НА ПРОТЯЖЕНИИ многих тысячелетий единственным источником энергии, которым располагал человек, 0|,|но его собственное тело, его мышцы и мускулы. Хотя сегодня выдвигаются предположения о том, что в архаичных обществах Пыли гораздо большими возможности прямого воздействия чело­века на внешний мир силой воли и мысли (например, перемеще­ния предметов с помощью телекинеза), эти экстравагантные ги­мн юзы пока не нашли должного подтверждения в исторической науке. Способность останавливать светила силой слова и пере­двигать верой горы остается чудом, не имеющим отношения к иГм. іденной жизни.

В каком-то смысле человек сам является источником энер - ■ нм, используемой для хозяйственных нужд, а точнее, наверное, непосредственным "преобразователем" энергии". Согласно пер­вому началу термодинамики, энергия не создается и не исчезает. Когда энергия используется человеком для каких-то целей, то Меняются ее виды, например, из тепловой она преобразуется в механическую. В ходе такого преобразования часть энергии все - I па теряется, рассеивается. Человек, потребляя в виде пищи 2500- 1(100 ккал ежедневно, способен с помощью своих мускулов со­вершить механическую работу, эквивалентную 500-600 ккал. Та­ким образом, коэффициент полезного действия человека оказы - ипегся равным приблизительно 20%. Между прочим, больше, чем у лошади (ее КПД около 10%) и значительно больше, чем у бы - [2]

Эта сравнительная оценка дана французскими исследовате­лями Ж. Дебейром, Ж. Делижем, Д. Эмери; она совпадает с расче­тами американского автора Ф. Коттрелла, утверждавшего, что средняя эффективность человека, как существа, преобразующего энергию, составляет 20%. Значит, каждые 100 калорий потреб­ленной пищи обеспечивают выход энергии его мускульных сил, эквивалентный 20 калориям2.

Конечным источником энергии, поступающей в организм человека, является солнце: растения, которые служат источником питания, поглощают и преобразуют солнечную энергию (получе­ние человеком энергии солнца и космоса напрямую, в виде "пра- ны", убедительно не доказано).

В течение длительного времени в реальном топливно - энергетическом балансе человечества (его, конечно, никто не рассчитывал), энергия, получаемая от человека, играла заметную роль. Отношение к человеку только как к "преобразователю энер­гии" ставило вопрос о том, какое "топливо" (питание) для этого "двигателя" наиболее эффективно.

В XVIII-XIX веках для рабовладельцев Южной и Северной Америки он был вполне практическим, причем тогда существо­вал определенный выбор, чем именно кормить рабов. Как извест­но, во многих странах предпочтение отдавалось бобовым.

Выбирать наиболее эффективный источник питания прихо­дилось не только рабам, но и свободным.

Вплоть до XVIII в. подавляющее большинство населения Земли питалось преимущественно растительной пищей; так в начале XVII в. в потреблении бедняков Генуи доля хлеба состав­ляла свыше 80%3.

Из всех злаков наиболее эффективным источником питания для человека веками был рис, что объясняется качеством протеи - [3] [4] ми н богатым составом аминокислот в рисе, но не только этим. Рис давал хорошие урожаи даже иа плохих почвах (если было тктаточно влаги), мог выращиваться на одном и том же поле много лет подряд. Кроме того, вегетационный период ряда сор­ит риса значительно короче, чем у пшеницы. Со времен дина­рі ни Тан в Китае (618-907 годы н. э.) предварительное вырагцива - миг рассады риса (перед посадкой в почву) позволяло собрать на і мімом поле 2-3 урожая в год4.

В начале XVIII в. в ряде стран Западной Европы крестьяне і ці ли выращивать картофель, урожайность которого была выше, чгм у зерновых, а энергозатраты на производство - ниже. Карто­фель становился "вторым хлебом" (а иногда и первым). Именно ним обстоятельством, переходом к картофелю, ряд исследовате - т-И объясняет быстрый рост народонаселения в Великобритании (удвоение за 50 лет с 1750 по 1800 год) и Франции (рост на 50% ы ют же период)5.

По мнению Ф. Броделя, "человек со своими мышцами пред - I пшляет отнюдь не лучший двигатель, его мощность, измеренная в лошадиных силах (подъем 75 кг иа один метр за секунду), ни - •пмжна - между тремя и четырьмя сотыми лошадиных сил про - ІШІ 25-27 сотых лошадиной силы у упряжной лошади"6. Однако іругие исследователи дают оценки "мощности" человека, не со - іллсующиеся с этой - Ф. Бродель, возможно, занижает потенциал мускульно-мышечной системы человека; 0,03-0,04 лош. силы, по 11)1 расчетам, слишком мало.

Еще в 1923 г. С. Г. Струмилин исходил из того, что средняя мшцность" взрослого работника мужчины при нормальном пи - Ініїїіи (4000 калорий в сутки) не превышает 1/12 - 1/15 лош. си - [5]

лы. а в отдельных случаях она может доходить до 0,2 и даже 0,25 лош. силы, но таких работников очень мало[6].

По оценке французского исследователя Ж. Жемпеля, с кото­рой солидаризуется В. А. Мельянцев, мужская рабочая сила имела среднюю энергетическую мощность, равную 0,06-0,07 эталонной лошадиной силы[7], этот показатель приблизительно совпадает с тем, что в свое время рассчитал С. Г. Струмилин.

Во всех случаях человек, если рассматривать его только как "преобразователя" энергии, в принципе может быть заменен иным "преобразователем". Раньше всего функцию "замещения" стали выполнять домашние животные. Альтернативность в выбо­ре источников энергии ставит вопросы об их сравнительной эф­фективности; на практике предпочтение часто отдавалось рабам.

В научной литературе существует достаточно широкий разброс ‘ оценок, сопоставляющих энергетический потенциал человека и тягловых животных.

Ф. Бродель ссылается на автора XVIII в. Форэ де Белидора, утверждавшего, что для выполнения работы одной лошади тре­бовалось семь человек. Эта оценка совпадает с данными Э. Ашера, приведенными в исследовании, опубликованном в 1941 г.[8] Ж. Жемпель и В. А.Мельянцев полагают, что разрыв в энерге­тической мощности собственных сил человека и лошади - более чем десятикратный[9].

Однако, если сравнивать не энергетическую мощность в расчете на единицу затрат пищи в калориях, а результаты труда,

■к-попек оказывается, как правило, эффективнее тягловых живот­ных.

В конце 1940-х - начале 1950-х годов Оскар Льюис провел исследование, целью которого было сопоставить два способа производства кукурузы с точки зрения энергозатрат: мотыжный и плужный, в качестве тяглового животного использовались быки, •нсмеримент проводился в мексиканской деревне Тепоцтлан, где она этих способа реально применялись. Как оказалось, выращи-

........ кукурузы вручную с помощью мотыги требует в 3 раза с

лишним больше рабочего времени, чем при применении плуга: в нервом случае требовалось в среднем 165 человеко-дней на гек - I ар, во втором - лишь 50 дней. Выяснилось, однако, что урожай­ность при обработке земли мотыгой вдвое выше, чем при обра­ної ке плугом. Человек - по критерию урожайности - оказался іффективиее".

В книге Фреда Коттрелла "Энергия и общество" проводится (равнение человека и тягловых животных (быков) по критерию іффективности преобразования энергии, получаемой с пищей, в механическую работу. Эта опенка вновь ведется на примере за - ірат энергии на производство кукурузы с помощью мотыги и плуга в той же мексиканской деревне Тепоцтлан. Автор приходит к выводу: эффективность этих двух способов "преобразования иіергии, накопленной растениями, в механическую работу", примерно одинакова'2. Этот вывод относится к частному случаю; как общее правило, эффективность человека (как источника энер­гии) гораздо выше, чем тягловых животных: на единицу пищи от человека можно получить большую отдачу.

Руки человека, вооруженные хотя бы мотыгой или лопатой, оказываются лучшим приспособлением для ведения земледель­ческих работ. [10] [11]

В 1806 г. французский автор П. Ж. Пуансо давал такой совет французским землевладельцам в книге "Друг земледельцев": "Следовало бы определенно пожелать, чтобы все земли вскапы­вались лопатой. Эта работа была бы наверняка намного выгод­нее, нежели вспашка плугом... (при вспашке плугом) земля нико­гда не бывает так хорошо перекопана и измельчена, как после лопаты..."[12].

Ф. Бродель приводит данные, согласно которым при Людо­вике XIII рабочий день одного человека оплачивался из расчета не одной седьмой для работы лошади (как это было бы по соот­ношению исключительно "энергетических мощностей"), а одной второй. Ф. Бродель так комментирует это обстоятельство: "... та­кой тариф справедливо оценивал человеческий труд выше. Дело в том, что этот незначительный по мощности двигатель всегда был очень гибок"[13].

В качестве гребцов на галерах или бурлаков человек исполь­зовался почти исключительно как источник энергии, однако в подавляющем большинстве случаев - в том числе, и при выпол­нении земледельческих работ - энергетический потенциал чело­века соединялся с иными его возможностями: применением ору­дий, интеллекта, ловкостью и гибкостью.

Достоинством человека является и его большая выносли­вость. Как пишет Л. В.Милов, через каждые 4 дня работы на па­хоте лошади был необходим день выгула. В отличие от лошади, русский крестьянин в XVIII веке с 22 апреля по 6 июня работал на поле без единого выходного, практически без отдыха и почти без сна[14].

Как хорошо известно, со временем значение человека как простого источника энергии падало, возрастала роль его интел - 'и кга, способность выполнять разные виды работы, не сводящие - | и к простой затрате энергии. Переход к производящему хозяйст - му, к земледелию, предполагал использование различных орудий ц>уда, умножающих производительную силу человека, появление определенных навыков и знаний, умение принимать все более і ножные самостоятельные решения.

Уже первые системы земледелия позволяли получить уро­жай, энергетическая ценность которого была больше, чем энерге - шчсские затраты человека на его производство.

Первой системой земледелия, существовавшая в эпоху не­он ига, была мотыжная, когда главным орудием производства бы - ШІ каменная мотыга на деревянной рукоятке. Вся энергетика сво - іинась к затратам физической силы человека. По оценке акад. і Г. Струмилина, каменной мотыгой на территории России мож­но было подготовить к севу не более 0,1 га на работника за сезон. Прокормиться урожаем с этой земли даже бессемейному работ­нику было совершенно невозможно16. Земледелие дополнялось икотой, собирательством, рыбной ловлей.

Железный топор позволил примерно с 700 г. до н. э. произ­водить расчистку под посевы больших лесных массивов и рас­ширить земледелие в Европе. Был осуществлен переход к под­івшому земледелию, что сокращало затраты труда на единицу продукта более, чем в 2 раза; на территории европейской России, 1 нс переход к подсечному земледелию произошел не позже III в. и г, один работник мог обработать уже до 0,3 га земли17.

Более благодатные, чем в России почвы позволяли даже то - I да, когда человек в качестве источника энергии мог полагаться [15] [16]

только на свою мускульную силу, в течение года возделывать взрослому мужчине до 1 га земли и прокормить четырех чело­век[17].

В ранней аграрной экономике основные затраты энергии шли на производство продуктов питания, долгое время почти целиком - злаковых культур, хлеба; с этим же были связаны ог­ромные трудозатраты на ирригацию. Но колоссальных затрат энергии требовало сооружение культовых построек: в Египте это были пирамиды, в Европе - различные "мегалиты": менгиры, кромлехи, дольмены.

В третьем тысячелетии до нашей эры в Шумере и Египте появился новый источник, многократно умножающий мускуль­ную энергию отдельных людей и позволяющий решать принци­пиально новые задачи. Л. Мэмфорд назвал его "мегамашиной": "Это была невидимая структура, состоящая из людей, каждый из которых был поставлен на свое место, получил свою роль и осо­бую задачу, что позволило достичь огромной эффективности труда и выполнить грандиозные проекты этой большой коллек­тивной организации"[18].

Согласно Геродоту, пирамиду Хеопса строили 100 тыс. че­ловек, заменявшиеся новыми каждые три месяца на протяжении 30 лег. В ходе этого гигантского строительства использовалась в качестве энергии только мускульная сила человека. Поднимались громадные тяжести: пирамида Хеопса построена примерно из 2,3 млн. каменных глыб общим весом 5,75 млн. т. Таким образом, средний вес глыбы составляет 2,5 тонны[19].

Гранитные балки перекрытия склепа пирамиды Хеопса ве­сят около 500 тонн каждая, в пирамиде Хефрена есть монолиты тнім до 423 тонн[20]. При строительстве использовались лишь полозья, катки, продольные брусья, канаты и рычаги.

В ряде стран Западной Европы сохранились мегалиты, уста­новленные людьми вручную - огромные камни, в том числе ка­менные плиты больших размеров, положенные на три или четыре каменных столба (дольмены). Ученые уточняют время их появ - II'иия Самый известный из мегалитических памятников — Сто - міхендж в Англии; в 1950-х годах применение весьма несовер­шенного тогда радиоуглеродного метода позволило отнести на­чало работ древних строителей Стоунхенджа не ранее, чем к 2600 і до н. э.[21] Однако исследования, проведенные в 1990-х годах, к ииинули датировку начала работ в IV тыс. до н. э., причем первая фаза строительства завершилась, согласно современным пред - 11 явлениям, не позднее 2910 г. до н. э.[22]

Каменные глыбы весом около 30 тонн каждая вручную стас­кивалась в Стоунхендж с расстояния примерно в 18 миль, камни и 1-6 тонн доставлены с расстояния до 140 миль, а некоторые камни проделали путь более 200 миль[23].

В Китае еще в V-III в. до н. э. велись работы по строительст­ву крупных каналов в разных частях страны. В 605 г. н. э. был начат Великий канал между реками Янцзы и Хуанхэ, закончен­ный через 722 года - в 1322 г., длина канала составила 1794 км. Каналы и плотины создавались исключительно ручным трудом, на деятельность требовала до 30% затрат всего рабочего времени китайских крестьян[24].

Основным источником энергии в Древнем Риме - как и в Древнем Египте - оставалась мускульная сила человека: и рабов, и свободных.

Как пишет Светоний об императоре Веспасиане (правил в 69-79 годах н. э.), "механику, который обещался без больших за­трат поднять на Капитолий огромные колонны, он тоже выдал за выдумку хорошую награду, но от услуг отказался, промолвив; "Уж позволь мне подкормить мой народец"[25].

Мускульная сила человека долго оставалась главным источ­ником энергии на кораблях: до XII в. суда приводились в движе­ние при помощи весел, сила ветра использовалась лишь в том случае, если он был попутным. Древнегреческое судно - трирема - имело парус и приблизительно 160 гребцов. Изредка строились и гигантские корабли. Так, во времена Архимеда и при его уча­стии по указанию тирана Гиерона в Сиракузах был построен ко­рабль длиной 125 м, вмещавший до 4200 тонн груза. Четыре ты­сячи гребцов двигали его весла[26] [27].

Морские перевозки в эпоху Римской империи были весьма значительны, огромной была армия гребцов. В первом веке н. э. Рим получал только из Египта и остальной Африки ежегодно около 400 тыс. тонн зерна, для перевозки которого требовалось приблизительно 6 тыс. судов среднего размера. Общий вес гру­зов, привозимых в римскую гавань Остия, достигал 800 тыс.

78

тонн .

Крупные гребные суда сохранились вплоть до Нового вре­мени. В начале XVIII в. на галерах было приблизительно по 30 пар весел, за каждым из которых сидело по 5-6 гребцов[28]. В эти годы опытные команды гребцов на галерах Средиземноморья

«гнали до 26 взмахов веслом в минуту, что позволяло развить t корость около 6 узлов[29] [30] [31] [32].

Суда традиционно тянули и бечевой, по суше. Численность русских бурлаков еще в середине XIX в. составляла до 300 тыс. человек[33]. В начале 1830-х годов на каждую тысячу пудов груза, перевозимых по рекам и каналам, приходилось в среднем по 3,5 бурлака32.

Там, где состояние берегов делало невозможной обычную бурлацкую тягу бечевой, применялась тяга речных судов "пода - чими". Выглядело это таким образом. С судна на особой лодке шиозили вперед, вверх по течению, якорь с привязанным к нему канатом. Якорь бросали на дно, а бурлаки, стоя на палубе судна, ш. ібирали канат, подтягивая судно к якорю, причем делали это обычно лямками. Когда они приближались к якорю, им давали конец каната от второго якоря, завезенного вперед за это время, а первый извлекали. Этим способом судно продвигалось вперед, со і коростыо 5-10 км в сутки11.

Но со временем мускульная энергия человека стала допол­ни гься энергией домашних животных, водяных и ветряных мель­ниц, дров, а затем и угля, других минеральных источников.

Начиная с ХІ-ХІІ в. н. э. быстрее всего процессы развития альтернативных (по отношению к мускулам человека) источни­ков энергии происходили в Европе.

В конце XI в. энерговооруженность работника в Англии и других регионах Северо-Западной Европы в среднем превышала его собственные мускульные возможности примерно в 8-10 раз, в XIII в. - в 15-20 раз, в 1730-1740-е годы - примерно в 25 раз[34].

По оценке Ф. Броделя, в конце XVIII в. энергетические воз­можности западноевропейского работника превышали его собст­венные мускульные силы в 20 раз, по расчетам В. А.Мельянцева - в 28 раз35.

Иными словами, в конце XVIII в. в топливно-энергетичес­ком балансе Европы на мускульную энергию человека приходи­лось менее 3% потребленной энергии.

Промышленная революция привела к падению доли мус­кульной энергии человека в топливно-энергетическом балансе до почти незаметной величины. Оказалось, что чрезвычайно выгод­но развивать добычу минерального топлива как особую отрасль.

При сжигании фунт хорошего угля дает 3500 калорий - примерно столько, сколько нужно шахтеру (в виде пищевых ка­лорий) в течение целого дня. При ручной добыче угля в XVIII в. шахтер выдавал "на-гора" примерно 500 фунтов угля за смену. Если это количество угля использовалось в топках паровой ма­шины с КПД всего 2%, то добытый одним шахтером уголь обес­печивал получение энергии, приблизительно вчетверо большей, чем могла дать лошадь в течение дня работы. Причем сам рабо­чий потреблял пищи в 5 раз меньше лошади! Сделавший эти оценки американский исследователь Ф. Коттрелл замечает: "Не­удивительно, что железный конь стал замешать своего предшест­венника из плоти и кости"36.

И тем не менее, мускульная сила человека — несвободного человека - еще долго применялась там, где технически возможен был иной источник энергии. По свидетельству французского ме­муариста С. Мерсье, в 1788 г. в больнице Бисетр воду из колодца поднимали силой двенадцати лошадей, "но из соображений ра­зумной экономии, каковая дает еще большее преимущество, ста - 11

ми татем употреблять на этой работе сильных и крепких арестан - н ш"[35].

Арестанты - не обязательно "сильные и крепкие" - исполь - ишались примерно на такой же работе и в XX веке. А в XIX в. выло широко распространено рабство. ♦