Металлургия
В XVIII веке горны и печи, как и все другие производственные мощности, были невелики по размерам. Не было и намека на тяжелую промышленность начала XX века. Производительность плавильной печи в XVIII веке была небольшой, главным образом потому, что печи эксплуатировались только тридцать недель в году. Их закрывали на лето из-за недостаточного напора воды, чтобы избежать летней влажности, сказывавшейся на качестве металла, а также для ремонта воздуходувных насосов и печей.9
Небольшой была их производительность и потому, что не было глубокого понимания химических процессов, происходящих при плавке с поддувом, а в результате плавка металлов была скорее искусством, чем наукой. В XVIII веке производительность печей с поддувом существенно выросла. Производя по 12 тонн в неделю тридцать недель в году, можно было получить за год не больше 360 тонн, но, согласно оценкам, стаффордширские печи давали в среднем около 1600 тонн в год.
Выработка железа ограничивалась доступностью большого количества древесного угля, который можно было заготовлять в больших лесах. Леса должны были располагаться неподалеку, поскольку дальние перевозки дерева были чрезмерно дороги, а качество древесного угля при перевозке снижалось. Размер печей был ограничен также мощностью привода для воздуходувных насосов - и этого ограничения было не обойти до появления двигателя Уатта.
На деле один из двух первых двигателей Уатта был построен для приведения в движение воздуходувки в печи, принадлежавшей Джону Вилкинсону, мастеру железных изделий из Стаффордшира. Потребность в более сильном поддуве воздуха была вызвана переходом от древесного угля к коксу. Результатом было то, что целое поколение печей с поддувом (в том числе и печь Вилкинсона) были неэкономичны, вследствие их малых размеров.10
В XIX веке размеры и сложность печей увеличивались из-за стремления к более экономному использованию топлива. Поскольку большие печи рассеивают меньше тепла, чем малые, они более экономичны. Что касается сложности, то предварительный подогрев продуваемого воздуха потребовал разработки соответствующих устройств. Дополнительным источником экономии стали улавливание и утилизация отходящих газов. Дальнейшая экономия топлива была получена за счет соединения плавки с поддувом воздуха, в результате которой получается чугун, с последующими операциями, необходимыми для выработки стали, что позволило исключить затраты на повторный нагрев извлеченного из печи чугуна. Соединение этих процессов имело целью дальнейшее сокращение расходов на топливо.
Возросшее производство чугуна и стали потребовало увеличения производства угля и железной руды, а также расширения транспортной сети, как для подачи сырья, так и для вывоза готовой продукции. Даже на территории плавильных предприятий понадобились транспортные сети такой мощности и сложности, каких не знал XVIII век.
Паровой двигатель был ключом к увеличению производства чугуна и стали и к снижению издержек на их производство, поскольку его мощь участвовала в добыче сырья, в доставке его водой и сушей, в работе самих печей. Новые печи до известной степени создали спрос на свою продукцию: из стали и чугуна строили паровые двигатели, железные дороги, а со второй половины XIX века и суда.
Вплоть до второй половины XIX века процесс выплавки стали, требовавший добавления к чугуну небольших, тщательно дозируемых количеств углерода, был медленным и дорогим, и производство было невелико.
Увеличение числа машин вызвало повышенную потребность в металле, и это потребовало развития металлургии. Главным достижением этой эпохи в металлургии была замена древесного угля, использовавшегося средневековыми кузнецами, на каменноугольный кокс. Его ввёл в употребление в XVII в. Клемент Клерк и его мастера кузнечных дел и литья.
Благодаря этому добыча каменного угля стало одной из основных отраслей хозяйства.
С 1709 году в городке Коулбрукдэйл, Абрахам Дарби, основатель целой династии металлургов и кузнецов, использовал кокс для получения чугуна из руды в доменной печи. Также Дарби стал примешивать к железной руде во время плавки на каменном угле негашеную известь и получил чугун высокого качества. Из него поначалу делали лишь кухонную утварь, которая отличалась от работы конкурентов лишь тем, что её стенки были тоньше, а вес меньше. В 1756 г. он основал чугуноплавильный завод, который давал свыше 8 тыс. тонн чугуна в год (в 1700 г. во всей Англии было произведено 18 тыс. тонн чугуна).11
В 1750-х годах сын Дарби построил ещё несколько домен, и к этому времени его изделия были ещё и дешевле, чем изготовленные на древесном угле.
В 1778 году внук Дарби, Абрахам Дарби III, из своего литья построил в Шропшире знаменитый Железный мост, первый мост в Европе, полностью состоящий из металлических конструкций.
Железный мост, Шропшир, Великобритания
Для дальнейшего улучшения качества чугуна в 1784 году Генри Корт разработал процесс пудлингования - процесс преобразования чугуна в мягкое малоуглеродистое железо. Рост производства и улучшение качества английского металла к концу XVIII в. позволило Великобритании полностью отказаться от импорта шведского и российского железа. Развернулось сооружение каналов, позволявших перевозить уголь и металлы.12
Химикаты
Промышленная революция сделала возможным промышленное производство некоторых наиболее востребованных на рынке химикатов, чем было положено начало развитию химической промышленности.
Метод промышленного производства карбоната натрия был разработан в 1791 году французским химиком Никола Лебланом. Он смешивал серную кислоту с поваренной солью и получаемый сульфат натрия нагревал со смесью известняка и угля. Смесь продуктов реакции обрабатывали водой, из раствора получали карбонат натрия, а нерастворимые вещества (известняк, уголь и сульфид кальция) отбрасывали. Хлороводород поначалу также загрязнял атмосферу производственных помещений, но позже его научились использовать для получения соляной кислоты. Метод Леблана был прост, дешев и давал значительно более доступный продукт, чем ранее использовавшийся метод получения соды из золы растений.
Карбонат натрия использовали во множестве производственных процессов, в том числе для изготовления мыла, стекла, бумаги, а также в текстильной промышленности. Серная кислота кроме производства соды также находила применение для удаления ржавчины с металлических изделий и в качестве отбеливателя для тканей. Лишь к началу XIX в. Чарльз Теннант и Клод Луи Бертолле разработали более эффективный отбеливатель на основе хлорной извести. Фабрика Теннанта по производству нового отбеливателя в течение длительного времени оставалась крупнейшим в мире химическим предприятием.13
В 1824 году британский каменщик Джозеф Аспдин запатентовал химический процесс производства портландцемента. Он заключался в спекании глины с известняком. Далее смесь перемалывали в порошок, смешивали с водой, песком и гравием, в результате чего получался бетон. Через несколько лет инженер Марк Изамбар Брюнель применил бетон для строительства первого в мире водонепроницаемого тоннеля под рекой Темзой.
Гончарное производство
История гончарного производства хорошо иллюстрирует тот факт, что именно условия каждой отрасли определяли восприимчивость к фабричной системе. Производство керамики - одна из самых древних отраслей. Мы не можем знать, использовали ли греческие художники, расписывавшие вазы, а среди них были первоклассные мастера, живопись которых уверенно различают эксперты, уже готовые изделия, подгоняя к ним свою живопись, или они заказывали изделия, имея в виду замысел росписи. Но нет сомнения, что в XVIII веке размер, форма, материал и роспись изделий обдумывались как единый замысел.
Это единство дизайна делало желательным соединение в одной мастерской всех последовательных этапов производственного процесса. Ведь практическое воплощение задуманного и качество будущего изделия начинаются уже на стартовых операциях - отбора, измельчения и смешивания используемых материалов, а роспись и шлифовка только завершают процесс. Конечно, это само по себе не могло бы помешать гончару и его подмастерьям выполнять в своей мастерской все операции поочередно, но были свои преимущества в разделении труда на последовательные этапы. В частности, некоторые этапы требовали большего мастерства, чем другие, и было бы расточительством использовать искусных работников там, где было достаточно менее квалифицированных. К тому же некоторые операции, такие как измельчение и смешивание материалов, лучше всего было выполнять с помощью устройств, приводимых в движение водяной мельницей (до появления парового двигателя), и уже одно это сильно отличало гончарное дело от ткацкого, где ткач сам исполнял роль силового привода. Уже до широкого распространения двигателя Уатта производство керамики было перенесено из небольших мастерских под крыши фабрик.
Первопроходцем здесь был Джошуа Веджвуд. Свою фабрику в Этрурии он разделил на цехи по типам производимых изделий, и в каждом цехе рабочие были распределены по множеству специальностей. А. и Н. Л. Клоу следующим образом описывают разделение труда в Этрурии:
Постепенное умножение числа процессов, требовавшихся для производства керамики, вело, как и в других отраслях, к существенному разделению труда. Принадлежавшая Веджвуду Этрурия, которая первой прошла через специализацию, была разделена на цехи по типам изделий: полезные, для украшений, яшма, базальт и т.п.
В 1790 году на производстве "полезной" керамики были заняты 160 работников следующих категорий: отмучиватели, месильщики глины, гончары и помогающие им мальчики, изготовители плоских заготовок, лепщики тарелок, лепщики глубокой посуды, обтачивающие тарелки, обтачивающие глубокую посуду, изготовители ручек, специалист бисквитного обжига, грунтовщики заготовок, гладильщики, специалисты глянцевого обжига, измельчавшие краски девочки, художники, эмальеры и позолотчики, а кроме того - доставлявшие уголь, модельщики, изготовители форм, изготовители капсул для обжига керамики и бочары.
В текстильной промышленности крутильщик производил пряжу, ткач - ткани, а в керамической - каждое изделие проходило через множество рук и ни один работник не производил готовых изделий. Гончарное дело было прообразом промышленности будущего, где устранены всякие видимые связи между трудом работника и готовым к продаже изделием, в создании которого он участвовал.
В керамической промышленности XVIII века инновации были направлены на само изделие, а не на механизацию производства. Единственными революционными изменениями были открытия технологий изготовления фарфоровой глины и костяного фарфора. Кроме того, английским гончарам пришлось перейти от дров к углю, и поэтому производство сконцентрировалось в Стефондшире, где были и глина, и уголь.
Гончары опередили крутильщиков в замене водяных колес на паровые двигатели, которые использовали для смешивания и измельчения глины и красок, а позднее приспособили для вращения токарных станков и другого механического оборудования. Но это было не промышленной революцией, а скорее внедрением паровых двигателей на уже существовавших фабриках в качестве привода к уже существовавшим механизмам.
Нам ничего неизвестно о столь же радикальных изменениях в гончарном производстве, как произведенных прядильными станками Аркрайта и ткацкими станками Картрайта. Фабричная система развилась в гончарном деле потому, что здесь было явно выгодно соединить преимущества единого управления многоступенчатым процессом производства (которое могло быть реализовано в мастерской только с одним универсальным работником), с преимуществами пооперационной специализации работников (требующей множество работников), и преимуществами единого источника энергии - будь то водяное колесо или паровой двигатель. Изобретение новых специализированных станков не имело такой же роли в подъеме керамических фабрик, как в распространении текстильных и металлургических заводов.
Развитие науки и образования
Ограбление колоний систематически приносило Англии колоссальные богатства. Капиталистам предпринимателям, создавшим крупные централизованные мануфактуры, легко было найти средства для их расширения и введения самых дорогих усовершенствований, если только они обещали высокие прибыли. Развитие мануфактур подготовило создание машин, а наличие свободных капиталов обеспечило их быстрое распространение и практическое применение изобретений и усовершенствований.
Само развитие изобретательской и научной мысли в Англии не было случайным, а явилось закономерным результатом отношения общества к вопросам развития образования и науки. Так, еще в самом начале периода Реставрации, в 1662 г., в Лондоне оформилось Королевское общество, игравшее роль английской Академии наук. Основным принципом этой первой английской научной организации (если не считать университетов) был отказ от схоластики и догматических методов "доказательств". Только наблюдение за жизнью природы, эксперименты и точный математический расчет признавались в кругах Королевского общества подлинной наукой. Считалось само собой разумеющимся, что данные науки не могут прийти в противоречие с учением церкви. Автор первой истории Королевского общества епископ Спарт, прославляя труды ученых, утверждал, что за исключением Бога и души "они вольны судить, как им заблагорассудится".14
В течение XVIII в. в Англии появились многие научные центры, которые занимались подготовкой кадров, как для науки, так и для промышленности. Поскольку Оксфорд и Кембридж еще полностью не преодолели чисто гуманитарного направления, главные успехи этого периода были достигнуты в шотландских университетах (Глазго, Эдинбурге), в университетах крупных промышленных центров — Манчестере и Бирмингеме. Кроме того, возникли учебные заведения нового типа, так называемые диссидентские академии, в которых давалось высшее научно-техническое образование. Наконец, в 1799 г. в Лондоне был основан Королевский институт — научно-учебное заведение, ставившее своей целью "распространение познания и облегчение широкого введения полезных механических изобретений и усовершенствований".
К началу XVIII в. в Англии существовала достаточно развитая система начального образования, совершенствованием которой занимались различные религиозно-благотворительные общества, такие как "Общество распространения Евангелия", "Общество распространения христианских знаний" и особенно созданное в 1750 г. "Общество распространения религиозных знаний среди бедных". К началу XIX в. начальные школы существовали в 2/3 приходов. В 1802 г. впервые в истории Англии был издан закон об образовании. Этим законом предприниматели обязывались создавать фабричные школы, в которых фабричные и ремесленные ученики должны были обучаться в течение четырех лет одновременно с работой на производстве.
Для подготовки технически образованных предпринимателей с XVIII в. наряду с классическими закрытыми средними школами для детей верхов общества появились реальные средние школы, главным образом в промышленных центрах. Здесь внимание учителей было сосредоточено на естественных науках и новых языках. Высшее техническое образование давалось в университетах и Королевском институте.
Таким образом, в Англии сложилась и действовала достаточно стройная для того времени система образования и подготовки специалистов, поэтому не случайно, конечно, что крупнейшие открытия и изобретения в науке и технике, сделанные в XVIII — первой половине XIX в., принадлежали именно англичанам. В Англии XVIII в. складываются все необходимые условия для развития изобретательской мысли:
Достаточное количество денежных средств, позволявших субсидировать научные исследования;
Достаточно образованное общество, которое воспринимало все новое, что появлялось в мире науки;
Конкуренция со стороны других государств мира. Поэтому не случайно первые изобретения были сделаны именно в отраслях хлопчатобумажного производства, чтобы уничтожить хлопковую отрасль Индии, а затем в металлургической промышленности, так как металла требовалось все больше для развития собственной промышленности.
Люди и города
Британский флот доставлял товары в многочисленные колонии, бывшие, кроме источников сырья, еще и огромными рынками сбыта. Тем не менее, прогресс промышленной революции не был бы таким стремительным, если бы не быстро растущее население, обеспечивающее заводы трудовыми ресурсами.
Считается, что демографический взрыв произошел в 1740-х гг., после нескольких урожайных лет. Дальнейшему росту способствовали увеличение производства пищевых продуктов и экономическая экспансия. Если в начале этого периода население Британии не превышало 6 млн., к 1851 г. оно возросло до 21 млн.
Промышленная революция привела к росту городов и утверждению городского образа жизни (урбанизации). В результате Лондон вырос с полумиллиона до 3 миллионов человек, а в Манчестере, Ливерпуле, Глазго и Бирмингеме теперь проживало по нескольку сот тысяч жителей. К середине XIX в. около 75% населения Британии жили в городах. Эти миллионы новых горожан невозможно было бы прокормить, если бы не обилие продуктов, появившееся в результате достижений сельскохозяйственной революции XVIII в.15
Уличное освещение
Ещё одним достижением промышленной революции стало уличное освещение. Его появление в британских городах стало возможным благодаря шотландскому инженеру Уильяму Мёрдоку. Он изобрёл процесс получения светильного газа путем пиролиза каменного угля, а также способы его накопления, транспортировки и использования в газовых фонарях. Первые газовые светильники были установлены в Лондоне в 1812—1820 годы. Вскоре большая часть угля, добываемого в Великобритании, шла на нужды освещения, так как оно не только повышало комфорт и безопасность на городских улицах, но и способствовало удлинению рабочего дня на фабриках и заводах, ранее зависевших от освещения сравнительно дорогостоящими свечами и масляными лампами.
Ключевые даты1709 - Дерби использует кокс для выплавки чугуна
1733 - Самолетный челнок Джона Кея
1763 - Завершение Бриджуотерского канала
1765 - Прялка «Дженни» Джеймса Харгривса
1769 - Паровая рубашка Уатта; гидравлическая прядильная машина Аркрайта
1775 - Паровые двигатели Уатта и Болтона используются в доменных печах
1785 - Ткацкий станок с ножным приводом Картрайта
1798 - Первые газовые фонари
1825 - Железнодорожная линия Стоктон-Дарлингтон
1829 - «Ракета» Стефенсона побеждает на испытаниях в Ренхиппе
1851 - Всемирная выставка
Заключение
Быстрая урбанизация и рост числа наёмных рабочих чрезвычайно обострили социальные проблемы. Пока центры фабричного производства были относительно небольшими, городской житель мог в дополнение к заработку на фабрике обрабатывать огород, а в случае потери работы наняться на ферму. Но с ростом городов таких возможностей становилось всё меньше. Мигрировавшим в города крестьянам приходилось с трудом приспосабливаться к непривычным условиям городского быта. Как заметил Ф. Бродель «жить в городе, лишиться традиционной поддержки огорода, молока, яиц, птицы, работать в огромных помещениях, терпеть малоприятный надзор мастеров, повиноваться, не быть более свободным в своих передвижениях, принять твердо установленные часы работы — всё это в ближайшем будущем станет тяжким испытанием».
До изобретения газового освещения продолжительность рабочего дня на предприятиях зависела от естественного освещения, но с появлением газовых горелок фабрики получили возможность работать в ночное время. Во Франции многие бумагопрядильные фабрики в 1840-х годах установили рабочий день в пределах 13,5—15 часов, из которых на отдых выделялось по получасу три раза за смену.
В промышленности начал массово использоваться женский труд и впервые в истории множество женщин начало трудиться вне дома. При этом на текстильных фабриках мужчины работали надзирателями и квалифицированными механиками, а женщины обслуживали прядильные и ткацкие станки и получали меньшую зарплату, чем мужчины. Внедрение машин позволяло использовать элементарно обученных, малоквалифицированных работников и поэтому повсеместным явлением также стал дешёвый детский труд.
Но в целом уровень жизни населения в результате промышленной революции вырос. Улучшение качества питания, санитарных условий, качества и доступности медицинского обслуживания привело к значительному росту продолжительности жизни и падению смертности. Произошёл демографический взрыв. За 13 веков (с VI по XIX век) европейской истории население континента никогда не превышало 180 млн человек. За один только XIX век (с 1801 по 1914 годы) число европейцев возросло до 460 млн человек.16
По мнению исследователей Н. Розенберга и Л. Бирдцелла, «промышленная революция обозначила начало драматического периода улучшения в материальном положении западноевропейских и американских обществ, которое коснулось всех и каждого», а «романтическое представление о благополучной жизни работников в доиндустриальной Европе можно отвергнуть как чистую фантазию».