотографированные метеорологическим спутником «Нимбус».
Рис. XLII. Обратная сторона Луны, сфотографированная автоматической станцией «Луна-3»: 1—Московское море; 2 —Залив астронавтов; 3—Южное море; 4 —Кратер Циолковского; 5 —Кратер Ломоносова; 6— Кратер Жолио-Кюри; 7 — Советский горный хребет; 8 — Море грез. Слева от пунктирной линии находятся видимые с Земли участки Луны: I — Море Гумбольдта; II —Море кризисов; III — Пограничное море; IV —Море волн; V —Море Смита; VI —Море плодородия; VII — Южное море.
2 >> Л О —• as > й О- <1> О 0 я м О. а V СО 2 >> о я <и я £ н2 . ago 2 я fc * 5 Я я 5 ss.| я Ь« н 5 °* о а> а> о *° »* о. " *Я 0> ш *Д CQ g Я О §.Я с н £ g g S оз —* о ю 9-ю . со .-J К
G3 О CQ к «=: vo со О, О I X к
Рис. XLV. Запуск ракеты «Атлас» с космическим кораблем, в котором находится Джон Гленн. Коническая кабина расположена под решетчатой конструкцией в носовой части ракеты.
Рис. XLVI. Двухместная кабина «Джемини» для космических полетов.
Рис. XLVII. Натурная модель двигателей ракеты «Сатурн». В нижней части снимка модель ракеты Р. Годдарда 1926 года с двигателем на жидком топливе.
Рис. XLVIII. Микроминиатюрные схемы в сравнении с отпечатком большого пальца.
в своей гильдии более почетное положение, чем когда- либо раньше К Дальнейший прогресс, сопровождавшийся появлением тяжелых машин и развитием торговли, привел в свою очередь к замене феодального общества как пережитка капитализмом. Насколько же техника важнее других факторов, определяющих направление исторических перемен? Очевидно, что в книге, в которой такие другие факторы почти не затрагиваются, нет достаточных данных для решения этого вопроса, по которому в настоящее время ведутся горячие споры. Скажем только, что по одной точке зрения (которую разделяет и автор данной книги) развитие техники — важнейшая причина, от которой зачинаются социальные перемены и которая направляет общественное развитие. Религии, философии, политические теории или.короли с их советниками по внешним сношениям слабо влияют на ход истории (по данной точке зрения), кроме тех случаев, когда они действуют сообразно направлению развития техники своего времени. Согласится или не согласится читатель полностью с данным тезисом, но ему трудно избежать вывода из изложенного материала о том, что прогресс техники есть одна из главных причин, которые приводят время от времени к преобразованию общества одного типа в общество совершенно другого типа. Но это не односторонняя связь, поскольку последовательно возникающие типы общественного строя в свою очередь оказывают глубокое воздействие на прогресс техники, иногда ускоряя его, иногда замедляя и направляя основные линии его развития в ту или другую сторону. Жесткое классовое деление цивилизаций бронзового века фактически полностью приостановило всякое движение вперед. В менее жестких социальных рамках железного века движение вперед возобновилось. Через несколько веков рабство и эндемические войны породили условия, в которых созидательный гений человека был направлен преимущественно на производство машин-игрушек или орудий разрушения, в то время как машины, заменяющие человеческий труд, создание которых теперь 1 Нельзя из-за недостатка места полнее раскрыть роль техники в определении общего характера европейского феодализма. Например, тяжелый плуг, требовавший упряжки из восьми волов, способствовал становлению помещичьего строя. 26 Зак. 339 401
стало технически возможным, почти не разрабатывались. Затем более высокое положение ручного труда в феодальной Европе дало толчок новой волне изобретательства. Капитализм в свою очередь открыл новые формы организации промышленности, которые создали условия для такого развития техники, какого общество не знавало в прежние времена. Нужно ли нам, таким образом, воспользоваться нашим анализом истории для выбора такой общественной формации, которая наилучшим образом способствует развитию техники и направляет его по самым перспективным каналам? И надо ли нам после сделанного выбора ставить перед собой цель формировать наше общество в будущем с учетом выбранных направлений? К сожалению, взаимосвязь между техникой и обществом не так проста. Всякое общество проходит через прогрессивную фазу своего развития, когда оно поощряет изобретательство и развитие новых технических средств, но в развитии всякого общества есть и более поздняя фаза, когда оно проявляет тенденцию противодействовать нововведениям. Первобытнообщинный строй служил очень хорошо на протяжении первого миллиона лет медленного, но неуклонного продвижения вперед. В этом обществе был сделан очень важный шаг — переход к земледелию, вслед за чем пришли такие крупные успехи, как возникновение металлургии, изобретение плуга и использование животных в качестве тягловой силы. Но после того, как развитие этой техники достигло определенного уровня, первобытный коммунизм не смог организовать использование новой техники, а также концентрацию ре* сурсов и рабочей силы таким образом, чтобы полностью использовать возможности такой техники. Чтобы создать условия, требующиеся новой технике для превращения варварства в цивилизацию, общество с первобытнообщинным строем должно было уступить свое место классовому обществу. Крайне резкое классовое деление в этом обществе нового типа, его способность выжать из производителя весь прибавочный продукт сверх того, что было необходимо, чтобы только не умереть, дали средства для быстрого создания материальной основы цивилизации — ее городов, ее оросительных сооружений и даже ее пирамид (для нас бесполезных). Но как толь- 402
ко прямая задача наиболее эффективного использования существующей техники была решена, та же самая острота классового деления превратилась в оковы, которые создали почти полный застой. Более «демократические» общества железного века создали условия, при которых техника получила возможность дальнейшего развития, но опять только до определенного уровня, поскольку рабство — источник процветания — тоже стало основной причиной, помешавшей полному развитию такой техники, как тягловая сила и водяные колеса. В итоге рабовладельческие государства уступили место средневековому феодализму, при котором большая свобода и более независимое положение мастера-ремесленника способствовали появлению множества технических нововведений, в том числе были сделаны и первые шаги по пути повсеместного использования машин с механическим приводом. Но к концу средних веков эти машины стали слишком велики, чтобы с ними смогла управиться породившая их промышленная организация, так что мастера- ремесленники и их могущественные гильдии превратились в помеху на пути дальнейшего прогресса. На этом уровне развития возникла необходимость в капиталистической организации промышленности. И капитализм, когда он наконец заменил феодализм, создал общественную организацию для использования тяжелых машин на значительно более широкой основе и для развития торговли в той форме, в рамках которой эти машины можно было эффективно использовать. И однако, в двадцатом веке этот самый капитализм, в некоторых чертах видоизмененный, но оставшийся в основном прежним, обнаружил такие стороны, которые резко снизили темпы движения вперед. Из всего изложенного вытекает тот вывод, что каждому уровню развития техники должны соответствовать определенные общественные условия, чтобы обеспечить ее дальнейшее развитие. В итоге из всего разнообразия истории вырисовывается один основной, все время повторяющийся порядок: на первых порах каждая форма общественного строя хорошо приспособлена к тому, чтобы способствовать прогрессу техники. В этих условиях уровень развития техники повышается более или менее быстро и в конце концов достигает точки, за пределами которой необходима иная форма обществен- 26* 403
ного устройства, чтобы обеспечить дальнейшее развитие техники. При этом темпы прогресса замедляются, пока не осуществится нужная общественная перемена. Прежде чем продолжать развивать ту же мысль, отметим, что она возникла из рассмотрения только одной линии социальной эволюции, приведшей к развитию европейской культуры, которой со временем было суждено распространиться по всему миру. В других условиях и в других местах возникали иные формы общественного строя. Хотя их не удастся рассмотреть здесь, автор не знает такого случая, когда бы характер исторической перестройки был существенно иным, чем это уже говорилось, если не считать одной важной особенности: всякий иной путь развития приводил в конце концов к возникновению положения, когда общество утрачивало способность к перестройке в направлении, необходимом для дальнейшего развития, и становилось статичным или приходило в упадок. Китай, например, в средневековый период шел впереди Европы по развитию, но затем достиг в этом развитии определенной точки, когда строй общества сложился и приобрел определенную форму, а дальнейший прогресс прекратился. В чем же заключалась особенность эволюционного развития от Египта и Месопотамии через Грецию, Рим и европейское средневековье к современному миру? Почему этим обществам всегда удавалось делать новый шаг вперед на тех критических поворотах истории, где другие государства терпели неудачу? На этот вопрос еще не найден удовлетворительный ответ. Не исключено, что объяснение надо искать в следующих направлениях. Земледелие могло зародиться там, где позволяли географические условия и перемена климата. Цивилизация бронзового века по необходимости возникла рядом и достигла высокого уровня развития только в местах, где ирригация обеспечивала высокую производительность — этому условию отвечали только Месопотамия, Египет и долина Инда !. Техника железного века не могла заро- 1 Цивилизации, которые возникли гораздо позже из независимых очагов земледелия в Центральной и Южной Америке, не располагали удобными долинами рек и сильными животными, подходящими для одомашнивания. По своему развитию они не достигли даже уровня Месопотамии периода 3000 лет до н. э. и погибали, просуществовав несколько столетий. 404
диться в условиях застойных цивилизаций бронзового века. Ей было суждено прийти от варваров, но от варваров, чье соседство с цивилизованными территориями дало им преимущество заимствования наиболее совершенной тогдашней техники в стремлении превзойти эти цивилизации по богатству. Кавказский очаг, где фактически зародилась техника железного века, был одним из очень немногих мест, удовлетворявших этому условию. «Демократизирующее» влияние железа — важная предпосылка для дальнейшего прогресса — могло полностью сказаться только там, где выполнялись следующие три условия: 1) близость к очагу первоначального зарождения техники железного века, откуда шло ее распространение; 2) достаточно близкое соседство с цивилизациями бронзового века, позволявшее заимствовать и пользоваться их богатством, средствами торговли, разбоя и войны; 3) благоприятное расположение по отношению к морским торговым путям. Этим условиям отвечали только Греция и побережье Эгейского моря К Таким образом, благоприятное сочетание географических и исторических условий неизбежно направило развитие общества по тому пути, который привел к зарождению земледелия, к образованию в Греции общества, не имевшего себе равного нигде в других районах распространения цивилизации. Хотя исторические подробности и требуют большой работы по их уточнению, в целом здесь нетрудно усмотреть то, что это придало признаки неповторимости европейскому феодализму и затем капитализму, которые были гибче и прогрессивнее всех предшествовавших им общественных формаций 2. 1 Почти в столь же благоприятных условиях оказалась и Финикия на крайнем восточном берегу Средиземного моря, население которой встало на такой же путь развития, но финикян в конце концов покорили Греция и Рим. 2 С другой стороны, В. Чайлд в своей последней книге убедительно доказывает, что в варварской Европе благодаря стечению определенных географических и исторических обстоятельств еще к 1500 году до н. э. возник уникальный общественный строй, который «предвосхитил особенности европейского государственного устройства в античное время, средневековье и новое время». С этой точки зрения даже развитие Греции и Рима надо считать отклонением, а корни средневековья следует искать в варварской Европе. 405
Теперь можно вернуться к обобщению, которое мы начали формулировать на стр. 403. Существует определенная периодичность форм во всем разнообразии исторического развития. С примерами подобного многократного повторения мы познакомились при анализе главной линии эволюции от зарождения земледелия до современного мира. Вне этой главной линии эволюции обнаруживается та же самая картина, если отвлечься от того, что во всех других случаях в конце концов возникает ситуация, при которой какая-то общественная формация столь прочно укореняется, что дальнейшие изменения становятся невозможными. Этот типичный путь развития можно обобщить следующим образом. Тип общества, необходимого для содействия прогрессу техники, зависит от уже достигнутого уровня ее развития: общество, которое создало цивилизацию на основе изобретений варваров, весьма отличается от общества, которому пришлось возвести здание промышленной цивилизации на фундаменте изобретений, сделанных рабочими средних веков. На определенной стадии организация и институты молодого общества хорошо приспособлены для содействия дальнейшему развитию техники, которой он располагает. По мере прогресса постепенно повышается и уровень техники. Со временем он достигает точки, за которой необходима другая форма общественной организации для обеспечения дальнейшего прогресса. Однако общество имеет привилегированные классы — своих фараонов, аристократов и жрецов, или своих рабовладельцев и своих феодалов, или свои могущественные цеховые гильдии и своих богатых капиталистов. Эти классы обрекаются неотвратимыми общественными переустройствами на то, что их власть и богатство должны перейти к другим, хотя в их руках пока остается сила для сопротивления переустройству К Итак, пока техника идет вперед в своем развитии и достигает уровня, когда для ее дальнейшего прогресса необходимы 1 Если они оказывают сопротивление с неизменным успехом, то развитие общества прекращается. Наша «главная линия> эволюции отличается от неглавной только тем, что при развитии привилегированным классам никогда не удавалось бесконечно противодействовать переменам, так что общество продолжало развиваться, в то время как другие общества переживали застои или возвращались на низшую ступень развития. 406
новые социальные условия, общество проявляет тенденцию оставаться неизменным или в лучшем случае медленно делать недостаточные уступки назревшим переменам. Противоречия между социальными условиями, необходимыми для дальнейшего прогресса, и фактически существующими условиями становятся все непримиримее, пока не произойдет взрыв и пока общество более или менее быстро не преобразуется и не приспособится для лучшего использования и дальнейшего развития техники своего времени {. А затем цикл повторяется, но на более высоком уровне. Короче, все это можно выразить так. Всякое общество на ранней стадии своего развития способствует прогрессу техники, но по мере повышения уровня ее развития общество начинает отставать, пока не наступит взрыв, при котором старое общество преобразуется в новое, способное обеспечить дальнейший прогресс техники. Или даже более по существу и проще: с развитием техники должно изменяться и общество — в противном случае неизбежна беда. Таков основной закон исторического развития, о котором говорилось в начале настоящей главы. И теперь перед нами остро встает вопрос: не находимся ли мы в настоящее время на таком этапе, на котором форма общественного устройства изжила себя, утратив свою полезность, но все же сохраняется собственниками? Не зависит ли наш дальнейший прогресс, как это часто случалось в прошлом, от преобразования устройства нашего общества в совершенно иную форму? Крушение надежд и неудачи, с которыми мы в изобилии встречались в настоящей книге начиная с главы 9, говорят о том, что именно так и обстоит дело. Общественная, экономическая и политическая организация, обеспечившая 1 В случае цивилизации бронзового века старое общество не просто преобразовалось в новое. Оно окаменело и существовало в таком виде до тех пор, пока его не повергли общества нового типа (греки), выросшие на его окраинах. При переходе от греко-римского к средневековому обществу разрушительные внешние силы снова сыграли свою роль. Однако переход от феодализма к капитализму был исключительно внутренним процессом, и, очевидно, все дальнейшие изменения будут носить такой же характер, поскольку в едином мире настоящего времени нет «внешней силы», которая могла бы повлиять на ход событий. 407
невиданный прогресс начиная с XVIII века, в настоящем веке слишком часто становится помехой на пути дальнейшего прогресса. ДВЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕВОЛЮЦИИ Прежде чем рассматривать этот вопрос более подробно, попытаемся взглянуть на нашу эпоху в более ясной перспективе. Если взглянуть на историю техники со стороны, скажем, гостя с какой-то далекой планеты столь высокой цивилизации, что он станет взирать на наши устремления с безразличием биолога, изучающего низшие формы жизни, — тогда выяснится, что история человечества пережила две главные технические революции 1. Первая революция началась с перехода к земледелию, что потребовало в дальнейшем металлов, плуга, парусника и всего прочего, а затем развивалась в форме таких крупномасштабных работ, как сооружение оросительных систем и строительство крупных городов. Эта революция закончилась приблизительно за 2500 лет до нашей эры. Вторая же скромно началась в средневековье и с тех пор набирает все большую скорость и приобретает все больший размах. Она, по-видимому, все еще находится на самой начальной ступени своего развития, так что ей еще предстоит пройти гораздо больше того, что уже осталось позади. Перемены, случившиеся приблизительно за три тысячелетия между этими двумя революциями, покажутся нашему внеземному историку совсем малозначащими. Он сосредоточил бы свое внимание только на двух этих революциях. Давайте поступим так и мы. Попытаемся узнать кое-что о переживаемой нами технической революции, сравнив ее с революцией, начавшейся с перехода к земледелию. Отличительной чертой первой технической революции было то, что она началась в мире извечной нужды, никогда не производившем больше того, чего едва хватало, чтобы не умереть, и превратила его в мир богатства для части людей, способных производить сверх уровня прямой необходимости, чтобы позволить немно- 1 Не считая предшествующих событий, положивших начало всему развитию техники — изготовление орудий труда и покорение огня, — что, безусловно, можно было бы назвать величайшей технической революцией в истории человечества. 408
гим людям жить в довольстве и роскоши. Не станет ли подобным же образом основной отличительной чертой нашей второй технической революции то, что она превратит этот мир богатства для некоторых в мир изобилия для всех? В настоящее время мы обладаем беспримерной мощью для производства товаров и оказания услуг, что и составляет богатство. Приведенные статистические данные показывают, что наше богатство возрастает сейчас быстрее, чем когда-либо прежде. Но достаточен ли этот рост для создания мира изобилия в предвидимом будущем — вот вопрос, требующий дополнительного рассмотрения. К нему мы еще вернемся. Сейчас же предположим для целей нашего умозрительного анализа, что переживаемая нами техническая революция способна создать за несколько десятилетий такое богатство, которого хватит всем по потребности и процветание одного человека не будет достигаться ценой обнищания другого. Что же из этого получится? Первая техническая революция, преобразовавшая всеобщую нужду в изобилие для отдельных, принесла в жизнь общества два главных новых явления — деление на классы и войну. Они возникли, как мы уже выяснили в главе 2, потому, что теперь стало целесообразно захватывать, воевать и господствовать. Обеспечить изобилие для всех было нельзя, но богатства хватало для честолюбивых. Нельзя ли мыслить так, что переживаемая нами вторая техническая революция превратит богатство для избранных в изобилие для всех, упразднив тем самым деление на классы и войну? Если человек получит все, чего он хочет, без трудностей, то снова не будет смысла добиваться власти над другим, так что господство одного класса над другим прекратится 1. Так и война ничего не принесет победителю, ничего такого, чего он не получил бы без войны. Война тоже отомрет. До сих пор мы доказывали, что переживаемая нами техническая революция проходит сейчас через стадию создания возможности построить такой мир, в котором не будет ни разделения на классы, ни войны. Однако мы можем заглянуть и дальше. Когда технические достижения прошлого подходили к точке, где становились 1 Если не учитывать «вредных пережитков», искоренение которых потребует некоторого времени. 409
возможными социальные перемены, они делали их вместе с тем и необходимыми в том смысле, что без общественного переустройства дальнейший прогресс уже был невозможен. Деление на классы, как мы уже убедились, не было просто только возможностью, созданной первой технической революцией. Оно стало и необходимостью, так как без такого деления были бы невозможны расцвет техники и большие строительные работы; ставшие неотъемлемой частью цивилизации. То же самое относится и к другим переменам, которые человечество пережило в эпоху между двумя техническими революциями в средневековье, — например подготовка почвы для капиталистической экономики. Но и здесь движение вперед приостановилось, пока не совершился переход к новой хозяйственной форме. Итак, мы можем задать новый вопрос: если вторая техническая революция сделает возможным уничтожение деления на классы и упразднит войны, то не следует ли отсюда, что их надлежит уничтожить, чтобы обеспечить дальнейший беспрепятственный прогресс? МИР БЕЗ ВОЙНЫ Почти все убеждены в абсолютной необходимости уничтожения войны и подготовки к войне в нашу эпоху. Слишком ужасны последствия войны, проводимой всеми средствами современной науки и техники, чтобы думать о такой возможности. Тем не менее многие все еще считают, что холодная война и порожденная ею лихорадочная гонка вооружений способствуют ускорению технического прогресса. Конечно, война иногда подталкивала технику вперед, но отнюдь не всегда: в Древней Греции, например, она отвлекла силы человека от гораздо более созидательных дел. В годы второй мировой войны техника, безусловно, развивалась неслыханными темпами. Но как мы уже убедились, так случилось просто потому, что правительства разных стран проявили готовность проводить в военных условиях такие меры, которые предотвращали злоупотребления, терпевшиеся ими в мирное время. В наше беспокойное время верно, конечно, то, что некоторые правительства готовы направить огромные 410
ресурсы на развитие техники в военных целях ' и что изобретения и нововведения мирного и созидательного назначения часто бывают лишь побочными продуктами. Можно даже отвлечься от той простой истины, что одни и те же средства, израсходованные на мирные, а не на военные цели, принесут созидательному прогрессу по крайней мере не меньше пользы. Но ведь в третьей части книги мы видели много доказательств того, что упор на военную мощь гораздо больше мешает развитию техники, чем помогает ему. Гонка ядерного вооружения задерживает развитие ядерной энергетики. Вычислительные машины, системы электронного управления, которые могли бы революционизировать промышленность, устанавливаются вместо этого на военных кораблях или управляемых снарядах. Упор на использование техники в военных целях —одна иэ главных причин отставания Соединенных Штатов в начальный период космического века. Всякий, кто критически читает ежедневную прессу, часто находит примеры задержки прогресса из-за сосредоточения усилий на использовании новых достижений в военных целях. Одна английская фирма, например, разработала в 1963 году прибор для записи телевизионного изображения на магнитной ленте, пригодной для использования в домашнем обиходе. Она обогнала с этим прибором американских конкурентов, работавших в том же направлении и тративших на исследования гораздо больше средств. Пытаясь объяснить это, газета «Тайме» (25 октября 1963 года) усмотрела здесь следствие главным образом «сосредоточения усилий американских фабрикантов оборудования магнитозаписи на оборонных заданиях». «Тайме» показывает при этом, как подобная однобокость приводит к «переспециализации». Во всяком случае, если прогресс техники должен перенести нас в царство изобилия, для этого еще недостаточно одних изобретений. Их еще предстоит внедрить в практику для создания новой промышленности, а также улучшения сельского хозяйства и всего прочего. А для 1 Из 10 900 миллионов долларов, израсходованных в США на исследования и разработки в 1961 году, почти две трети пошло прямо или косвенно на «оборону». В 1961—1962 годах Англия затратила на исследования и разработки всего 634 миллиона фунтов стерлингов, из которых 240 миллионов пошло прямо на военные цели. 411
&того требуется капитал. Недостаток капитала тормозит прогресс повсюду. И тем не меное во всем мире ежегодно расходуется около 40 000 миллионов фунтов стерлингов на войну и подготовку к войне, что превосходит общий национальный доход стран Азии, Африки, Центральной и Южной Америки 1. Это составляет 12 — 13 фунтов стерлингов на каждого человека, живущего на Земле, включая женщин и детей. Чтобы наша техническая революция в действительности привела нас в царство всеобщего изобилия, нужно прежде всего покончить с войной и опасностью войны, чтобы высвободить огромные средства, которые можно будет направить на созидательные цели. К БЕСКЛАССОВОМУ ОБЩЕСТВУ? Теперь о втором нашем вопросе. Действительно ли исчезновение деления на классы есть необходимый шаг к тому, чтобы наша техническая революция привела к изобилию для всех? Этот вопрос порождает гораздо больше споров, и в ответах на него (пока) нет единодушия. И все же автор считает своим долгом изложить свою точку зрения. По сути дела, это не столько вопрос об уравнивании личных доходов, сколько о праве собственности на фабрики, шахты, железные дороги, пароходы и прочие средства производства. Главное здесь — должны ли эти средства производства принадлежать обществу в целом (как это было в первобытном обществе и как есть в социалистических странах сегодня) или же они должны принадлежать какому-то привилегированному классу (как это было во всех обществах, начиная с зарождения цивилизации и кончая капиталистическим обществом, которое все еще существует в двух третях мира)? А поскольку в настоящее время ясно, что все остальные общественные уклады в расчет не идут, 1 С округлением до миллиарда фунтов стерлингов годовые расходы на эти цели в 1963 и 1964 годах выражались следующими суммами: США —20, Англия —2, все страны НАТО —26, СССР — 5,25. В начале 1964 года Англия использовала 4,7 процента своего рабочего населения и 7 процентов своей валовой национальной продукции на «оборону». Ш
то выбирать придется между капитализмом и социализмом *. Какая из этих систем способна лучше использовать достижения современной техники для создания мира изобилия? Материалы, изложенные в последних девяти главах, однозначно отвечают в пользу социализма. Было бы утомительно снова перечислять те черты капиталистического общества, которые, как мы установили, сдерживают прогресс — безработица, частная собственность и т. д. Как мы видим, страны социализма, унаследовав в большинстве случаев весьма отсталую промышленность и начав развитие с очень низкого уровня, уже заняли передовое место в мире по целому ряду отраслей техники. А уже приведенные статистические данные показывают, что они используют науку и технику ради умножения материальных благ куда лучше, чем страны капитализма. Более того, капитализм, по-видимому, уже набрал предельную скорость своего развития. Ведь за последние годы английская экономика развивается темпами лишь незначительно выше тех, какими капиталистический мир развивался в период с 1920 по 1938 год, в то время как США, достигшие, безусловно, более высоких темпов, чем в те очень неудачные годы, только сравнялись по скорости развития с капитализмом периода 1860—1913 годов2 (так называемые годы «беспримерного расцвета» США). По-видимому, капитализм уже не способен развивать свою экономику быстрее, чем он делал это прежде. Есть основания сомневаться и в том, удастся ли капитализму сохранить впредь даже эти темпы развития. Если, например, темпы автоматизации в Соединенных Штатах станут усиливать безработицу, то наступит момент, когда либо придется задержаться с дальнейшим внедрением автоматизации, либо начнется 1 Социализм не обязательно означает образ жизни, одинаковый во всех отношениях с жизнью в любой социалистической стране настоящего времени. Каждая страна должна выбирать свою собственную форму. Однако значение слова «социализм», как оно употребляется в настоящей книге, предполагает право собственности на все (или почти все) средства производства. 2 Мы здесь сравниваем данные о мировом промышленном производстве, приведенные на стр. 394, с цифрами в последней строке таблицы на стр. 395. 413
какой-то тяжелый кризис. И если капиталистические страны исчерпали или почти исчерпали свои возможности в отношении ускорения развития своей экономики, то социалистические страны продолжают развивать свою промышленность в 2—3 раза быстрее. Таким образом, подводя итог, надо сказать, что есть доводы — об их убедительности читатель должен судить сам, — которые позволяют утверждать следующее: в настоящее время мы переживаем один из таких периодов, когда прогресс техники обогнал социальное развитие общества, и для дальнейшего беспрепятственного движения вперед сейчас необходимы крупные политические и общественные перемены — завершение перехода от капитализма к социализму, который уже утвердился на одной трети земного шара. Если этот тезис правилен, любая страна может, приняв соответствующие политические и экономические меры, обеспечить себе возможность развиваться экономически так же быстро, как это делают сейчас социалистические страны, и, быть может, даже еще быстрее, поскольку социалистический мир допустил много ошибок, которых можно теперь не повторять. Посмотрим, что это означает конкретно. В период с 1953 по 1962 год национальный доход СССР возрос в 2,2 раза 1. Если бы национальный доход Англии возрастал за эти годы такими же темпами (вместо общего прироста всего лишь на 66 процентов), то к 1962 году он был бы на душу населения приблизительно на 140 фунтов стерлингов больше существующего. А около 140 фунтов стерлингов на каждого мужчину, женщину и ребенка в стране означает свыше 10 фунтов стерлингов в неделю на семью из четырех человек. Если США (национальный доход которых за те же годы вырос менее чем на 50 процентов) развивались бы так же быстро, как Советский Союз, то их национальный доход на душу населения достиг бы к 1962 году суммы около 1200 долларов, то есть на 400 1 Разные страны по-разному определяют национальный доход, что затрудняет прямое сравнение. Поэтому приводимые ниже расчеты должны рассматриваться как приблизительные. Ошибки, однако, таковы, что если провести точные подсчеты (если их можно сделать), то полученные результаты скорее подтвердят, чем ослабят сделанные здесь выводы. 414
долларов с лишним больше фактического на то время 1. Эти цифры показывают, что от вопроса о замене капиталистической экономики социалистической с целью ускорения прогресса нельзя просто отмахнуться. НА ПУТИ К ЦАРСТВУ ИЗОБИЛИЯ Теперь у нас начинает складываться некоторое представление о том, что мы подразумеваем, когда говорим, что вторая техническая революция способна быстро довести нас до царства всеобщего изобилия. Но прежде, чем продолжить рассмотрение этого вопроса, давайте бросим трезвый взгляд со стороны на создавшуюся картину. В Индии национальный доход на душу населения составил в 1962 году 24 фунта стерлингов. Если бы он возрастал такими же темпами, как в СССР, начиная с 1953 года, то составил бы 36 фунтов стерлингов на душу населения, то есть был бы на 50 процентов выше, хотя вряд ли и эту цифру можно считать достаточно обнадеживающей. Даже при таких темпах роста Индии (да и всем другим слаборазвитым странам, типичным примером которых она является) потребовалось бы очень много лет, чтобы подойти к царству изобилия на видимое расстояние. А в мире сегодняшнего дня, объединяемом в единое целое как раз теми техническими достижениями, которые нас интересуют, разумеется, бессмысленно рассматривать возможность достижения изобилия несколькими передовыми странами, пока другие прозябают в крайней нужде. Антагонистические противоречия, порождаемые завистью неимущих, неминуемо привели бы к столкновениям, 1 Конечно, только часть этого дохода поступила бы в распоряжение отдельного человека на личное потребление. Часть национального дохода идет на повышение жизненного уровня через государственные расходы на образование, дороги и т. п. Часть дохода идет на капитальные вложения, что приводит позднее также к повышению уровня жизни. Часть дохода идет на вооружение и полностью теряется. Если бы часть национального дохода, идущая на личное потребление, оставалась бы пропорционально неизменной в 1962 году (при пропорциональном росте правительственных расходов на различные службы, капитальные вложения и вооружение) 4 то рост дохода на личное потребление на душу населения составил бы в Англии более 90 фунтов стерлингов, а в Америке — около 270 фунтов стерлингов. 415
которые в лучшем случае ограничились бы лишь задержкой общего прогресса. Перед слаборазвитыми странами стоит задача — отыскать столь большие средства на капитальные вложения, чтобы догнать Европу и Северную Америку в разумно короткое время. А этого, разумеется, нельзя добиться с национальным доходом в 24 фунта стерлингов на душу населения (ведь Индия в этом отношении типична). Ясно также» что передовым странам придется помогать менее удачливым займами и дарами. Они так именно и поступают, но делают это в масштабах, совершенно недостаточных для решения проблемы. С другой стороны, как показывают подсчеты, если бы одну треть существующих мировых расходов на войну и военные приготовления передать слаборазвитым странам в виде новых заводов и оборудования, научно-технической помощи, новых школ и высших учебных заведений с нужными кадрами и всех прочих важных принадлежностей промышленной цивилизации, то тогда их движение вперед удалось бы ускорить настолько, что всего за несколько десятилетий жизненный уровень во всем мире достиг бы существующего сейчас уровня жизни Западной Европы. А народам Африки, Южной Америки и Южной Азии это показалось бы в действительности царством изобилия. Меж тем передовым странам мира не нужно топтаться на месте. Их дары своим слаборазвитым соседям не задержат их прогресса, поскольку они будут делать их за счет средств, расходуемых, во всяком случае, впустую. На самом деле остальные две трети расходов на вооружение можно было бы направить на ускорение прогресса. И не очевидно ли, что возможные при таком обороте дел темпы развития гигантски превзошли бы все то, что знала история в прошлом. Ядерная энергетика, столь неудачно взявшая старт, уже стоит на пороге неограниченного обеспечения нас дешевой энергией. Созданы условия для автоматизации многих отраслей промышленности. Скоро ей будет в действительности по плечу решение любой задачи в области производства. А большой рост производительности от автоматизации обещает придать больший размах накоплению богатств. Вычислительные машины позволят нам планировать все производство как никогда эффективно и вместе с тем 416
ускорить научно-исследовательские работы, что еще больше повысит темпы общего прогресса. Можно было бы пойти еще дальше по данному направлению, охватив возможности усовершенствования способов обработки металлов, о чем уже говорилось, и десятки прочих усовершенствований, о которых иэ-за недостатка места мы даже не упомянули !. Все эти возможности, если только их мудро реализовать, позволят производить все больше и больше всяческих благ. Разумеется, нельзя точно определить, как скоро мир разбогатеет, если устранить все искусственные преграды, которые ставит несовершенное общественное устройство. Однако многие приблизительные подсчеты дают основания полагать, что самое малое, на что можно в настоящее время надеяться, — это удвоение богатства на душу населения за каждое десятилетие2. В таком случае ежегодное производство материальных благ на душу населения возрастает в 4 раза за 20 лет, в 8 раз за 30 лет и в 16 раз за 40 лет. Станет ли страна, в которой 1 Исследования космического пространства, вероятно, мало чем поспособствуют в ближайшие десятилетия росту материальных благ. Пока что расходы на них остаются рискованным вложением капитала в созидание отдаленного будущего. Затраты на них в настоящее время есть жертва во имя будущих поколений. Но их всегда можно урезать, если потребуется срочная мобилизация ресурсов для ускорения прогресса на Земле. 2 Один такой приблизительный подсчет можно провести следующим образом. Сельское хозяйство в развитых капиталистических странах, взятое в целом, уже производит продовольствие в избытке (так что его производство искусственно ограничивается). В социалистических странах производство продуктов питания близко к удовлетворению потребителей. При условии оказания слаборазвитым странам такой помощи, какую мы предполагали несколько выше, такой же уровень может быть достигнут в них через несколько десятилетий. Таким образом, основным источником роста богатства было бы промышленное производство (сюда нужно было бы включить транспорт и услуги, но здесь они не учитываются). Промышленное производство на душу населения могло бы развиваться во всех передовых странах по крайней мере такими же темпами, как в СССР, где за 6 лет, с 1956 по 1962 год, производство на душу населения удвоилось. Вероятно, можно было бы идти вперед еще быстрее, потому что промышленность СССР все еще страдает от многих организационных неполадок, потому что часть теперешних расходов на вооружение можно было бы направить на капиталовложения, но прежде всего потому, что техническая революция все еще набирает скорость. Однако осторожности ради мы исходим из более скромной цифры удвоения за десятилетие. 27 Зак. ззо 417
каждый житель будет в 16 раз богаче, чем в настоящее время в Англии lf страной изобилия? Автор полагает, что да. Каждый отдельный человек (но не каждый зарабатывающий) имел бы личный доход 4000—5000 фунтов стерлингов в год, что приближается к 20 000 фунтов стерлингов в год на каждую семью2. Многие богачи требуют вещей, которые нельзя приобрести даже с таким доходом. Однако их алмазы, норковые шубы и личные купальные бассейны нельзя, безусловно, считать предметами действительно первой необходимости. Это скорее всего отличительные знаки их богатства, которые должны показывать их процветание по сравнению с остальной частью населения. По взглядам автора, такой уровень был бы действительно близок к уровню всеобщего изобилия. Если читатель не согласен с этим, то он вправе выбрать свои критерии. Удовольствуется ли он уровнем в 64 раза выше существующего? Потребуется 60 лет, чтобы достичь его. Если кто-то настаивает на 1000-кратном повышении жизненного уровня, чтобы довести личный доход на душу населения до суммы около 300 тысяч фунтов стерлингов в год, то и этого можно достичь за столетие. Если необходимо повышение уровня в миллион раз (в этом случае каждый человек будет иметь больше богатств, чем сейчас все жители такого города, как Бирмингем), то и для достижения этого понадобиться всего 200 лет. Разница между сроком в 40 лет и столетием может иметь для нас значение лишь как для индивидуальных личностей. Но в масштабах большой истории — миллион лет истории человечества или десятки тысячелетий со времени перехода к земледелию — такая раэница едва 1 Конечно, американцы стали бы еще богаче, если бы они провели необходимые политические мероприятия, что, однако, маловероятно. Слаборазвитые страны не смогли бы достичь того же уровня столь быстро. Однако при оказании им помощи, как это предполагалось нами выше, ени по крайней мере несколько приблизились бы к развитым странам. 9 На основе уровня иен 1962 года и исходя из того же соотношения между личным потреблением и национальным доходом, который существовал в том же году. Креме того, доля каждого в той части национального дохода, которая не расходуется частным образом, достигала бы почти 2500 фунтов стерлингов. Все эти денежные расчеты приведены на основе данных о национальном доходе на душу населения за 1962 год. 418
ли играет какую-то роль. Царство изобилия у нашего порога, дойти до него можно через несколько десятилетий или в худшем случае через пару веков. Точнее — царство изобилия рядом, если только мы найдем в себе силы сбросить оковы, мешающие нам полностью воспользоваться плодами технической революции. В таком мире богатства не найдется места войне и делению на классы. Это всего лишь как бы вредные пережитки, унаследованные от особых условий нескольких последних тысячелетий, когда неполное богатство мира делало войны привлекательными для части общества. Вопреки тому, во что нас хотели бы заставить поверить те, кто заинтересован в сохранении статус-кво, стремление господствовать над другими нельзя считать прирожденной отличительной чертой человека. Оно было чуждо мужчинам и женщинам старого каменного века. Его не удалось обнаружить у первобытных народов, которых цивилизация не затрагивала, вплоть до начала текущего столетия 1. Оно, по-видимому, постепенно отмирает в социалистических странах сегодняшнего дня. Стремление нажиться эа счет других — просто образ мышления, возникший в исключительных условиях последних нескольких тысячелетий, когда человечество переходило из состояния всеобщей нищеты в состояние всеобщего изобилия. Когда изобилие станет доступным всем, тогда исчезнут побуждения к установлению господства над другими и поиску выгод для себя в ущерб другим. Привычки изживаются медленно, но они в конце концов отмирают, когда перестают приносить ту или иную пользу. Таким образом, в мире изобилия не столь отдаленного будущего подобные вырождающиеся противоречия отомрут навсегда. Однако человечество в наше время очутилось в затруднительном положении: именно традиции и институты классового общества и войны и мешают нам быстро двигаться к золотому веку изобилия. В то время как мы все еще недостаточно богаты, чтобы удовлетворить потребности всех людей, есть и такие люди, которые 1 См., например, описание жизни эскимосов в очерке Вилья- мура Стефанссона «Уроки жизни из каменного века», напечатанном в «Харперс мэгэзин» в 1939 году и перепечатанном в «Эй трежур оф сайенс» под редакцией X. Шейпли, С. Рапопорта и Э. Райта (Лондон, 1943). 27* 419
извлекают выгоду от деления на классы и даже — пусть это будет сказано — от самой войны. Они не откажутся добровольно от своих привилегий. И у них есть сила, чтобы сопротивляться переменам, будь то принуждение или убеждение, посредством массовой пропаганды. Прежде нужно сломить это сопротивление, после чего можно дойти до царства изобилия. Но когда человечество попадает в это царство, войны и деление на классы станут столь явно бессмысленными, что возврата к ним больше не будет. На что же будет похожа жизнь в таком будущем, до которого некоторые из нас, быть может, и доживут? Вряд ли мы захотим реализовать наше возросшее богатство просто в виде большого количества товаров и услуг. Вместо того чтобы материальных благ стало, скажем, в 16 раз больше, люди, вероятно, предпочтут умножить их в два или четыре раэа, но вместе с тем захотят сократить рабочую неделю до 10 или 5 часов, получив таким образом больше времени для досуга. В действительности даже разница между работой и досугом, по-видимому, сотрется. При обилии энергии, автоматики и вычислительных устройств, равно как и всей грядущей новой техники, которые станут работать на нас, эаботы по созданию материальных богатств и обеспечению услуг займут мало времени в нашей жизни. Досуг же не будет тратиться на бесцельные развлечения. Люди найдут полезные совместные занятия, скажем, интересные начинания по исследованию космоса, научные исследования, поэзия и музыка или иные творческие дела, которые мы, первобытные люди настоящего, даже представить себе не можем. Изобилие материальных благ не решит, разумеется, всех трудностей будущего. Людям придется научиться жить по-новому, наилучшим образом использовать новые условия. Однако всеобщее изобилие впервые даст людям возможность по-настоящему заняться решением действительно важных проблем, а не тратить все свои силы, чтобы добыть у природы средства к существованию, или враждовать и воевать между собой из-за дележа того немногого, что есть в наличии. Неповторимая особенность нашего времени в том и заключается, что мы действительно стоим на самом пороге подлинно творческого и созидательного периода человеческой истории. И это время наступит, если только 420
мы извлечем уроки из прошлой истории и станем поступать так, как это нужно, чтобы поскорее добраться до царства изобилия. Быть может, мы допустили ошибку, утверждая, что было две технические революции. В далекой перспективе была только одна революция с некоторой заминкой на полпути. Историческая роль этой великой технической революции в том и состояла, чтобы преобразовывать мир всеобщей нищеты в мир всеобщего изобилия. До ее начала люди в полном согласии друг с другом сообща боролись со своей бедностью. На протяжении бурного периода самой революции люди яростно дрались друг с другом в борьбе за обладание плодами своих небольших достижений. Но с приближением этого периода к своему концу люди снова начнут работать сообща, в полном согласии друг с другом, чтобы насладиться благами своего труда. Приближается ли этот период к концу? Наука говорит нам, что не может быть конца открытиям, то есть нет и предела власти человека над природой. Однако вряд ли люди захотят употреблять эту свою власть только для приумножения своих материальных благ дальше, чем приблизительно еще одно столетие. После этого люди, вероятно, решат, что они достаточно богаты и что есть более заветные цели, ради достижения которых стоит употребить свои знания и свою власть над природой. Хотя бы в этом смысле наступит конец нашей технической революции.
Послесловие Автор Сэмюэл Лилли широко известен советским читателям по интересной и обстоятельной монографии «Автоматизация и социальный прогресс», переведенной на русский язык и опубликованной в 1958 году. Сейчас читатель познакомился с одной из его последних работ, в которой он попытался дать широкое обобщение развития техники в связи с общественным прогрессом и показать взаимовлияние общества и техники. Этой проблемой автор заинтересовался еще во время второй мировой войны, но только в 1948 году ему удалось опубликовать небольшую книгу под названием «Люди, машины и история». Эта книга мало известна широкому советскому читателю, но специалисты в области истории техники уже тогда высоко оценили ее. Хотя автор считает настоящую книгу вторым изданием, она во многом отличается от его работы 1948 года не только объемом и значительно большим фактическим материалом, но и многими новыми принципиальными положениями, относящимися главным образом к оценкам судьбы человечества в связи с бурным научно-техническим прогрессом последних лет и теми социальными сдвигами, которые происходят в процессе перехода общества от капитализма к коммунизму. Лилли стоит на позиции материалистического понимания истории, что позволило ему отметить объективные закономерности развития техники, вскрыть взаимовлияния общества и техники, показать социальные последствия технического прогресса. Поэтому можно было бы ограничиться в послесловии некоторыми частными замечаниями, относящимися к отдельным фактическим неточностям. Однако мы вынуждены более обстоятельно рассмотреть предлагаемую читателю книгу потому, что Лилли, с одной стороны, не располагал достаточной информацией о техническом прогрессе некоторых стран, а, с другой стороны, находящаяся в его распоряжении информация в ряде случаев содержала искаженные факты, что, безусловно не по вине автора, сказалось и на отдельных выводах, содер- 422
жащихся в книге. Кроме того, по ряду теоретических положений автор стоит на другой точке зрения, чем советские исследователи. Прежде всего следует обратить внимание на два обстоятельства. Во-первых, в отличие от большинства работ, опубликованных на Западе, книга Лилли отличается тем, что в ней он стремился объективно оценить посильный вклад каждой нации, большой или маленькой, в технический прогресс. Однако, не имея достаточно исчерпывающей информации, автор не смог указать на некоторые важнейшие изобретения, сделанные, например, в нашей стране. Поэтому мы сочли необходимым в ряде примечаний сделать специальные указания и разъяснения. Читателям, которые хотели бы более подробно ознакомиться с развитием всемирной техники и техническим прогрессом в нашей стране, мы рекомендуем обратиться по данному вопросу к книгам советских авторов, опубликованным за последние годы 1. Во-вторых, вместе с автором можно выразить сожаление, что ему пришлось из-за необходимости сокращения объема книги, а следовательно, и ее стоимости, отказаться от специальной главы, имевшейся в первом издании, в которой были использованы количественные методы при анализе темпов развития техники. Выдвинутый автором критерий «относительные ценности изобретений» заслуживает большого внимания, так как он позволяет и качественно и количественно определить узловые моменты в поступательном движении технического прогресса. Ныне в условиях современной научно-технической революции применение количественных методов при изучении развития техники и особенно науки приобретает чрезвычайно важное значение. Автор в своей книге основывается на довольно широкой трактовке понятия «машины», что он объясняет появлением в конце XIX — начале XX века электронных устройств (радио, звуковые фильмы, фотоэлектрические управляющие приборы и т. п.), которые коренным обра- 1 А. А. Зворыкин и др.. История техники, М, Соцэкгиз, 1962; А. А. Кузин, Н Н. Стоскова, В. И. Чернышев, С. В. Ш у х а р д и н, Пути развития техники в СССР, М., «Наука», 1967; «Современная научно-техническая революция», М., «Наука», 1967; Ю. С. Мелещенко, Технический прогресс и его закономерности, Л., Лениздат, 1967. 423
зом повлияли на технический прогресс. Однако расширительное понимание слова «машина» не позволило автору строго научно установить качественные изменения при переходе от ручной техники к машинной и определить основные периоды этого перехода. Марксистская теория давно оперирует такими понятиями, как орудие труда, средства труда, машина (особенно рабочая машина), технические системы и т. п. Основным критерием определения, к какому классу техники надо относить искусственно созданные средства труда, является взаимодействие человека и техники. Так, например, если в ремесленном производстве рабочий при помощи простых орудий сам непосредственно воздействовал на предмет труда, то рабочая машина в фабричном производстве заменила руку рабочего. Функцию руки человека стали исполнять механически действующие органы самой машины. Такое коренное преобразование производства произошло, как известно, в результате технической революции, которая затем переросла в промышленную революцию конца XVIII — начала XIX века. Вследствие этого, как писал К. Маркс, производитель стал «живым придатком» машины. Современная научно-техническая революция призвана создать необходимые условия для перехода от рабочей машины к автомату, а затем и автоматическим системам. Уже теперь всякая совокупность автоматических машин характеризуется комплексом двигателей передаточными механизмами, исполнительными рабочими органами, программными устройствами, механизмами переработки программ, контрольно-управляющими блоками; устройствами, обеспечивающими оперативную и длительную «память», настройку, поднастройку; устройствами, определяющими оптимальные условия работы автоматической системы. Все это помогает осуществить замену непосредственных производственных функций человека, в том числе его логических (запоминание, отбор, подсчет, переработка информации) и контрольно-управляющих функций, техническими средствами. В этом и состоит суть современной научно-технической революции. Отсутствие ясного представления о том, что машинная техника есть преходящее явление в развитии человеческого общества, не позволило автору книги устано- 424
вить революционизирующую роль появления рабочих машин в XVIII веке (прядильных машин и токарного станка с суппортом). Автор утверждает, что такую революционизирующую роль прежде всего сыграли паровые машины. Между тем еще К. Маркс указывал, что исходным пунктом перехода ремесленного или мануфактурного производства в машинное производство были рабочие машины (машины-орудия). Говоря же о паровой машине, применение которой диктовалось в XVIII веке необходимостью приводить в движение более громоздкие механизмы и располагать предприятия вне зависимости от наличия рек, К. Маркс подчеркивал: «И даже паровая машина в том виде, как она была изобретена в конце XVII века, в мануфактурный период, и просуществовала до начала 80-х годов XVIII века, не вызвала никакой промышленной революции. Наоборот, именно создание рабочих машин сделало необходимым революцию в паровой машине» '. Необходимо далее остановиться на утверждении автора, что история человечества пережила только «две главные технические революции». Первая была связана с переходом к земледелию, а затем и выплавкой металлов и строительством оросительных систем и крупных городов. Эта революция, по мнению автора, закончилась приблизительно за 2500 лет до н. э. Вторая техническая революция «скромно началась в средневековье и с тех пор набирает все большую скорость и приобретает все больший размах. Она, по-видимому, — пишет С. Лил- ли, — все еще находится на самой начальной ступени своего развития, так что ей еще предстоит пройти гораздо больше того, что уже осталось позади». С этим утверждением мы не можем согласиться. Дело заключается в том, что, как это показал в свое время К. Маркс, закономерность процесса развития человеческого общества проявляется в смене общественно- экономических формаций — исторически определенных систем общества, особых ступеней его развития со своеобразным отличительным характером. Представляя собой особый способ производства, каждая общественно- экономическая формация характеризуется единством специфических для нее Производительных сил и произ- К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 23, стр. 386. 425
водственных отношений, имеет свой, характерный только для нее, определенный (по терминологии В. И. Ленина) уклад техники и способ соединения производителей со средствами производства. Главным в характеристике формаций являются средства труда, которые, как писал К. Маркс, составляют «...не только мерило развития человеческой рабочей силы, но и показатель тех общественных отношений, при которых совершается труд» К С. Лилли, признавая смену общественно-экономических формаций как историческую закономерность развития человеческого общества, не видит, однако, механизма перехода уклада техники одной общественно-экономической формации к укладу техники другой формации. В противном случае он заметил бы, что этот переход осуществляется не только в результате социальных переворотов, но и на основании технических революций, которые затем вызывают коренные изменения во всем производстве. Поэтому он и исходит только из двух технических революций. Между тем технические революции происходят всякий раз, когда человечество переходит от старого способа производства к более высокому, новому способу, Кратко можно сказать, что в определенные исторические периоды производительные силы переживают техническую революцию, сущность которой заключается в появлении и внедрении изобретений, вызывающих переворот (коренное изменение) в средствах труда, видах энергии, технологии производства и общих материальных условиях производственного процесса. Техническая революция, таким образом, есть процесс создания и внедрения таких технических средств, которые подготовляют переход к новому технологическому способу производства. Техническая революция при соответствующих производственных отношениях вызывает производственную революцию (часто ее называют промышленной революцией), го есть процесс, при котором на основании новых технических средств создается новый способ производства, характеризуемый новым разделением труда, новым местом производителей и новыми общественными отношениями в производстве, новой социальной структурой общества. Если социальная (политическая) революция приводит к установлению новых производственных отношений, 2 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 23, стр. 191. 426
раскрепощению производительных сил, то техническая революция преобразует средства производства, а выросшая из нее производственная революция приводит к полной победе, господству нового способа производства. Безусловно, процесс перехода от одной общественно-экономической формации к другой является сложным, зависящим от конкретных исторических условий каждой страны и от общего уровня развития всего человеческого общества. Следует особо подчеркнуть, что техническая, а затем и производственная революции протекают в период перехода от первой фазы данной формации ко второй, развитой фазе, когда эта формация побеждает во всемирно-историческом масштабе. Анализ исторического развития убедительно доказывает эту закономерность, которая повторяется каждый раз, когда человечество вступает в период перехода от старого способа производства к новому. Именно повторяемость явлений, как известно, свидетельствует о диалектическом характере развития. Поэтому мы с полным основанием можем утверждать, что современная научно-техническая революция есть историческая закономерность, связанная с тем, что человечество переживает переходный период от капитализма к коммунизму, что многие страны строят или уже построили социализм, а Советский Союз приступил к построению материально-технической базы коммунизма. По уровню развития производительных сил и возможности построения материально-технической базы коммунизма подошли не только социалистические, но и развитые капиталистические страны, поэтому современная научно-техническая революция захватила также и их. «Техника капитализма, — писал В. И. Ленин, — с каждым днем все более и более перерастает те общественные условия, которые осуждают трудящихся на наемное рабство» К Однако созданная развитием производительных сил возможность не сможет в этих странах перейти в действительность, пока там не произойдут социалистические революции. Без этого научно-техническая революция в капиталистических странах не сможет перерасти в производственную революцию, а будет лишь обострять все противоречия капиталистического общества и тем самым приближать время социалистической рево- 1 В. И. Л е н и н, Полн. собр. соч., т. 23, стр. 95. 427
люции. В книге С. Лилли содержатся убедительные примеры обострения всех противоречий современного капиталистического общества. Современная техническая революция существенно отличается от всех предшествующих: во-первых, тем, что она является научно-технической, а не просто технической революцией. Как справедливо отмечает С. Лилли, научные исследования в наше время начинают играть первостепенную роль. Больше того, наука превращается в настоящую непосредственную производительную силу, что коренным образом изменяет роль науки в обществе. Вторая существенная особенность современной научно- технической революции заключается в том, что в социалистических странах она представляет собой не стихийный процесс, а сознательный, направляемый партией и правительством процесс, связанный с построением коммунистического общества. В капиталистических странах современная научно-техническая революция, как и все предыдущие революции, протекает стихийно (или при ограниченном влиянии государства в ряде страм). Необходимо также указать и на то обстоятельство, что элементы нового уклада техники раньше возникали в недрах старого общества вместе с зарождением новых экономических отношений. Элементы уклада техники комплексно-автоматизированного производства, каким будет производство коммунистического общества, возникают и развиваются в условиях капитализма, без возникновения или почти без возникновения элементов социалистических отношений. Все это необходимо иметь в виду, когда мы анализируем развитие современного человеческого общества и изучаем научно-технический прогресс наших дней. Необходимо также иметь в виду, что современная научно-техническая революция создает такие технические средства, применение которых в конце концов приведет к изменению характера труда производителей. Рабочий-станочник машинно-фабричного производства будет превращаться во всесторонне развитого свободного труженика, который будет создавать, налаживать и контролировать комплексно-автоматизированное производство, человек не будет в процессе производства непосредственно выполнять какие-либо производственные функции в помощь техническим средствам. Здесь 428
«труд,—как говорил К. Маркс, — выступает уже не столько как такой труд, при котором человек, наоборот, относится к самому процессу производства как его контролер и регулировщик» К В книге читатель найдет весьма интересные факты, которые свидетельствуют о процессе создания автоматизированных производств. Автор указывает на выдающиеся достижения в этой области, связанные с применением электронных вычислительных машин и технических средств управления. Он справедливо утверждает, что разделение труда и массовое поточное производство приводят к замене квалифицированных рабочих неквалифицированными или полуквалифицированными, что привело к необходимости выполнения очень простых однообразных операций. Только автоматизация, пишет С. Лилли, коренным образом должна изменить характер труда, она «сулит всем мужчинам и женщинам интересную работу, которая* стоит того, чтобы ее выполнять увлеченно, и которая потребует инициативы и творческой мысли Эта цель, безусловно, притягательна не менее повышения материального уровня жизни». Однако для того, чтобы это стало реальностью и все экономические и социальные последствия автоматизации полностью были использованы на благо трудящихся, необходимы новые, коммунистические отношения, так как капитализм не может отказаться от разделения труда, который характерен для машинно-фабричного производства, от подчинения человека техническим средствам. Это объясняется тем, что капитализм не может существовать без таких категорий, как рабочая сила и ее стоимость, прибавочная стоимость, норма прибыли, конкуренция между рабочими, интенсификация труда и др. Новое комплексно-автоматизированное производство может возникнуть только при условии, что стимулом введения новой техники является экономия живого труда вообще, а не только его оплаченной части (то есть э»а счет заработной платы), выпуск изделий заранее определяется планово, а не игрой рынка, замена производственных функций людей техническими средствами может планово регулироваться в пределах всего народного хозяйства и компенсироваться одновременным сокраще- 1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч.. т. 46, ч. II, стр. 213. 429
нием продолжительности рабочего дня также в пределах всего народного хозяйства, емкость рынка постоянно растет за счет удовлетворения постоянно растущих потребностей всех членов общества, а не сокращается ввиду безработицы и других причин. Все это совершенно невозможно при капитализме, что довольно ясно представляет себе и автор книги. Кроме того, как справедливо пишет Лилли, основным препятствием для технического прогресса при капита- лиэме является способ распределения материальных благ. Он подчеркивает, что развитие техники на заре человеческого общества принесло два главных новых явления: деление на классы и войны, в результате чего изобилие стало только для избранных. Теперь происходящая техническая революция должна превратить «богатство для избранных в изобилие для всех, упразднив тем самым деление на классы и войну». Для того чтобы это произошло, необходимо решить коренной вопрос: кому должны принадлежать фабрики, шахты, железные дороги, пароходы и прочие средства производства — обществу в целом или какому-то привилегированному классу? Иными словами, как говорит С. Лилли, необходимо выбирать между капитализмом и социализмом. С. Лилли на основании глубокого изучения технического и социального прогресса пришел к выводу, который он убедительно и научно обосновал в своей книге, что «в настоящее время мы переживаем один из таких периодов, когда прогресс техники обогнал социальное развитие общества, и для дальнейшего беспрепятственного движения вперед сейчас необходимы крупные политические и общественные перемены — завершение перехода от капитализма к социализму, который уже утвердился на одной трети земного шара» (стр. 414). «Если этот тезис правилен, — продолжает автор, — любая страна может, приняв соответствующие политические и экономические меры, обеспечить себе возможность развиваться экономически так же быстро, как это делают сейчас социалистические страны, и, быть может, даже еще быстрее...» (стр. 414). И в этом, безусловно, прав автор, ибо это и есть закономерность исторического развития. С. Шухардин
Оглавление Предисловие к первому английскому изданию 5 Предисловие ко второму английскому изданию 7 Часть первая. ДРЕВНИЙ МИР И МИР СРЕДНИХ ВЕКОВ 9 Глава 1. Древнейшие времена (до 3000 года до н. э.) . . . 11 Глава 2. Первые цивилизации (от 3000 до 1100 года до н. э.) 21 Глава 3. Железо — демократический металл (1100 год до н. э. — 500 год н. э.) 38 Глава 4. Средние века (500—1450 годы) 58 Глава 5. На пути к современности (1450—1660 годы) ... 83 Часть вторая. ЭРА КАПИТАЛИЗМА 107 Глава 6. Зарождение промышленной революции (1660— 1815 годы) 109 Глава 7. Зрелость промышленной революции (1815—1918 годы) 140 Глава 8. Материалы, станки и производственная технология до 1939 года 178 Глава 9. Период между мировыми войнами (1918—1939 годы) 202 Глава 10. Вторая мировая война (1939—1945 годы) .... 240 Часть третья. НАШЕ ВРЕМЯ 255 Глава 11. Преемственность и перемены 257 Глава 12. Атомная энергия в действии 268 Глава 13. Вычислительные машины в современной жизни . . 289 Глава 14. Автоматизация достигает совершеннолетия . . . .316 Глава 15. Покорение космоса 348 Глава 16. ...и обо всем прочем 387 Глава 17. Прошлое, настоящее и будущее 398 Послесловие 422
С. Лилли ЛЮДИ, МАШИНЫ И ИСТОРИЯ Редактор 3. Голубева Художник В. Еремин Художественный редактор Л. Шкаков Технический редактор И. Токер, Н. Андрианова Корректор Э. Зельдес Сдано в производство 3/Х 1969 г. Подписано к печати 27/1V 1970 г. Бумага 84xl087aj. 6"/4 бум. л. 22,68 печ. л-,4-2,52 печ. л. вкл. Уч.-изд. л. 24,65. Изд. № 6/2823. Цена 1 р. 35 к. Зак. 339. Издательство с Прогресс» Комитета по печати при Совете Министров СССР Москва, Г-21, Зубовский бульвар, 21 Ордена Трудового Красного Знамени Ленинградская типография № 2 имени Евгении Соколовой Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Измайловский проспект, 29