Тепловую энергию человечество использует для защиты от зверей, обогрева, и производства пищи с незапамятных времен. Для получения тепловой энергии, как известно, нужно взять нечто, чья структура легко поддается возгоранию, и уничтожить эту структуру. При уничтожении выделяется тепло.

Преобразовывать энергию, полученную путем уничтожения структуры веществ, научились тоже давно. Ракеты запускали еще в древнем Китае.

Мысль коммерческая шла, как всегда, впереди всех, а мысль военная – сразу за нею, далеко позади оставив мысль гражданскую.

Средневековые ломбардцы придумали способ преобразования полученной тепловой энергии, который позволял метать тяжелые предметы с большой скоростью на относительно большие расстояния с целью пробивания стен и смертоубийства прячущихся за стенами. Первый заказ ломбардцы получили от командования Людовика Десятого, сына Филиппа Красивого, и изделие их успешно применено было «на поле брани».

Легко возгоралась серная смесь. При уничтожении структуры помимо тепла выделялось много газа, и газ этот в естественном состоянии занимал гораздо больше места, чем то, из чего получался. Уничтожение структуры смеси давало таким образом эффект мгновенного расширения вещества. И вот ломбардцы придумали, что если вещество это с целой еще структурой натолкать поплотнее в чугунный цилиндр, подвести через малых размеров отверстие фитиль, а через открытую сторону цилиндра запихать в него чугунный шар, плотно прилегающий к стенкам, а фитиль поджечь, эффект мгновенного расширения вытолкнет шар очень быстро, и шар полетит и во что-нибудь врежется.

Мысль совершенствовалась – на пользу, опять же, воякам. Шар уменьшили, цилиндр сузили и удлинили, вместо фитиля придумали кремневое ударное приспособление, высекающее искру – получился мушкет. Шарики, вылетающие из мушкета, пробивали любые доспехи, и доспехи стали не нужны.

На этом мысль остановилась на три столетия.

Сэр Айзек Ньютон, физик

Затем, уже в эпоху Ньютона, население Англии выросло значительно, и для разных нужд на территории всего острова вырубили все леса. Подход этот не представляется целесообразным сегодня, а тогда представлялся еще менее целесообразным, но леса все равно были вырублены. Древесина использовалась так, как сегодня нефть – бездумно и безответственно.

Начали топить углем. Уголь густо коптит, но горит лучше, чем дерево, воспламеняется резвее, тепла дает больше. Беда в том, что на поверхности его мало – нужно копать. Стали копать.

(Безобразное отношение человечества к лесам просматривается через всю историю. Неплохо отражено в пьесах Александра Островского – «Лес», «Волки и Овцы». Купцы и дворяне перепродают друг другу лесные участки, которые называют просто – лес – за смехотворные какие-то суммы, явно от фонаря взятые. Акры и акры леса продаются и покупаются – спрашивается, для чего? Почему лес – товар? Ответ прост и весьма неприятен. Не для гуляний и знакомства с местной фауной переходит лес из рук в руки, не для разведения ягод, грибов или разбойников. Лес ВСЕГДА продается для вырубки и только для вырубки. Можно было бы предположить, что когда для вырубки продадут последний акр, леса не останется вообще. О выращивании новых лесов в семнадцатом, восемнадцатом и девятнадцатом веках не думали. А в России, к примеру, вообще казалось, что лес никогда не кончится – вон его сколько. И даже когда теория Дарвина и статьи Маркса уже владели умами и прочее, а вера была прогрессивным человечеством осмеяна, большинство специалистов религиозно верило в фотосинтез, как основной источник кислорода на земле. Я, автор этих строк, человек относительно молодой, прекрасно помню, как в начальных классах мне объясняли про фотосинтез учителя, и как, будучи уже взрослым, слышал я часто выражение «легкие планеты» – применительно к южноамериканским джунглям и сибирской тайге. Предполагалось, стало быть, что без лесов на планете нечем будет дышать. Сегодня, когда людей и некоторых других видов животных, потребляющих кислород, гораздо больше, чем когда-либо, а лесов значительно меньше (и за джунгли и Сибирь основательно взялись лесорубы), оказалось (!), что, по самым точным научным данным кислород дают миру болота. Или океаны. То есть, научная бюрократия вдруг поняла, что просто не знает, откуда он, кислород, берется в атмосфере, и каким именно образом поддерживается на планете нужное для дыхания сочетание его с другими газами).

Но пойдем дальше. Мысль о преобразовании энергии, полученной от разрушения структуры вещества, возродилась при добывании угля из-под земли. Один из проектов парового двигателя приписывается Ньютону. Ход мысли здесь такой —

Эффект расширения при уничтожении структуры вещества в военной технике используется одноразово. Если ядру не дать улететь, но вернуть его каким-нибудь способом в исходное положение, а потом еще раз уничтожить между ним и задней стенкой цилиндра какое-то количество структуры вещества, и все это повторять непрерывно – получится движение ядра туда-сюда. К ядру нужно приделать рычаг. А к рычагу лопату. И пусть копает.

Серная смесь для этого не подходила – получалось слишком много энергии, слишком быстрое расширение. Тогда в процесс добавили еще одно звено. Поскольку при уничтожении структуры помимо расширения получается еще и тепло – нужно нагреть этим теплом воду! Вода превратится в пар. Пар занимает больше места, чем вода, из которой он получается, но при этом он не меняет структуру и, поскольку расширяется мягче, медленнее, более ПЛАВНО – именно пар как раз и есть то, что нужно.

Так ядро превратилось в поршень, который возвращался на место после расширения просто по инерции – с помощью системы рычагов.

Прошло еще несколько десятилетий, и мысль еще раз развилась.

Рассудили так. Если конверсия энергии, получаемой при уничтожении, годится для приведения в движение лопаты, она также годится для приведения в движение колеса. Идея! Сжигаем дерево (или уголь) – получаем тепло, тепло нагревает воду, вода превращается в пар, пар двигает поршень, поршень двигает рычаги, рычаги двигают колеса – получается безлошадная повозка.

Идея водрузить такую повозку на чугунные рельсы, позволяющие повозке ехать по ровной поверхности в нужном направлении, появилась не случайно. Позаимствовали ее, опять же, из угледобывательных методов. Паровые машины ездили по железным рельсам. (Задолго до этого, в шестнадцатом веке, по деревянным рельсам ездили в Германии груженые телеги на конной тяге).

Сперва один изобретатель-англичанин перевез сколько-то тонн на спор на пятнадцать километров за сколько-то минут.

Англичанин Джордж Стивенсон изобрел колесо с флангом.

Затем в начале девятнадцатого века в Америке кто-то додумался до свободно вертящейся четырехколесной каретки (трак). На две такие каретки помещали вагон или паровоз, что позволило поездам плавно поворачивать и не очень при поворотах скрежетать. И дело пошло на лад.

Преимущество поезда перед дилижансом было совершенно очевидным.

Во-первых, содержание железных дорог в христианском состоянии легче и дешевле, чем постоянные ремонты на обычных дорогах (асфальта и бетона еще не было, мостили только в городах и только булыжником, римско-имерская традиция мощения известкой почему-то забылась). Во-вторых, паровоз сильнее лошади. И даже сильнее, чем двадцать лошадей. Паровоз – это целый табун лошадей, только его запрягать проще. И бежит он намного быстрее лошади на гораздо бульшие расстояния. А уголь в конечном счете дешевле овса. Овес растить надо, а уголь – вон его сколько, лежит себе.

Ранний паровоз

Ну и так далее.

Честно говоря, даже если все предыдущие эксперименты человечества с получением энергии путем уничтожения структуры производились только для того, чтобы появились железные дороги – дело того стоило. Железная дорога, рейлроуд, шмен-де-фер – логическая кульминация процесса.

Некоторое время речные корабли на паровом ходу пытались составить конкуренцию поездам, но это было смешно.

Не обошлось, естественно, без эксцессов – прокладка первых серьезных трасс стоила жизни многим. Но тут можно сказать, без всякого цинизма, что все-таки это лучше, чем просто бессмысленное уничтожение носителей разума на войне или, как любило и любит высокопарно выражаться человечество, «на поле брани».

Затем поезда стали совершенствоваться. И в этот момент неожиданно проявилась страсть человечества к высоким скоростям.

С чисто практической точки зрения никакой особой нужды в высоких скоростях у человека никогда не было. Подавляющее большинство людей не знает, как и чем занять свободное время. Люди, которым есть чем заняться в этой жизни как правило равнодушны к игрушкам и аттракционам. В середине девятнадцатого века кто-то высказал теорию о том, что мол передвижение со скоростью, превышающей сорок миль в час (шестьдесят четыре километра) может отрицательно сказаться на человеческой психике. Посмеялись. Действительно ли это так, или нет – никто не знает по сей день.

Прикинем расстояния – хотя бы для Америки. Нью-Йорк и Сан-Франциско, от океана до океана, разделяют три тысячи шестьсот миль. При сорока милях в час, даже учитывая остановки, расстояние это преодолевается в четыре дня. Все остальные американские расстояния меньше. В Западной Европе – еще меньше. Есть, правда, Россия, но в России живут в основном (во всяком случае, жили тогда) к западу от Урала, а там расстояния вполне сравнимы с американскими. Тем, кому непременно нужно попасть во Владивосток из Петербурга, что ж, две недели по железке не такая уж большая плата за непременную нужность, не так ли.

То есть, железная дорога со скоростями сорок миль в час – идеал, к которому стоило стремиться и который не стоило преодолевать. Не стоило, как говорили в свое время американцы, «покрывать лилию позолотой».

Но очень хотелось. Дабы оправдать детское это хотение, инженеры и компании, их подзадоривающие, стали за уши притягивать разнообразные предлоги для дальнейших разработок по линии скорости.

Ну, во-первых, «экономика».

Какая экономика? Где экономика?

Ну как же. Если ты едешь быстрее, стало быть и на место прибываешь вместе с грузом или товаром быстрее конкурента.

Но, позвольте. Ведь не идут же десять веток параллельно из одного города в другой. Ветка одна. Поэтому конкурент едет в том же поезде и, стало быть, прибудет в пункт назначения в одно время с тобой!

А если он, конкурент, в другом городе живет? Ты едешь в Нью-Йорк из Чикаго, а он из Нового Орлеана?

Ага. А если бараны летать научатся, тогда что делать прикажете?

Ну, хорошо. Это если товар возить. Но ведь есть пассажирские поезда. Ту-ту. И что же? А то, что если паровоз будет быстрее ходить, то и пассажиров он перевезет больше!

Это как же?

Ну вот допустим ходит поезд из Нью-Йорка в Бостон. Двести миль. Сорок миль в час – пять часов езды. Перевез двести пассажиров. Едет обратно, везет еще двести. Так?

Ну, допустим.

Оборачивается, стало быть, за десять часов, перевозя в общей сложности четыреста человек. Так?

Да. Ну и что?

А если бы он ехал со скоростью восемьдесят миль в час, он бы сделал не один оборот, а два. И перевез бы таким образом не четыреста, а восемьсот человек. В два раза больше билетов продано. Стало быть, если сделать паровоз, идущий со скоростью восемьдесят миль в час…

А если сделать еще один, обычный, паровоз и пустить два поезда один за другим?

Это дороже.

Ну да? А ты уверен?

Не очень.

Возьмем сегодняшний день. Сегодняшние поезда на электрической тяге способны на линии Нью-Йорк-Бостон развить скорость до восьмидесяти миль в час. Путь, тем не менее (если точно по расписанию, что редко бывает) составляет обычно шесть часов. Стоила ли игра свеч? Может нужно было, вместо того, чтобы гнаться за скоростями, совершенствовать пути?

Хорошо, тогда так – экономится время! Чем быстрее поезд, тем больше экономии. Чье время? Время пассажиров.

Что тут сказать. Во-первых, совершенно незачем рассматривать время, проведенное в путешествии, как потраченное впустую. Глупо. Пульман ведь не даром спальные вагоны изобретал. И все остальные тоже – бар, ресторан, чуть ли не театр в поезде (планировалось и такое). Помимо этого, есть у человечества старая традиция – общение в путешествии. Новые люди, новые лица. А в третьих, понятие «экономия времени» появилось в связи с появлением индустриального (и в корне порочного) понятия ежедневной и круглогодичной занятости ВСЕГО населения. Минус нищие и очень богатые. Это понятие живо до сих пор и прочно вошло в обиход каждого. Понятие это – мерзко, постыдно, унизительно. В России к нему лепят старую поговорку – «Кто не работает, тот не ест» – совершенно не соответствующую индустриальной действительности. Если уж выражать понятия поговорочно, то нужно быть честным – поговоркам ханжество не идет. Сегодняшняя поговорка должна звучать так – «Как ни дико и ни странно, кто не занят постоянно, каждый день и круглый год, тот подлец и обормот». «Занятость» – это потому, что то, чем занято сегодня большинство цивилизованного мира назвать работой язык не поворачивается. Далее – в истории человечества такой «занятости» до индустриальной эпохи не было никогда. Рабы в Египте и Риме заняты были гораздо меньше (а полезного делали больше).

Увлеченные зрелищем монотонной работы паровых машин те, кто дирижировал производством, увидели в этих примитивных агрегатах идеал и решили, что неплохо бы и людям на эти машины походить. Таким образом для погони за скоростями появился еще один предлог – экономия времени. Ведь люди в поездах ничем не ЗАНЯТЫ. Они ведь там, чего доброго, общаются между собой, еще небось и развлекаются, а как же производство? Ну и так далее.

Все это было смехотворно, ибо суть погони за скоростями сводилась (всего лишь) к знаменитому гоголевскому «Какой же русский не любит быстрой езды?» И в этом смысле весь цивилизованный мир за редкими исключениями состоял в девятнадцатом веке из русских. А барин в троечке ПРОМЧАЛСЯ. Вот МЧИТСЯ тройка почтовая. Эффект. Или, как говорят американцы, thrill, что на русский язык переводится (приблизительно) словом кайф.

Почему большинство людей получают от скорости кайф – тема для отдельной статьи, если не книги.

Меж тем мысль развивалась дальше.

Для получения скоростного кайфа нужно было идти на вокзал и делить кайф еще с сотней обормотов. А вот бы кайф – прямо рядом с домом и твой личный, получай в любое время, а?

Эх, хорошо бы!

Но увы, увы. Отдача энергии дерева и угля была для ТАКОГО кайфа слишком мала.

И вдруг, как по волшебству упомянутый ранее поляк нашел способ перегонки нефти в бензин – вещество с невиданной отдачей энергии при уничтожении структуры! Через жалких пятнадцать лет двигатель внутреннего сгорания был построен.

И человечество даже не подумало прислушаться к некоему муромцу по прозвищу Дмитрий Менделеев (вовсе не последний в деле науки был человек), сказавшему – «Жечь нефть – все равно, что печь ассигнациями топить».

Не знаю, как давно существуют в мире забавные фразы вроде «покорение природы», «борьба с природой» и так далее. Но именно тогда, под влиянием Маркса, Дарвина и сжигаемых в печи ассигнаций они стали приобретать невиданную популярность.

Прогрессивное человечество очень скоро забыло, что гордость – порок. Оно гордилось ДОСТИЖЕНИЯМИ. Оно гордилось ПОБЕДАМИ, нынешними и будущими, над природой. Многие решили, что человечество – это и есть Бог. Мы все можем! На основании чего это, спрашивается, делались (до ОЧЕНЬ недавнего времени) такие далеко идущие выводы?

Если задуматься – ничего ОСОБЕННОГО, извещающего о великой «победе над природой» изобретено не было. Радио и телефон делают возможными разговоры на большом расстоянии, но от этого разговоры эти не становятся умнее или даже интереснее. Частный автомобиль дает возможность индивидууму при наличии соответствующего ландшафта и хорошем состоянии дорог перемещаться из одного места в другое быстрее, чем пешком или на лошади, но эти перемещения не прибавляют людям ни духовности, ни счастья, ни даже денег. Холодильник позволяет летом дольше сохранять продукты питания – они не становятся от этого вкуснее. Водопровод и канализация известны были еще в древнем Риме.

Действительными серьезными достижениями стали – вечернее освещение домов и улиц с помощью электричества, газовое отопление, переворот в текстильной промышленности, и пластмасса. И – железная дорога, действительно великое изобретение, рядом с которым полеты в космос в керосиновых жестянках кажутся отчаянно глупой и пустой тратой энергии и ресурсов.

Мечта человечества – персональный личный конь со всеми удобствами – обессмыслил все ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ достижения одним махом. Зачем освещать улицы, по которым никто не ходит? Зачем поезд (или трамвай), если есть драндулет? Но мы забегаем вперед.

Сперва автомобиль был предметом роскоши (как в свое время конный экипаж, кстати сказать). Затем, когда конвейер Форда сделал его массовым явлением, с улиц исчезли лошади и навоз. Зато появился едкий дым от выхлопа.

Фразу «спрос рождает предложение» сегодня твердят повсюду. Какой такой спрос родил ширпотребный автомобиль в 1912-м году? Для чего обычному гражданину автомобиль?

Вот живет человек в городе. Вот купил он себе автомобиль. Куда он на нем поедет со скоростью от тридцати до семидесяти пяти миль в час? В магазин за покупками? Но магазин через улицу стоит. В центр, развлекаться? Есть метро. Если человек живет далеко от центра, то чаще чем раз в неделю он все равно туда не поедет, особенно если ЗАНЯТ каждый день и круглый год. А если он работает в центре? Тогда зачем ему жить на далекой окраине? А в центре дороже. Ну, это сейчас, причем с помощью того же автомобиля, окраины разрослись. И то, кстати сказать, стоимость содержания автомобиля как раз и составляет разницу в плате за квартиру в центре и на окраине. А в 1912-м году дешевую квартиру можно было снять в получасе (максимум) ходьбы от ЛЮБОГО фешенебельного квартала в ЛЮБОМ городе мира. За город? Что же, каждый день за город мотаться? Глупо. Раз в неделю? Но раз в неделю можно взять машину напрокат, или ехать поездом, или идти пешком, поскольку окраины пока что малы.

А сельские жители?

Нужно вспомнить, что во время оно сельские жители были действительно СЕЛЬСКИЕ. Т. е. они там жили, в своих селах и на своих фермах. У них были свои сельские центры, церква, салун, публичный дом, магазин пирожных. В получасе ходьбы опять же. А для обработки больших полей строились тракторы. На Форде-Т с красивыми, на спицах, колесами поля обрабатывать не рекомендовалось.

То есть, собственно практического применения ширпотребному частному автомобилю в 1912-м году не было ни в Америке, ни где-то еще. Но Форду хотелось их продавать, а публике хотелось на них кататься. Следовало ПРИДУМАТЬ применение. И его придумали. Именно в Америке. Об этом расскажем позже.

В физике того времени уже наличествовало (и наличествует по сей день) порочное понятие коэффициента полезного действия.

Коэффициент полезного действия (кпд) есть «характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии; определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно h = Wпол/Wcyм».

«В электрических двигателях кпд – отношение совершаемой (полезной) механической работы к электрической энергии, получаемой от источника; в тепловых двигателях – отношение полезной механической работы к затрачиваемому количеству теплоты; в электрических трансформаторах – отношение электромагнитной энергии, получаемой во вторичной обмотке, к энергии, потребляемой первичной обмоткой».

В детстве еще, в начальной школе, учили нас, помню, что кпд паровоза – семь процентов, кпд автомобиля – от сорока до шестидесяти, кпд троллейбуса – восемьдесят!

И только много лет спустя я понял, что этот самый кпд – ненужная, обманчивая и обманывающая цифра, скрывающая, а не проясняющая, суть.

Все зависит от того, как определять полезное действие. Официальное определение, как видим, учитывает ТОЛЬКО энергию, получаемую при работе двигателя. При этом НЕ учитываются следующие факторы (из чисто физических) —

Собственно добыча нефти – вплоть до изначальной разведки, сборки бурильных аппаратов и доставки их на место бурения.

Транспортировка нефти на место перегонки ее в разные формы, включая основную – бензин.

Доставка бензина на АЗС.

Также следует, наверное, вспомнить, что единственная ПРАКТИЧЕСКАЯ функция автомобиля – перевозка пассажиров. В виду этого энергия, которую тратит мотор на транспортирование себя и корпуса машины никак не может быть «полезным» действием. Если же учесть, что, помимо физического, есть также социальный фактор (медленная но неуклонная дебилизация, духовная и телесная, автомобилистов), геологический фактор (говорят, пик добычи нефти на планете сегодня пройден), гражданский фактор (каждый автомобилист, поворачивая ключ зажигания, приближает момент доведения экологии планеты до степени невозможности существования на ней органической жизни), и прочая и прочая, то жалкие 3—4 процента, которые оставила автомобилисту чистая физика, не сходят на ноль – нет, уходят глубоко в минус.

Форд и влюбленное в автомобиль человечество занялось придумыванием предлогов для объявления его, автомобиля, предметом первой необходимости – но тут неожиданно началась Первая Мировая Война.