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

Бёрк Джеймс

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

Коксовый газ — побочный продукт коксования угля ^{60 — 29 , 103} .

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

Противники газа в Англии утверждали, что он подрывает китобойный промысел ^{61 — 126} . В прежние времена для наполнения ламп использовали в основном китовый жир, но с распространением газа спрос на него стал снижаться. Сокращалось и количество опытных матросов-китобоев. В этот период Англия участвовала в наполеоновских войнах, и флот остро нуждался в обученных моряках.

Открытие коксового газа также стало причиной экологического бедствия: еще одним побочным продуктом коксования угля был каменноугольный деготь ^{62 — 140 , 195} , зловонная жижа, которую угольщики обычно сливали в ближайшую реку или пруд. В середине XIX века Темза была так загрязнена, что члены парламента, не вынеся вони, приостановили заседания. Ситуация сподвигла англичан на срочные поиски решения проблемы, и исследователи задумались, что же можно еще делать с дегтем, кроме как просто сливать его в реку.

По обычаю того времени, на выручку пришли немецкие химики — они предложили подвергнуть деготь перегонке, вследствие чего мир узнал множество полезных веществ, включая керосин, синтетические краски ^{63 — 192} , антисептики ^{64 — 143} и аспирин. Кроме всего прочего, в результате перегонки дегтя получался креозот ^{65 — 32 , 143} , густая черная маслянистая жидкость, которая и спасла американские леса. Покрытая креозотом древесина служила тридцать пять лет, тогда как необработанная — всего семь. Законсервированное таким образом дерево стало настолько популярным материалом, что в Новом Орлеане им даже мостили улицы.

Волею судеб деготь сначала помог железнодорожной отрасли, а потом ее же и погубил. В начале XIX века химик из Шотландии Чарльз Макинтош выяснил, что еще один из продуктов перегонки дегтя, нафта, частично растворяет каучук. Он открыл производство непромокаемых плащей ^{66 — 144} из хлопчатобумажной ткани, обработанной растворенным каучуком. Его фамилия стала нарицательной — мы и по сей день иногда называем такие плащи макинтошами.

Метод растворения каучука открыл массу новых сфер для его применения. Сложность состояла в том, что каучук был очень неустойчив ^{67 — 37} . Макинтош отмечал, что на жаре его плащи запотевают, а на морозе трескаются. Как водится, решение пришло случайно. В один из дней 1839 года молодой рабочий на каучуковой фабрике в Роксбери, что в Массачусетсе, возился с химикатами и случайно капнул смесью каучука и серы на горячую плиту. На следующее утро он заметил пятно и обратил внимание, что каучук не расплавился, а обуглился словно кожа. Он разумно предположил, что если остановить нагрев в нужный момент, то получится нечто похожее на кожу. В результате вулканизации (так молодой экспериментатор окрестил этот процесс) серой, каучук сохранял форму и эластичность в довольно широком диапазоне температур, и в зависимости от назначения его можно было сделать более жестким или более мягким.

В 1844 году наш изобретатель

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

Изобретение Гудьира имело огромное значение для велосипедистов ^{68 — 77 , 281} и модников в прорезиненной одежде, а самой перспективной и доходной сферой применения резины стала обувная промышленность. Появились ботинки на резиновой подошве и с резиновым кантом. В 1857 году для приклеивания подошв был внедрен резиновый клей, а сами подошвы отливались в специальных вулканизационных пресс-формах. Благодаря росту среднего класса и повсеместному интересу к спорту и здоровому образу жизни (особенно после эпидемии холеры середины XIX века) в Англии вошел в обиход новый вид спортивной обуви — туфли с парусиновым верхом и резиновой подошвой. Поскольку полоска резины, закрывающая стык верха и подошвы, напоминала грузовую ватерлинию корабля или «круг Плимсоля», эти туфли стали называть плимсолями. В 1865 году начался выпуск туфель для велосипедного спорта, в 1876-м — обуви для игры в бейсбол, а в 1880-х годах с появлением асфальтированных стадионов и беговых дорожек возник большой спрос на туфли для бега. Однако решающим событием, превратившим резиновую промышленность в действительно серьезный бизнес, стала война Севера и Юга — для солдат требовались миллионы палаток, плащей и другой непромокаемой одежды.

На будущее плащевой ткани повлиял один специфический аспект этой войны. Войска северян добились значительных успехов благодаря использованию воздушных шаров ^{69 — 20 , 81 , 135} . В 1862 году в сражении при Фэйр-Окс шары применялись для наблюдения за передвижениями противника, а позднее — для передачи информации. Аэростаты поднимали в воздух над холмистыми участками местности, в корзинах сидели солдаты-сигнальщики и обменивались сообщениями. Для изучения передового опыта Германия командировала в армию северян молодого офицера благородных кровей. Он был настолько впечатлен увиденным, что по прибытии на родину разработал собственный военный аэростат и назвал его собственной фамилией — Цеппелин. Во время Первой мировой войны жители английских городов, подвергавшихся бомбежкам дирижаблей-цеппелинов, первыми познали весь ужас массированного авиационного налета. Гигантские воздушные корабли могли летать практически в любую погоду — их газовые баллонеты были сделаны из прорезиненной плащевой ткани.

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

Ключевым фактором для развития резиновой промышленности стал темп производства. И тут снова помог деготь. В 1856 году еще одно новое вещество из него получили ученые Королевского химического колледжа в Лондоне. В этом учебном заведении немецкий профессор Август Гофман ^{70 — 141} (ученик великого химика-органика Либиха ^{71 — 24} ) создал лабораторию, где самые способные ассистенты проверяли на практике его теорию о том, что основным компонентом химического состава дегтя является анилин, из которого можно получить множество различных соединений и веществ.

Первыми в ряду таких изделий были искусственные красители, названные анилиновыми. Их с успехом выпускали немецкие компании (например, фирма Фридриха Байера ^{72 — 142} ), которые заложили основу мощной химической, фармацевтической и полимерной промышленности Германии. В начале XX века было установлено, что при добавлении анилина в резину в три раза сокращается время вулканизации автомобильных покрышек и шлангов. Более того, эта добавка значительно увеличивала прочность и срок службы покрышек, что было важно для автомобильного спорта. Такие шины могли выдержать непрерывную 24-часовую гонку Ле-Мана (победитель которой, как мы помним, определяется при помощи системы фотофиниша).