Обсуждение
Быстрая проверка
Исследовательское задание
До замены конечным источником движущей силы был поток текущего фотосинтеза: корм выращивался на пахотных землях и был ограничен их площадью, сезоном и циклом размножения скота, а сами животные потребляли значительную часть урожая, поэтому объём чистой энергии, доступной обществу, был ограничен. После замены источником движущей силы стал запас солнечной энергии, накопленный в геологические эпохи в подземных угольных пластах, который можно высвобождать за короткий срок, не занимая пахотных земель;动力 может быть непрерывным, мобильным и централизованно размещаемым. Таким образом, изменился не «более удобный инструмент», а общий объём доступной энергии и способ её использования. Критерии оценки: чётко указать переход источника от потока биомассы к ископаемому запасу; показать смену ограничений с пахотных земель и скота на месторождения, добычу и транспортировку; объяснить разницу в мощности и способах размещения.
Возможные возражения: в этом районе как раз имелись легкодоступные угольные пласты и подходящие условия транспортировки; цены на топливо и стоимость рабочей силы делали паровую машину выгодной; существовал стабильный рыночный спрос и поддержка капитала; имелись соответствующие права собственности, законодательство и накопленный технологический опыт. Проверку можно начать со сравнения: выяснить, происходила ли аналогичная замена движущей силы в районах с бедными угольными запасами или дорогим топливом; проследить, менялась ли скорость внедрения паровых машин при изменении цен на топливо или стоимости перевозок. Критерии оценки: различать наблюдаемые свидетельства и предположения; не делать вывод о всеобщем неизбежном законе на основании опыта одного региона; признавать, что это суждение остаётся требующим дальнейшего обсуждения объяснением, а не доказанным фактом.
Цель обучения: объяснить, почему промышленная революция по своей сути является революцией преобразования энергии.Если понимать промышленную революцию как «последовательное изобретение ткацкого станка, паровой машины и поезда», легко упустить главную нить, проходящую через всё это: откуда именно берётся энергия, которой общество приводит в движение производство.
В доиндустриальную эпоху движущая сила происходила из потока энергии, ежегодно достигающего Земли от Солнца: мускулы человека и тягловый скот — из пищи и корма, созданных фотосинтезом, а водяные и ветряные мельницы — из потоков воды и ветра, приводимых в движение солнечной энергией. Они кажутся весьма разнообразными, но ни один из них не является ископаемым запасом, накопленным в геологические эпохи. Человек устойчиво развивает лишь около 0,05–0,1 кВт; тягловый скот — не более нескольких сотен ватт; к тому же сами животные съедают огромное количество корма, выращенного на пахотных землях. Объёмчистой энергии, которым общество могло свободно распоряжаться, поэтому надолго оставался ограничен площадью пахотных земель, сезонностью и циклом размножения скота, и накопление его устойчивого роста было крайне затруднено.
Переломный момент промышленной революции состоял в том, что люди начали в больших масштабах добывать и сжигать ископаемое топливо, высвобождая за считанные десятилетия запас солнечной энергии, накопленный за сотни миллионов лет. С изменением источника энергии механическая сила впервые вырвалась за пределы мощности живых организмов.
Ключевой прорыв паровой машины состоял в превращении химической энергии угля в непрерывную, мобильную и централизованно размещаемую механическую силу: одна машина выдавала мощность, равную десяткам и даже сотням лошадиных сил, и при этом вовсе не занимала пахотных земель. Так «поток» превратился в «запас».
| Критерий сравнения | Биоэнергетическая система | Ископаемая энергетическая система |
|---|---|---|
| Источник энергии | Поток текущего фотосинтеза: пища, корм, дрова | Запас солнечной энергии, накопленный в геологические эпохи: уголь, нефть |
| Основные ограничения | Площадь пахотных земель, сезонность, цикл размножения скота | Распределение месторождений, возможности добычи и транспортировки, капитал и институциональные условия |
| Порядок мощности одной установки | Человек — около 0,05–0,1 кВт; тягловый скот — не более нескольких сотен ватт | Одна паровая машина — от десятков до сотен лошадиных сил |
| Занимает ли пахотные земли | Да, сам корм требует продукции с земли | Нет, топливо добывается из-под земли |
| Возможность концентрации и перемещения | Ограничено рельефом, водными источниками, ветровым режимом и организацией работы скота | Силовую установку можно вместе с топливом переместить туда, где она нужна |
Смысл этой сравнительной таблицы в том, чтобы абстрактное выражение «преобразование энергии» свелось к проверяемым различиям: изменился не уровень «ума» машин, а одновременно общий объём доступной энергии и способ её использования.
Возьмём для примера откачку воды в шахте: ранняя паровая машина заменила водяное колесо, приводимое лошадьми, и одна лишь установка выполняла работу по откачке, для которой прежде требовались десятки лошадей, работавших посменно, а этим лошадям нужны были обширные поля для корма. Лишь когда источник энергии сменился с «продукции земли» на «подземные угольные пласты», масштабы горного дела, металлургии и текстильного производства смогли одновременно совершить прорыв.
Но энергия сама по себе не образует完整的 движущей силы: она должна сочетаться с освоением сырья — уголь, железо, кокс и паровая энергия образуют взаимно усиливающийся цикл «технология — ресурсы», в котором механизированная добыча, металлургия и транспорт питают энергией друг друга.
Перемены в сельском хозяйстве также происходили в тот же период и дополняли этот процесс. До индустриализации сельского хозяйства бóльшая часть продовольствия, производимого на полях и фермах, потреблялась самими крестьянами и тягловым скотом, и лишь небольшая доля могла прокормить ремесленников, учителей и чиновников; поэтому крестьяне почти во всех обществах составляли более девяноста процентов населения. По мере индустриализации сельского хозяйства всё меньше людей могло прокормить всё большее число рабочих и служащих — например, в современных США лишь около 2 % населения занято в сельском хозяйстве, но этого хватает, чтобы прокормить всю страну и экспортировать излишки зерна. Именно эти высвободившиеся массы рабочей силы, поглощённые фабриками и конторами, заставили цикл энергии и сырья действительно вращаться; иначе, сколько бы ни было энергии, не хватало бы людей, управляющих машинами и организующих производство.
Благодаря этому экономический рост впервые получил возможность вырваться из ловушки «убывающей отдачи населения и земли»: непрерывный рост вложений энергии поддерживал устойчивое повышение выпуска на душу населения и создал материальную предпосылку для последующего индустриального сельского хозяйства и общества потребления. Когда производство впервые превысило спрос, новым вопросом стало «кто же будет покупать эту продукцию», и на сцену вышла этика потребительства.
Погрешность нарратива, о которой стоит помнить: описывать этот сдвиг как «неизбежное торжество человеческого разума» — значит упускать, что он зависел от конкретных условий залегания угля, цен на топливо и перевозку, колониальных рынков, накопления капитала и институциональных механизмов. В регионе с бедными угольными запасами и дорогим топливом та же технология может и не прижиться. К тому же энергетический дивиденд сопровождается экологическим ущербом и издержками трудовой этики — это суждение, требующее дальнейшего обсуждения, а не доказанный окончательный вывод.
Сравнительная схема: сопоставление энергоотдачи и масштабов производства при мускульной силе человека, тягловом скоте и паровой энергииРассмотрите сравнительную схему на рисунке: сопоставление энергоотдачи и масштабов производства при мускульной силе человека, тягловом скоте и паровой энергии. Подумайте, как она связана с тем, что «традиционное производство опиралось главным образом на человеческую и тягловую силу и биомассу».
