Впервые паровая машина нашла свое практическое применение в качестве замены одной из наиболее отвратительных форм использования труда человека или животного: откачки воды из шахт. В лучшем случае раньше эта работа производилась рабочим скотом, грубыми машинами, приводимыми в движение лошадьми. В худшем случае, как на серебряных рудниках Новой Испании, – трудом рабов. Откачка воды из шахт представляет собой такую работу,
[с.145]
которая никогда не имеет конца и которую никогда нельзя прервать, не рискуя навсегда разрушить шахту. Применение паровой машины, заменившей этот рабский труд, очевидно, следует рассматривать как большой гуманный шаг вперед.
Однако рабы не только откачивали воду из шахт, они также тянули нагруженные речные барки вверх по течению рек. Вторым крупным триумфом паровой машины было изобретение парохода, и в частности речного парохода. Паровая машина на море в течение многих лет была лишь обладавшим сомнительной ценностью дополнением к парусам, которые имелись у всех морских пароходов, однако именно использование паровой машины при плавании по реке Миссисипи позволило открыть внутренние области Соединенных Штатов. Подобно пароходу, паровоз начал применяться там, где он теперь умирает, – в качестве средства для перевозки тяжелых грузов.
Следующей областью, где – возможно, немного позднее, чем в области тяжелого труда шахтеров, и одновременно с революцией на транспорте – дала себя знать промышленная революция, была текстильная промышленность. Текстильная промышленность в то время была уже отсталой отраслью. Даже до изобретения механического веретена и механического ткацкого станка условия работы прядильщиков и ткачей оставляли желать много лучшего. Объем продукции, которую они могли выпустить, намного отставал от потребностей дня. Едва ли возможно представить, что переход к машине мог бы ухудшить условия труда прядильщиков и ткачей, однако этот переход действительно ухудшил их.
Начало развития текстильного машиностроения восходит к периоду, предшествовавшему появлению паровой машины. Чулочный станок существовал в форме станка, приводимого в действие руками почти со времен королевы Елизаветы. Прядильный станок вначале был необходим для того, чтобы получать основы для ручных ткацких станков. Полной механизации текстильной промышленности, охватывающей как ткачество, так и прядение, до начала XIX века не было. Первые текстильные машины предназначались для обслуживания ручных операций, хотя использование конной тяги и водной энергии последовало очень быстро вслед за этим. Однако одним из побуждений к созданию машины Джемса Уатта, в отличие от машины
[с.146]
Томаса Ньюкомена, было желание получить необходимую для текстильной промышленности энергию в форме вращения.
Текстильные фабрики послужили моделью почти для всего хода механизации промышленности. В социальном отношении механизация текстильной промышленности положила начало передвижению рабочих из дома на фабрику и из деревни в город. Эксплуатация детского и женского труда осуществлялась в таких размерах и в такой жестокой форме, что в настоящее время это трудно представить, то есть если мы забудем о южноафриканских алмазных рудниках и общих условиях труда на плантациях почти в каждой стране. Большая часть этой эксплуатации обусловлена тем фактом, что новая техника вызывает к жизни новые обязанности в то время, когда не существует никакого кодекса, регулирующего их. Однако эта фаза имела скорее техническое, чем моральное значение. Говоря это, я имею в виду, что очень многие бедственные последствия и фазы раннего периода промышленной революции были обусловлены не столько отсутствием какой-либо моральной чуткости или беззаконными поступками, а известными техническими чертами, присущими первым средствам индустриализации и более или менее отходящими в тень в позднейшей истории технического развития. Эти решающие технические детерминанты направления развития, принятого ранней промышленной революцией, заключаются в самой природе первых источников паровой энергии и в се передаче. В сравнении с современным стандартом паровая машина использовала топливо очень неэкономично, хотя это не столь важно, как могло бы показаться, если учесть тот факт, что первые паровые машины не имели себе конкурента в виде более близко” современному типу паровой машины. Однако использование первых паровых машин было более экономично скорее в широком, чем в небольшом масштабе. По сравнению с машиной-двигателем текстильные машины – ткацкий или прядильный станки – являются сравнительно легкими машинами и потребляют немного энергии. Поэтому экономически выгодно было собрать эти машины на крупных фабриках, где много ткацких станков и веретен приводится в движение одной паровой машиной.
В то время единственными доступными средствами передачи энергии были механические средства. Первым
[с.147]
среди этих механических средств была линия приводных валов, дополненная приводными ремнями и блоками. Даже во времена моего детства типичным видом фабрики был вид огромного ангара с длинными линиями валов, подвешенных на балках, и блоками, соединенными ремнями с отдельными машинами. Такого рода фабрики существуют до сих пор, хотя во многих случаях они вытесняются современными предприятиями, где каждая машина приводится в движение отдельным электромотором
В самом деле, эта вторая картина является типичной в настоящее время. Профессия слесаря-монтера приобрела совершенно новую форму. Это представляет собой важный факт, имеющий отношение ко всей истории изобретений. Именно эти слесари-монтеры и другие представители новых профессий машинного века могли сделать те изобретения, которые лежат в основе нашей патентной системы. В настоящее время механическое соединение машин влечет за собой очень серьезные трудности, которые не так легко выразить какой-нибудь простой математическом формулой. Во-первых, длинные линии передаточных валов либо необходимо установить в точные соотносительные положения, либо необходимо применять простые способы соединений, как, например, универсальные шарниры или параллельные соединения, которые обеспечивают известную надежность работы. Во вторых, длинные линии опор, необходимые для таких валов, вызывают очень высокий расход энергии. В отдельной машине вращающиеся и качающиеся части подчинены подобным требованиям устойчивости и необходимости сократить по возможности число опор в целях снижения расхода энергии и упрощения производства. Эти предписания не легко выполнить на основе общих формул, и они предоставляют блестящую возможность для изобретательства и новаторства старомодного ремесленнического толка.
Именно в виду этого факта переход в технике от механических систем к электрическим имел большие последствия. Электрический мотор обеспечивает такой способ распределения энергии, который очень удобен для конструирования моторов небольших размеров, с тем чтобы каждая машина могла иметь свой собственный мотор. Потери передачи в электропроводке фабрики сравнительно невелики, а эффективность самого мотора сравнительно высока. Соединение мотора с его проводкой не обязательно жесткое и
[с.148]
не состоит из многих частей. До сих пор соображения транспортировки и удобства могут вынуждать нас сохранять обычаи устанавливать различные машины производственного процесса на одной фабрике, однако необходимость подключения всех машин к единому источнику энергии больше уже не является серьезным основанием для географической близости. Иначе говоря, теперь мы в состоянии возвратиться к надомничеству в тех местах, где в другом отношении оно было бы уместно.
Я не хочу настаивать, что необходимость в механической трансмиссии была единственной причиной таких ангарных фабрик и вызванной ими деморализации. В самом деле, фабричная система возникла до машинной системы как средство установления дисциплины в совершенно недисциплинированном паломничестве и для поддержания стандартов продукции. Правда, эти немеханизированные фабрики очень скоро были вытеснены механизированными, и, вероятно, все дурные социальные последствия скопления населения в городах и обезлюдивание деревень связаны с машинной фабрикой. Более того, если бы с самого начала имелся двигатель незначительной мощности и если бы этот двигатель мог увеличить производительность труда работавшего на дому рабочего, то весьма вероятно, что в таких надомных отраслях промышленности, как прядение и ткачество, можно было бы в значительной степени добиться организации и дисциплины, необходимых для успешного массового производства
Но каковы бы ни были наши желания, сейчас каждая отдельная машина может включать в себя собственный двигатель, который дает энергию в нужном месте. Это во многом освобождает констриктора от необходимости изобретать механические конструкции, которые в противном случае он был бы вынужден изобретать. В электромеханических конструкциях сама лишь проблема соединения частей редко вызывает большие трудности, не поддающиеся простому математическому формулированию и решению. Изобретателя системы передач вытеснил вычислитель цепей. Это является примером того, каким образом искусство изобретении обусловливается существующими средствами.
В третьей четверти прошлого столетия, когда электромотор был впервые использован в промышленности, вначале полагали, что он является не чем иным, как еще одним
[с.149]
механизмом для приведения в движение существующей промышленной техники. Вероятно, в то время и не предвидели, что его конечным следствием будет возникновение новой концепции фабрики.
Другое подобное великое электротехническое изобретение – изобретение электронной лампы – имело аналогичную историю. До изобретения электронной лампы для регулирования системы большой мощности требовалось много отдельных механизмов. В самом деле, большинство регулирующих средств сами потребляли значительную энергию. Были отдельные исключения, но только в специальных областях, как, например, в управлении кораблями.