В научном плане идея тоже оправдалась. На протяжении следующего столетия приоритетное развитие в области физики и химии получила термодинамика — наука об энергии и теплоте. Тема энергии занимает важное место в науке и возникает в самом разном контексте, так что ученым нужен стандарт, позволяющий оценивать быстроту поглощения и выделения энергии в различных процессах. Единица лошадиной силы прекрасно справлялась с этой задачей. Но мало кто из ученых знал, что эта единица возникла в рамках маркетингового плана Джеймса Уатта.
Заметим, что по мере развития термодинамического подхода для анализа таких новых объектов, как световые и магнитные поля, стала очевидна абсурдность названия «лошадиная сила» — как будто кто-то по-прежнему пытался впрячь старушку Бесси в новые машины. В 1882 г. физики согласились с необходимостью введения новой универсальной единицы мощности, которая в одинаковой степени применима для описания ламп, холодильников или устройств для подъема воды с помощью огня. Новую единицу назвали ваттом.
Однако при жизни Уатта пар так и не стал универсальным источником энергии. Отчасти это объясняется тем, что изобретатель тратил невероятное количество сил, преследуя в судебном порядке нарушителей своего патентного права (он называл их «детьми Сатаны» и на законном основании усадил некоторых в тюрьму). Но справедливости ради нужно сказать, что в недостаточной скорости развития паровых двигателей виноват и сам Уатт. Некоторые его современники пытались усовершенствовать громоздкий двигатель и применить его, например, в судоходстве. Но, вместо того чтобы обрадоваться этой идее, Уатт боролся с изобретателями, используя каждую букву закона. В 1784 г. талантливый инженер с фабрики Болтона Уильям Мёрдок создал модель паровоза, так вот Уатт и Болтон уговорили его прекратить работу. Известный врач и член Лунного общества Эразм Дарвин, проделывавший тысячи километров в год по ухабистым дорогам Англии (и отбивший себе крестец), однажды начертил проект автомобиля с паровым двигателем. В конечном счете идею запатентовал Уатт — в значительной степени для того, чтобы не дать другим осуществить этот проект.
Однако никакие попытки Уатта перегородить дорогу прогрессу не смогли остановить развитие паровых двигателей. Пар настолько динамичен и мощен, что инженеры просто не могли его не использовать. И, отдавая должное Уатту, заметим, что его двигатель в первоначальном виде действовал еще три четверти века после смерти изобретателя. Подумайте, сколько компьютеров и других технологий сменили друг друга лишь за последние 25 лет, и вы сможете оценить значительность изобретения Уатта.
Паровой двигатель Уатта оказался настолько мощным инструментом, что изменил жизнь всего английского общества. Теперь производства не были привязаны к воде и могли перемещаться в города, увлекая за собой миллионы рабочих (в середине XIX в. Англия стала первой в мире страной, где городских жителей было больше, чем сельских). Женщины и дети тоже шли работать на производство, и появился новый слой общества — средний класс. В отличие от Франции, история которой прошла через кровавую революцию, английское общество перестраивалось за счет развития промышленности, и не последняя заслуга в этом принадлежит Джеймсу Уатту.
Хотя в XIX в. пар наконец-то стал источником энергии в самых разных сферах жизни, для некоторых целей более подходящими оказались другие газы. Например, для создания взрывчатых веществ.
На протяжении многих столетий человечество знало лишь одно взрывчатое вещество — порох, смесь углерода, серы и нитратов. При сгорании эти три компонента взаимодействуют между собой следующим образом: 3C (твердое вещество) + S (твердое вещество) + 2KNO3 (твердое вещество) → N2 (газ) + 3CO2 (газ) + K2S (твердое вещество). Не будем углубляться в детали, лишь заметим, что в левой части уравнения фигурируют шесть молекул твердых веществ, а в правой — пять молекул, четыре из которых являются газами. Именно эти газы толкают пули и шрапнель.
Однако четыре молекулы газа из шести молекул исходного материала — не так уж много, и в 1846 г. итальянский химик Асканио Собреро нашел замену пороху. Как большинство настоящих химиков того времени, Собреро был азартен и любил работать с опасными материалами. К примеру, он кидал в кислоту различные вещества, такие как каучук или лактоза, просто чтобы посмотреть, что получится. Однажды он провел такой эксперимент с глицерином (молекула из разряда сахаров), который он вливал в смесь азотной и серной кислот. Он получил бледно-желтую жидкость, по виду напоминавшую оливковое масло. Поскольку в результате реакции к молекуле глицерина присоединялись нитрогруппы (—NO2), Собреро назвал новое соединение нитроглицерином (C3H5O9N3).
Чтобы изучить свойства нового соединения, Собреро поместил одну капельку в запаянную пробирку и подержал над пламенем. Через мгновение его лицо и руки осыпали осколки стекла. Взрыв пробирки легко объяснить, если взглянуть на уравнение реакции: 4C3H5O9N3 (жидкость) → 6N2 (газ) + 10H2O (газ) + 12CO (газ) + 7O2 (газ). Таким образом, из четырех молекул жидкого нитроглицерина получается целых 35 молекул газа — фантастический выход! Более того, это происходит практически мгновенно*, за миллионную долю секунды (для сравнения замечу, что порох взрывается за несколько тысячных долей секунды: если бы взрыв пороха длился час, взрыв нитроглицерина закончился бы за четыре секунды). Теперь ученые знают, что именно скорость реакции делает взрывчатые вещества такими смертельно опасными. В пересчете на единицу массы в химических связях таких веществ, как бензин, уголь и даже сливочное масло (!), содержится больше энергии, чем в химических связях молекул большинства взрывчатых веществ, но взрывчатые вещества высвобождают ее быстрее. Кроме того, превращаясь в газ, взрывчатые вещества распространяют эту энергию вокруг себя, и бо́льшую часть повреждений вызывают именно газы.
Собреро попытался продать свою сладкую бомбу итальянскому правительству, но предложение было отклонено: при испытаниях нитроглицерин показал себя слишком сильным разрушителем. Нитроглицерину, наверное, все равно нашлось бы применение, если бы не еще одна его особенность — чрезвычайное непостоянство. Как обнаружил Собреро, под действием тепла он взрывается. Но иногда сгорает без взрыва или взрывается без воздействия тепла — просто от сильного удара или почти спонтанно, как мистер Крук у Диккенса. Из-за этой непредсказуемости нитроглицерин был слишком опасным веществом для рутинного применения — и невероятно привлекательным для азартных химиков. Они думали о нем, кружились вокруг него, пытаясь его приручить. И хотя эти исследования продолжались 20 лет, в конце концов один неудачливый швейцарец по имени Альфред Нобель смог это сделать.
Отец Альфреда Нобеля, Эммануэль Нобель, занимался производством пушечных ядер, минометов, торпед и других орудий войны, но в периоды мира семья частенько голодала. Из-за пожара на заводе, случившегося в 1833 г., как раз когда родился Альфред Нобель, отец обанкротился. Позже ему удалось убедить русское военное командование поручить ему производство морских мин, и в 1842 г. вместе с женой и четырьмя детьми он перебрался из Стокгольма в Санкт-Петербург. Должно быть, это было нелегким путешествием для слабого Альфреда, страдавшего от бесконечного кашля и проблем с сердцем и пищеварением. Не имея возможности развиваться физически, мальчик увлекся учебой и преуспел в языках: он свободно владел немецким, английским, французским, итальянским и русским. Ввиду способности к языкам он пытался сочинять, но отец подталкивал его к изучению наук, и он послушно занялся химией, хотя и без особой страсти. Все изменилось в один прекрасный день, когда его учитель в Санкт-Петербурге стал показывать опыты. Он поместил на наковальню капельку вещества, напоминавшего оливковое масло, и попросил всех отойти подальше. Эксперимент не выглядел опасным, и все меры предосторожности, должно быть, вызвали у мальчиков только смешки. А затем учитель ударил по наковальне молотом.
