Каменная диковина — великанов работа. Рок разрушил. Ограда кирпичная. Пали стропила; башни осыпаются; украдены врат забрала; мороз на известке; щели в дощатых — в щепки изгрызены крыши временем.

Неизвестный саксонский автор VIII в., сожалеющий о римских развалинах . Руины

Приготовление пищи — первая химия в истории человечества, преднамеренная и управляемая перестройка химической структуры материи. Бурая корочка на боку зажаренного стейка и золотистая корка хлебной краюхи — результат молекулярной трансформации, известной как реакция Майяра. Белки и сахара в еде создают огромное множество новых, обладающих выраженным вкусом и ароматом веществ. Но кулинария служит гораздо более фундаментальным целям, чем придание пище приятного вкуса, и от нее будет зависеть здоровье и полноценное питание людей, выживших после апокалипсиса.

Термическая обработка продуктов убивает любые болезнетворные микробы и паразитов, предотвращая отравление пищи микробными токсинами или заражение человека ленточными червями, например через свинину. Также она помогает размягчить жесткую или волокнистую пищу и расщепить структуру сложных молекул, чтобы разложить их на простые составляющие, легче перевариваемые и усваиваемые человеком. Так повышается питательность многих продуктов, что дает нашему организму возможность получить больше энергии от того же количества съестного. У некоторых растений, например таро, маниока и дикого картофеля, длительная термическая обработка обезвреживает яды: без нее, в случае с самым ядовитым из перечисленных — маниоком, первая же трапеза стоила бы едоку жизни.

Приготовление на огне — не единственный вид обработки, которой мы подвергаем продукты перед употреблением. Умение сохранять продукты годными на длительный срок после их заготовки — фундаментальная предпосылка для существования цивилизации. Так мы можем доставлять продовольствие с полей и боен в города, снабжая едой их многочисленных обитателей, и создавать запасы на голодные времена. Еда портится от деятельности микроорганизмов — бактерий и плесневых грибов, разрушающих ее структуру и меняющих химические свойства или загрязняющих ее продуктами своей жизнедеятельности, неприятными, а иногда и вовсе ядовитыми для человека. Сохранение продуктов состоит в том, чтобы не допустить попадания таких микроорганизмов или хотя бы насколько возможно отсрочить его. Для этого состояние продуктов специально изменяют, чтобы они не были удобной средой для размножения микробов. В сущности, это вмешательство в микробиологию еды: мы не допускаем размножения микроорганизмов или даже используем одни организмы для подавления других, вредных. В некоторых случаях мы поощряем брожение, вызванное деятельностью микробов, чтобы расщепить сложные молекулы в пище и высвободить питательные вещества для более удобного потребления. Таким образом, биотехнологии — далеко не новшество, это одно из древнейших ноу-хау человечества.

Все эти возможности — тщательно готовить пищу путем варки или жарки, обрабатывать ее сквашиванием и надолго сохранять — человек получил, научившись обжигать глину и делать керамическую посуду. Появление посуды имело для нас как для биологического вида поистине великие последствия. Например, пищеварительная система человека, в отличие от многокамерных желудков таких жвачных животных, как коровы, не способна успешно переваривать многие виды пищи, и технологии помогают нам достичь того, чего не может наш организм. Глиняные сосуды, используемые как вместилище для пищи на время ее брожения или термической обработки ради высвобождения питательных веществ, служат как бы дополнительными внешними желудками — технической пищеварительной предсистемой.

Современная кулинария — высшая степень утонченности и сложности, со всеми ее маринадами, конфи, соусами и спрыскиваниями, — это не более чем легкомысленный аккомпанемент базовой миссии, которая формулируется так: не допустить превращения еды в отраву и получить из нее как можно больше питательных веществ. Эта книга не поваренная, поэтому мы не будем здесь разбирать рецепты и давать пошаговые руководства, но, чтобы осуществить постапокалиптическую перезагрузку, вы должны понимать базовые принципы хранения и обработки продуктов.

Сохранение продуктов

При сохранении продуктов нужно учитывать условия, необходимые микроорганизмам, а в сущности, и любым формам жизни, для существования. Однако традиционные технологии, которые мы рассмотрим, формировались постепенно, методом проб и ошибок, задолго до открытия невидимых микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов (современный способ консервирования в жестяных банках появился до того, как утвердилась микробная теория). Практика показала, что эти технологии работают, но теории, объясняющей их действенность, не было. Если удастся сохранить это базовое понимание после апокалипсиса вы прочтете, как изготовить микроскоп, позволяющий увидеть микробы), вы значительно выиграете в надежности снабжения продовольствием и предотвращении заразных болезней — то и другое жизненно необходимо для роста населения после катастрофы.

Все живое на нашей планете нуждается в жидкой воде, и, кроме того, жизнь возможна только в границах определенного спектра физических и химических параметров среды. Если точнее, то ферменты в клетке — эта молекулярная машинерия, осуществляющая биохимические реакции и координирующая процессы жизни, — активны только в определенном диапазоне температуры, солености и кислотности. Сохранить продукты можно, выведя любой из трех этих параметров за пределы оптимальной для микроорганизмов среды.

Простейший метод сохранения — сушка. Если влаги недостает, микробы с трудом размножаются (поэтому зерно перед засыпкой в амбары категорически необходимо высушить). Традиционный способ засушивания на воздухе и под солнцем хорошо подходит для плодов типа помидоров или для мяса, которое, завяливая, превращают в билтонг и бастурму. Но это медленный метод, и он не годится для больших объемов продовольствия.

Многие продукты, обычно не считающиеся собственно сушеными, сохраняются и при незначительном количестве влаги. Большой объем растворенного сахара дает насыщенный раствор: этот раствор вытягивает влагу из микробных клеток, отчего они, за исключением самых устойчивых видов, не могут размножаться. Эта механика используется в джемах — вкусно намазать утром на тост густую фруктовую сладость, но причина, по которой в первую очередь готовят фруктовые консервы, — это защита плодов от микробов с помощью концентрированного сахарного раствора. Сахар можно получить из сахарного тростника, а в умеренном климате из корней сахарной свеклы, процеживая сквозь молотую растительную массу воду и затем выпаривая из воды кристаллы. Мед удивительно долго хранится по той же причине, что и плоды в джеме.

Соль в небольших количествах необходима для нормального функционирования человеческого организма — потому-то наши вкусовые рецепторы ее и жаждут. А в больших объемах она используется для консервации. Засоленные продукты сохраняются по тому же принципу, что и засахаренные: концентрированные рассолы вытягивают влагу из живых клеток, останавливая рост. Свежее мясо можно успешно сохранить, на несколько дней запаковав с сухой солью или погрузив в крепкий рассол — около 180 г соли на литр воды дают раствор, примерно впятеро более концентрированный, чем морская вода. Засолка — важнейший метод консервации, давно известный в истории, и сейчас мы разберем эту технологию в деталях.

Производство соли, в сущности, совсем несложная задача, если вы живете на побережье. Морская вода содержит приблизительно 3,5% растворенных твердых веществ, среди которых абсолютно преобладает поваренная соль (хлорид натрия), и ее можно добыть, выпарив воду из раствора. В солнечных странах можно просто набирать морскую воду в широкие мелкие сосуды и оставлять на горячем дневном солнце, а позже собрать корку выпарившейся соли. В очень холодном климате морскую воду в мелких сосудах можно заморозить: тогда у дна останется насыщенный раствор соли. Но в климатических условиях большей части Европы и Северной Америки, чтобы выпарить воду и получить соль, нужно разжечь под варочными котлами огонь. Доступность такого нужного ценного продукта, как соль, будет зависеть не от того, насколько широко он распространен в природе, — три четверти поверхности нашей планеты покрыты соляным раствором, — а от наличия энергоресурсов на выпаривание и от того, есть ли поблизости соляные шахты.

Засолку нередко сочетают с другим методом консервации, при котором в продукты, чаще всего в мясо и рыбу, вводятся специально произведенные природные антимикробные токсины, — с копчением. Как мы увидим в следующей главе, путем неполного сожжения древесины можно получить широкий набор веществ, одно из которых, креозот, придает копченым продуктам характерный вкус и замедляет их порчу. Домашнюю коптильню легко соорудить из подручных материалов. Выройте яму для небольшого костра, накройте ее металлическим листом, проройте от нее неглубокую траншею длиной 1–2 м для отвода дыма, также накройте ее доской и сверху присыпьте землей. На открытом конце траншеи, где выходит дым, поставьте сломанный холодильник с прорезанной в днище дырой. На решетчатые полки выложите потрошеную рыбу, ломти мяса, сыра и прочее. И несколько часов коптите.

Кислотность — еще один великий союзник человека, помогающий отбиться от нашествия микробов. Уксус, слабый раствор уксусной кислоты (о которой мы в этой главе еще поговорим), весьма эффективно консервирует маринованные овощи. Противоположная технология, сохранение продуктов с помощью щелочей, распространена гораздо меньше, потому что щелочь омыляет жиры (см. в главе 5 об изготовлении мыла) и тем самым серьезно меняет и вкус, и фактуру пищи.

Для маринования можно не брать готовую кислоту, а стимулировать размножение бактерий, которые в процессе жизнедеятельности выделяют кислотные соединения, так что пища как бы сама себя консервирует. В квашеную капусту, японский мисо и корейскую ким-чи из овощей сначала добавляют соль и вытягивают влагу, а затем ждут, пока устойчивые к соли бактерии ферментируют пищу, естественным образом повысив кислотность и создав условия, непригодные для жизни других микробов, способных испортить или отравить еду человека.

Похожим способом получают йогурт: помещают в молоко колонии бактерий, выделяющих молочную кислоту, и далее регулируют процесс сквашивания. (Обычно кислый вкус на языке и говорит о присутствии в еде кислоты.) В молоке создается среда с высокой кислотностью, которую не могут колонизировать другие организмы, и это на несколько дней продляет возможность потребить его питательные вещества. Молоко — удобный источник важнейших питательных веществ, и потому уметь его сохранять чрезвычайно важно для переживших апокалипсис.

Витамин D помогает усваивать из пищи кальций, его дефицит может обернуться рахитом, болезнью, разрушающей кости. Этот витамин наш организм вырабатывает, когда кожа подвергается воздействию солнечного ультрафиолета, но в северных широтах, где долгими темными зимами приходится кутаться от холода, люди в прошлом часто страдали от рахита. Молоко — это удивительный источник сразу и кальция, и витамина D, так что умение надежно сберегать содержащиеся в нем питательные вещества будет критически важно для здоровья обитателей Севера.

Масло — хорошая технология сохранения энергонасыщенных жиров молока путем удаления влаги. В сущности, приготовление масла сводится к тому, чтобы сепарировать насыщенные жиром сливки. Вы даете им подняться наверх естественным путем, оставив посудину с молоком примерно на день в холоде, либо для ускорения процесса применяете центрифугу (можно использовать просто вращающееся ведро). Сбивание же нужно, чтобы капельки жира слиплись, отторгнув оставшуюся жидкость, так называемую пахту. Сбить масло можно, катая сосуд со сливками по полу или непрерывно встряхивая, но возможен более рациональный способ с применением подручных средств: электродрели с мешалкой для краски. Отцедив пахту, добавьте соли для консервации, а затем месите, пока не размешаете соль и не отделите всю воду.

Йогурт не портится несколько дней, масло — около месяца, а сыр успешно сохраняет питательные вещества молока много месяцев, это идеальная противорахитная бомба. Приготовление сыра — более сложный процесс, но главный принцип тот же: сберечь питательные вещества, убрав из молока влагу. Реннин, фермент телячьего сычуга, добавляется для расщепления молочных белков и свертывания молока. Свернувшееся молоко отцеживается и спрессовывается в твердый ком, который затем оставляют дозревать. Характерный вид и вкус разным сырам придает деятельность различных грибков.

Подготовка зерна

Теперь перейдем к работе с урожаем зерновых. Доисторическое одомашнивание пшеницы, риса, кукурузы, ячменя, проса и ржи — одно из самых славных деяний человечества. Репродуктивные стратегии этих видов путем искусственного отбора перепрограммированы так, чтобы они приносили легко собираемое зерно: это решение, которое человек нашел, чтобы питаться травянистыми растениями, не будучи к этому приспособленным биологически, как приспособлены жвачные — коровы и овцы, которых мы разводим.

Кукурузу можно готовить и есть прямо в початках, а рис — очистить и сварить в воде или на пару и сразу съесть. Но — не в пример многим культурным овощам и фруктам — мелкие твердые зерна большинства злаковых растений нельзя есть в природном виде: для потребления их нужно особым образом подготовить.

Зерно следует растереть в мелкий порошок — муку. Простейший способ: высыпать горсть зерен на гладкий плоский камень, уложенный на землю, и, наваливаясь всей тяжестью тела, растереть их другим камнем. Но это трудный и недопустимо долгий метод; гораздо рациональнее перетирать зерно между двумя толстыми каменными или стальными дисками, подсыпая его («попасть в жернова» — еще одно выражение, имеющее аграрную родословную) через дыру в середине. Тяжесть верхнего жернова давит зерно, а вращение выгоняет готовую муку наружу, где ее собирают. Мельничные жернова представляют собой техническое продолжение наших коренных зубов: они крошат и перетирают твердые продукты, делая их более удобоваримыми. Облегчить себе труд вы можете, заставив тягловое животное вращать жернов или, что еще лучше, направив на эту работу энергию ветра или воды (как это сделать, поговорим в главе 8). Но даже в этом случае помол всего обмолоченного зерна потребует от возрождающегося общества колоссальных затрат энергии.

Простейший, но не самый аппетитный способ употреб­ления муки: добавить воды и вымешать густую или жидкую кашу. Однако существует более вкусная, удобная и питательная форма, требующая более тщательного приготовления. Хлеб — это, в сущности, запеченная каша, на этой эффективной технологии питания человеческая цивилизация зиждется с самого своего рождения. Основной рецепт до смешного прост: растереть в порошок пригоршню-другую семян, развести водой до состояния вязкой пасты, раскатать и печь на медленном огне, например просто на горячем камне возле очага. Так делают бездрожжевые лепешки, до сих пор повсеместно распространенные в мире: чапати, наан, тортильи, лаваш, питу и т.п.

На Западе лучше всего знакомы с квасным хлебом, а для него нужен еще один ингредиент. Дрожжи — это микроорганизм, одноклеточные грибы, недалеко отстоящие от поганок, вырастающих на гниющем валежнике. Добавленные в тесто, дрожжи выдыхают углекислый газ, от которого образуются пузырьки, и готовый хлеб становится легким и пышным. Почти весь дрожжевой хлеб в мире сегодня заквашивают на дрожжах одного вида Saccharomyces cerevisiae. Хорошо, если у вас хватит предусмотрительности сохранить на развод колонию этих организмов, столь важных и на свой манер работающих на нас столь же упорно, как быки или лошади, прежде чем в хаосе апокалипсиса они сгинут навсегда. Найти сухие пакетики дрожжей можно в супермаркете, однако они не будут храниться бессрочно. А вот как, если придется, подступиться к задаче заново выделить культуру хлебопекарных дрожжей?

Дрожжи, необходимые для выпекания хлеба, как и другие бактерии брожения, в природе живут на зернах злаков, а значит, и в муке. Фокус в том, чтобы распознать этих полезных козявок среди многих других, потенциально вредных. Для этого вам придется стать немного микробиологом и запустить процесс селекции, благоприятный для нужных вам организмов. Ниже дается руководство, как изолировать микроорганизмы, нужные для выпекания квасного хлеба, появившегося около 3500 лет назад в Древнем Египте и поныне популярного в небольших домашних пекарнях.

Смешайте стакан муки (лучше всего взять цельнозерновую) и полстакана или чуть больше воды, накройте емкость и поставьте в теплое место. Через 12 часов проверьте, не появились ли признаки роста бактерий и брожения, например пузырьки газа. Если таких признаков нет, перемешайте и оставьте еще на полдня. Когда брожение начнется, выплесните половину культуры и добавьте вместо нее свежую питательную смесь, приготовленную в той же пропорции, далее таким же образом доливайте ее по два раза в день. Вы дадите культуре достаточно питательных веществ для размножения и с каждым разом будете удваивать территорию для расселения микроорганизмов. Примерно через неделю у вас в чашке образуется приятно пахнущая культура, стабильно растущая и пенящаяся после каждого доливания, словно радующееся кормежке домашнее животное. Тогда можно будет взять часть этого теста на закваску для хлеба.

Повторяя раз за разом эту процедуру, вы, в сущности, создаете простейший микробиологический селекционный регламент — допускаете только те дикие культуры, которые могут питаться углеводами муки и быстрое деление клеток которых происходит при температуре около 20–30 °C. Получившаяся закваска — это не чистая культура одного вида, а сбалансированное сообщество молочнокислых бактерий, способных рас­щеплять сложные молекулы-хранилища в клетках зерна, и дрожжей, которые питаются отходами жизнедеятельности этих бактерий и выделяют углекислый газ, поднимающий опару. Такая взаимная поддержка двух разных видов называется симбиозом, она довольно обычна в биологии: от азотофиксирующих бактерий, живущих в корневой системе бобовых, до бактерий-помощников, населяющих наш пищеварительный тракт и облегчающих нам усвоение пищи. Молочнокислые бактерии выделяют еще и молочную кислоту (так же как это происходит при сбраживании йогурта) — она придает квасному хлебу приятный кисловатый привкус и заодно не позволяет проникать в культуру посторонним микробам, делая симбиотическое сообщество закваски идеально устойчивым и непроницаемым для чужаков.

Учтите, для квасного хлеба годится не любая мука: чтобы получить вязкое тесто, способное удерживать пузырьки углекислого газа, выдохнутого растущими дрожжами, нужен глютен. В пшеничном зерне глютена много, и потому из пшеничной муки получается восхитительно мелкоячеистый хлеб. А вот в ячменной муке глютена почти нет. Впрочем, для ячменя есть куда более заманчивое применение.

Дрожжи, размножающиеся в насыщенной кислородом среде — например, в тесте, — умеют расщеплять молекулы питательных веществ до углекислого газа (так же, как при метаболизме в организме человека). Но если дрожжи размножать при ограниченном поступлении кислорода, они лишь частично разлагают сахара, а вместо углекислого газа выделяют этанол (алкоголь), на этом и основано пивоварение. Бражники радуются алкоголю со дня его изобретения, но помимо этого у него есть еще море применений, и в интересах возрождения цивилизации вам стоит озаботиться его дистилляцией. Концентрированный этанол — отличное полностью сгорающее топливо (для спиртовой горелки или автомобилей на биотопливе), консервант и антисептик. А еще это прекрасный растворитель, в том числе для многих веществ, нерастворимых в воде, который помогает, например, экстрагировать химические соединения из растений для парфюмерии или фармакопеи. Если алкоголь некоторое время подержать на воздухе, он превратится в уксус, в чем убеждается каждый любитель вина, когда бутылка несколько дней простоит открытой. В жидкости поселяются новые бактерии, перерабатывающие этанол в уксусную кислоту: всем известный столовый уксус — это ее 5–10-процентный водный раствор, более крепкие растворы применяются для маринования.

В отличие от смешанного сообщества микроорганизмов в хлебной закваске чистая культура дрожжей, использу­емая в пивоварении, не может расщеплять молекулы сложных углеводов зерна, поэтому их сначала нужно превратить в поддающиеся сбраживанию сахара. Биологическая функция этих сложных углеводов — служить источником энергии для прорастающего растения, пока оно не зазеленеет. В какой-то момент в зерне активируются собственные механизмы их расщепления. Зерна ячменя (строго говоря, любого злака) погружают в воду и на неделю оставляют в теплом влажном месте прорастать, чтобы углеводы разложились до доступных сахаров (углеводная молекула — это длинная цепь сахарных блоков, связанных воедино). Потом зерна высушивают и немного поджаривают в сушильне, задавая цвет и вкус будущего сусла. Затем солод размельчают, разводят горячей водой, чтобы растворились все сахара, и процеживают, получая сладковатое сусло. Сусло кипятят, чтобы выпарить воду, повысить концентрацию сахаров и стерилизовать состав, расчистив территорию для бродильных микроорганизмов, которые добавляют после кипячения. На последнем этапе сусло остужают, заквасив дрожжами из прежнего завода, и оставляют бродить примерно на неделю.

Как можно скорее вам нужно добыть где-нибудь в супермаркете такой чрезвычайно полезный предмет, как бутылка пива: на ее дне вы найдете осадок живых дрожжей — ценную фауну, которую необходимо сохранить для потомства. Впрочем, дрожжи, пригодные для пивоварения, легко найти в окружающей среде, их культуру можно изолировать методом вроде описанного выше. Строго говоря, чистая дрожжевая культура, используемая сегодня в хлебопекарной промышленности, происходит от клеток, взятых когда-то из пены пивной закваски, и ее изолировали, применив такие микробиологические инструменты, как чашка Петри и микроскоп, с которыми вы познакомитесь в главе 7. В следующий раз, когда будете навеселе, помните, что ваш мозг слегка отравлен и ослаблен экскрементами одноклеточных грибов. Ваше здоровье!

Практически любой источник сахара (или углеводов, разобранных на сахара) можно сбродить в алкогольный напиток: мед, виноград, зерно, яблоки и рис превращаются соответственно в медовуху, вино, пиво, сидр и саке. Но вне зависимости от сырья брожение дает концентрацию алкоголя примерно в 12%, после чего клетки дрожжей, по сути, отравляются собственными этаноловыми отходами. Процесс очистки алкоголя до высокой концентрации путем сепарации этанола от воды и других составляющих мутной браги называется дистилляцией и тоже известен с поистине древних времен.

Как и экстрагирование соли из морской воды, сепарация алкоголя из водянистой браги основана на разнице в свойствах двух компонентов: в данном случае на том, что температура кипения этанола ниже, чем у воды. Дистиллировать спирт вы можете с помощью аппарата не сложнее того, на котором выкуривают свой самогон монгольские кочевники. Котел с брагой ставится на огонь, сверху на рейке устанавливается емкость для сбора, а над ними обоими — конический сосуд с холодной водой, и все это сверху покрывается общим кожухом. Брага кипит, этанол испаряется первым, его пар конденсируется на коническом днище сосуда с водой и стекает по нему в среднюю посудину. В современных лабораториях этот прототип воссоздают в виде системы специальных стеклянных емкостей, термометра — следить, чтобы температура пара не превысила 78 °C (точка кипения этанола), — и газовой горелки с регулируемой подачей воздуха. Производительность процесса можно повысить, применив ректификационную колонну — вертикальный цилиндр, начиненный стеклянными шариками. Проходя через него, испаряющаяся брага конденсируется и заново испаряется раз за разом, с каждым шагом повышая концентрацию алкоголя, затем готовый спирт собирают посредством охладителя с водной рубашкой.

Используем жару и холод

Давайте посмотрим, каким ценным при сохранении съестных продуктов может быть умение использовать температуру внешней среды, жар и холод.

Появившиеся очень давно технологии консервации продуктов — вяление, засолка, маринование, копчение — довольно эффективны, но часто меняют вкус пищи и не безупречны в плане сохранения всех питательных веществ. В начале XIX в. один французский кондитер предложил новый метод консервации: закупоривать продукты в стеклянные банки с притертой пробкой, запечатывать ее воском и ставить на несколько часов в горячую воду.

Вскоре вошли в обиход герметичные оловянные жестянки. Оловянные или покрытые оловом изнутри консервные банки мы используем и сейчас, поскольку олово — один из немногих металлов, который не разрушается под воздействием содержащихся в продуктах кислот.

Кстати, консервировать еду в банках люди могли начать на несколько столетий раньше. Скажем, искусные древнеримские стеклодувы могли бы изготовить герметично закрывающиеся сосуды, а уж граждане постапокалиптической Земли и по­давно без труда освоят закатывание провизии в жестянки.

Идея такого консервирования состоит в том, что нагревание уничтожает микроорганизмы, которые уже присутствуют в банке, а герметичная упаковка не допускает туда новых, которые могут испортить содержимое. Похожая процедура, называемая пастеризацией, предполагает деактивацию микроорганизмов и патогенов кратковременным нагреванием продукта до 65–70 °C. Особенно хороша пастеризация для молока: не сквашивая его, она помогает предотвратить заражение людей туберкулезом и желудочно-кишечными заболеваниями. Для надежного сохранения продукты, не подвергшиеся маринованию и не кислотные от природы, нужно закупоривать и нагревать до температуры выше обычной температуры кипения: при такой методике продукты стерилизуются и погибают даже устойчивые к перепадам температур споры микроорганизмов, в том числе ботулиновые.

Таким образом, высокая температура позволяет создать стратегический запас продовольствия на долгие годы. А что может холод?

С понижением температуры жизнедеятельность и размножение микроорганизмов замедляются — как и химические реакции, приводящие к прогорканию масла и подгниванию фруктов. Консервирующий эффект холода известен людям с давних времен. Китайцы уже 3000 лет назад запасали зимой лед, чтобы в течение всего года сохранять провизию в подземных ледниках, а в 1800-х гг. Норвегия была главным экспортером льда в Западную Европу.

Но искусственное создание холода — это выдающееся достижение современной технической цивилизации и гораздо более сложная задача, чем получение жара. Холодильный аппарат удобен для хранения скоропортящейся пищи и глубокой заморозки продуктов на долгое время, но также годится для хранения запасов крови в больницах и транспортировки вакцин, для кондиционирования воздуха в помещениях и для получения жидкого воздуха, из которого дистиллируется кислород. Мы довольно подробно рассмотрим устройство холодильника, потому что оно иллюстрирует интересный момент, касающийся внедрения технических новшеств, и показывающий, что цивилизация после апокалипсиса может пойти совсем другими путями, чем шла нынешняя.

Работа холодильной техники построена на том, что жидкости при испарении забирают необходимое для этой трансформации тепло из окружающей среды. Именно поэтому наш организм, когда ему нужно охладиться, выделяет пот, и примитивным прототипом холодильника может послужить запотевший глиняный горшок. Распространенный в Африке сосуд-холодильник состоит из неглазированной глиняной бадьи и накрывающегося крышкой глиняного сосуда чуть меньшего диаметра. Его ставят внутрь, а зазор между стенками двух посудин заполняют сырым песком. Влага, испаряясь из песка, отнимает тепло от внутреннего сосуда, так что в таком холодильнике фрукты и овощи, доставленные на рынок, не портятся неделю и дольше.

Все механические холодильники работают на том же принципе — управляемом испарении и реконденсации охлажда­ющего агента. Испарение (кипение) требует тепловой энергии; конденсация ее, напротив, высвобождает. Если испарение будет происходить в трубках внутри закрытого ящика, оно заберет из этого замкнутого пространства тепло, охладив положенные туда продукты, и отдаст его в окружающий воздух через черную решетку радиатора на задней стенке аппарата.

Практически все современные холодильники ускоряют этап конденсации — возвращение охладителя в жидкое состояние, чтобы его снова можно было испарить и отвести тепло из холодильной камеры, — при помощи электрического компрессора. Но есть и альтернативные методы, простейший из которых известен как абсорбционная холодильная установка (к изобретению одного из вариантов этой конструкции приложил руку сам Альберт Эйнштейн).

В этой системе охладитель, например нашатырный спирт, конденсируется без компрессии: ему просто дают раствориться (абсорбироваться) в воде. Чтобы возобновить цикл, водно-нашатырную смесь нагревают, дистиллируя нашатырь, у которого точка кипения гораздо ниже, чем у воды. Подойдет газовая горелка, электрический термоэлемент или просто солнечное тепло. Таким образом, абсорбционный холодильник использует для охлаждения тепло. Притом ему не нужен электромотор для компрессора, а значит, нет движущихся частей, снижается риск поломки и не нужно почти никакого обслуживания. А еще он работает бесшумно.

Если история — это просто «одна чертовщина за другой», то история техники — это изобретение чертовщины за чертовщиной: последовательность технических устройств, в которой каждое побивает своего предшественника. Но так ли это? Действительность редко бывает столь проста, и не надо забывать, что историю техники пишут победители: успешные новации создают иллюзию прямого и размеренного прогресса, а неудачные идеи забываются и растворяются во тьме. Но успех изобретения не всегда объясняется его функциональным превосходством над аналогами.

В истории техники компрессорная и абсорбционная системы появились практически одновременно, но компрессорный вариант оказался коммерчески успешным и сегодня лидирует. В значительной степени он обязан этим первым электрическим компаниям, которым очень хотелось обеспечить своему продукту растущий спрос. Так что нынешнее отсутствие абсорбционных холодильников (кроме газовых, которыми оснащаются жилые трейлеры, где решающее значение имеет способность оборудования работать без электричества) объясняется не тем, что их принцип менее удачен, а социальными и экономическими факторами. Распространение получают те продукты, которые сулят промышленникам бóльшую прибыль, а это в значительной степени зависит от существующей хозяйственной структуры. Короче, холодильник на вашей кухне гудит — то есть использует электрический компрессор, а не бесшумную абсорбционную установку — не потому, что эта конструкция лучше, а вследствие особенностей социально-экономической ситуации начала 1900-х гг., когда решалось, какая модель закрепится на рынке. Возрождающееся постапокалиптическое человечество вполне может двинуться другим путем.

Одежда

Мы видели, что керамическая посуда, применяемая для термической обработки пищи и для заквашивания, помогает работе человеческой пищеварительной системы как своего рода «внешний желудок», а мельничные жернова служат как бы продолжением наших коренных зубов. Одежда — еще один пример применения технологий для усиления биологических способностей нашего организма, она помогает сохранять тепло тела и тем самым дает нам возможность жить вдали от восточноафриканской саванны.

Еще 70 лет назад — в истории цивилизации это один миг — люди одевались только в натуральные материалы растительного и животного происхождения. Первая синтетическая ткань, нейлон, появилась лишь в годы Второй мировой войны, и для ее производства необходимы столь сложные химические процессы, что возрождающее после апокалипсиса сообщество довольно долго не сможет ими овладеть. Таким образом, существует глубинная связь между традиционной диетой человека и его носильными вещами: сельскохозяйственные животные и растения служат не только надежной пищевой базой, но и источником волокон, из которых прядутся нити и ткутся ткани, и шкур, превращаемых в кожаную одежду и обувь. Технологии прядения и ткачества лежат в основе многих важнейших функций цивилизации: это и веревки для увязывания, и стропы подъемных кранов, и канифас для корабельных парусов и мельничных крыльев.

Износив одежды, доставшиеся от прошлой цивилизации, возрождающееся человечество столкнется с необходимостью вновь добывать волокна в природе. Растительные источники — это, например, крепкие стебли конопли, джута и льна, листья сизаля, юкки и агавы и пух, в который обернуты семена хлопка или капка. Животные волокна дает шерсть практически любого шерстистого млекопитающего, хотя чаще всего используются овцы или альпака; в царстве насекомых главным источником волокна служит кокон бабочки Bombyx mori, тутового шелкопряда. В этом смысле и фетровая шляпа, и тонкое шелковое платье сделаны из белков, не так уж сильно отличающихся от бифштекса, а вот льняной пиджак или хлопчатобумажная рубашка — из того же материала, что и газета: из волокон целлюлозы, то есть связанных вместе молекул сахаров.

Что же нужно сделать, чтобы превратить комья натурального волокна, нащипанные с хлопчатника или состриженные с овцы, в одежду, без которой вам не выжить? Начнем с простейших, начальных технологий, а потом посмотрим, как их преобразила механизация, начавшаяся в конце XVIII столетия в ходе английской промышленной революции и изменившая мир. Говорить будем в основном о шерсти, которая в случае глобальной катастрофы останется доступной на гораздо более обширной территории, чем волокна хлопка и шелка.

После очистки от сора и растительных фрагментов срезанную шерсть промывают в мыльной воде, чтобы вымыть из волокон основную часть жира. Затем шерсть необходимо вычесать: ее несколько раз пропускают между двумя валиками с шипами, чтобы растеребить плотную массу и вытянуть ее в мягкий воздушный пласт распрямленных и уложенных в одном направлении волокон. Из этого полуфабриката, так называемой «ровницы», уже можно прясть.

Смысл прядения — превратить пух коротких волокон в длинную и прочную нить. Это можно сделать голыми руками: осторожно вытянув из ровницы клок спутанных волокон, сучите его в щепоти, превращая в нить. Но хотя эту операцию можно выполнять и так, без специальных инструментов она отнимет невероятное время, и, конечно, вам захочется как-то рационализировать и облегчить работу. Колесная прялка умеет выполнять обе важные функции: сучить ровницу в тонкую нить и сматывать нить в плотный клубок.

Большое колесо вращают рукой или ногой, посредством педали; ремнем или веревкой оно соединено с веретеном, которое вращается быстрее. Главный узел конструкции, рогульку на веретене, придумал около 1500 г. Леонардо да Винчи, и это одно из немногих его изобретений, которые были при его жизни воплощены в действующей модели. U-образная рогулька вращается немного быстрее веретена, и нить пробегает через несколько крючков вдоль одной лапки, соскальзывает с ее конца и наматывается на веретено. Это простое, но остроумное устройство одновременно прядет нить и сматывает ее в удобный для дальнейшего применения клубок. Но все же напрясть на колесной прялке достаточно пряжи — столь долгая работа, что исторически ею занимались только девочки-подростки или старые девы — пряхи.

Чтобы нить получилась крепче, можно свить ее из двух, при этом важно скручивать нити в направлении противоположном тому, в каком они прялись: тогда они естественно сплетутся вместе и потом не разовьются. Повторяя эту операцию, можно сплести веревку в руку толщиной, которая выдержит не одну тонну веса, и все это из шерстинок, поодиночке легко рвущихся и в длину не превышающих нескольких дюймов.

Но главное назначение пряжи — это все-таки изготовление ткани. Рассмотрите вблизи, как соткан материал одежды, которая сейчас на вас надета. Сорочки обычно шьют из тонкой ткани, поэтому лучше структура материала видна на шерстяном джемпере, футболке или грубых брюках типа джинсов. Множество разных типов плетения можно обнаружить в шторах и одеялах, простынях, покрывалах, пледах и коврах.

Сейчас мы не станем углубляться в детали, но вы должны уяснить, что любое полотно или материя состоит из двух систем нитей, проложенных перпендикулярно друг другу и последовательно сплетенных поочередным подныриванием одной под другую. Первая система, называемая основой, служит главным структурным элементом ткани и потому должна быть прочнее (берите двух-четырехниточную пряжу), чем утóк, нити которого пересекают параллельные жилы основы, связывая их воедино.

Ткут полотно на ткацком станке, важнейшая функция которого — удерживать нити основы туго и ровно натянутыми, а затем поднимать и опускать группы этих нитей, чтобы между ними пропустить уток. Простейший ткацкий станок состоит всего лишь из двух реек — одна привязывается к дереву, другая закрепляется на земле — между ними натягивается основа. Станок с горизонтальной рамой заметно сложнее.

Перед работой раму обвивают плотными строго параллельными оборотами нити, натягивая основу. Важнейшая часть станка — ремизки, устройство, позволяющее разделять нити основы, опуская и поднимая отдельные ряды (к этому мы скоро вернемся). Через просветы, сделанные ремизками, пропускается уток, затем приподнимается другой набор рядов, и уток возвращается — так проход за проходом плетется структура ткани.

От того, в какой последовательности поднимаются нити основы, зависит рисунок пропускаемого сквозь них утка и, значит, вид материи. Самый обычный тип — это полотняное переплетение, когда уток проходит над первой нитью и под второй по всей основе, создавая равномерную решетку из переплета­ющихся ячеек: так традиционно ткут льняные ткани. Достичь этого позволяет следующая конструкция ремизки: длинная планка с чередующимися круглыми отверстиями и узкими открытыми прорезями, через которые идут нити основы. Когда эта жесткая планка поднимается или опускается, вместе с ней ходят только те нити основы, что попали в отверстия, а те, что попали в длинные прорези, остаются неподвижны, а ремизка движется, не задевая их, и пропускает уток то над, то под ниткой основы.

Более сложные виды переплетения требуют более сложных типов ремизок, чем сплошная жесткая планка. Есть, например, такая весьма гибкая система, как ряд бечевок, укрепленных на поперечине, имеющих на одной и той же высоте нескользящую петлю или планку с металлическим ушком, так что при подъеме поперечины вверх идут только те нити, которые пропущены через ушки планок. Нити основы разбиваются на группы, каждой из которых управляет своя подъемная поперечина, и чем сложнее переплетение, тем больше нужно таких отдельных поперечин, управляющих ремизками, чтобы точно выдерживать последовательность качаний для нитей основы. Например, при саржевом переплетении уток за одно так называемое перекрытие проходит над несколькими нитями основы подряд, причем перекрытия идут по рядам зигзагом, отчего на ткани получается диагональный рубчик. Относительно небольшое число сплетений, в которых пересекаются уток и основа, придает саржевым тканям эластичность и удобство в носке, а кроме того, позволяет уложить нити плотнее, поэтому материал выходит прочнее и долговечнее. Например, джинсовая ткань деним — это саржа 3/1, то есть уток проходит под тремя нитками основы и затем над одной.

Но одеваетесь ли вы в кожу или тканую материю, их еще нужно надежно закрепить на теле. Отбрасываем застежки-молнии и липучки как слишком сложные для изготовления возрождающейся цивилизацией, и легко расстегиваемых застежек у вас остается немного. Лучшее из таких низкотехнологичных решений ныне распространено повсеместно, но до него не додумалась ни одна из древних, в том числе классических, цивилизаций. Удивительно, но самая обычная пуговица стала в Европе обиходным предметом только в середине 1300-х гг. Но Востоке пуговиц вообще не знали, и японцы пришли в полный восторг, увидев их у португальских купцов в XVI в. При всей простоте этого изобретения возможности, создаваемые скромной пуговицей, меняют многое. С простым в изготовлении и быстрым в применении механизмом застегивания одежду не обязательно кроить свободной и бесформенной, чтобы ее было легко надевать и снимать через голову. Теперь ее можно надеть и уже потом застегнуть спереди — такую одежду можно шить по фигуре, удобной в носке. Это была настоящая революция в дизайне одежды.

В дальнейшем, когда постапокалиптическое человечество начнет разрастаться, возникает необходимость в автоматизации однообразных и трудозатратных операций, требующихся для выделки тканей. Производительность нужно будет повышать, а трудозатраты минимизировать. Вы обнаружите, однако, что автоматизировать отдельные процессы — чесание, прядение, ткачество — и применить механическую силу вообще будет много сложнее, чем, например, при помоле зерна или толчении пульпы для бумаги. Выделка тканей включает ряд весьма тонких операций, требующих проворных движений пальцев: скажем, прясть тонкую нить без обрывов; в других случаях, например при ткачестве, предполагается сложная последовательность действий, каждое из которых должно происходить в нужный момент. С помощью примитивных механизмов сносно воспроизвести эти процессы вряд ли получится.

Важнейшим усовершенствованием простого ткацкого станка, который я описал выше, стало изобретение челнока-самолета. Самый простой способ протянуть нити утка сквозь «зев» между поднятыми и опущенными нитями основы — передавая катушку из руки в руку с края на край рамы станка. Но эта технология долгая, к тому же она ограничивает ширину полотна: не шире размаха рук ткача. Челнок-самолет — это моток нити, спрятанный в тяжелый блок в форме кораблика, который особым тяжом перекидывается с края на край полотна по гладким направляющим, разматывая за собой уток. Это новшество не только позволяет ткачу работать с существенно большей шириной основы, оно значительно ускоряет процесс ткачества и дает возможность полностью механизировать станок, привести на него энергию водяного колеса, парового двигателя или электромотора, а тогда один ткач сможет обслуживать сразу много машин. Первые механизированные станки могли пробросить уточную нить за секунду, а современные бросают уток через основу со скоростью более 100 км/ч.

Одновременно с производством продовольствия и одежды приоритетной задачей в постапокалиптическом мире станет восстановление снабжения естественными и искусственными материалами, необходимыми для существования развитого общества. И здесь пережившим катастрофу тоже надо научиться создавать эти вещества самим, а не собирать их с трупа погибшей цивилизации. Так что поговорим о том, как с нуля построить химическую промышленность.