О самых важных для современной цивилизации материалах и о том, почему не стоит недооценивать их влияние.
Эд Конвей рассказывает о песке, соли, железе, меди, нефти и литии. Весь наш современный мир построен на этих элементах. У нас бы не было оптоволоконного интернета, если бы люди не научились добывать и обрабатывать песок; как не было бы листового стекла и бетона, из которых построены наши дома; и кремниевых чипов, без которых невозможно производство компьютеров. Без меди не существовало бы медной проволоки, а значит, и проводки. Не будь лития, не появились бы аккумуляторные батареи, а значит, и электротранспорт всех видов.
Конвей подробно рассказывает, как добывается каждый из шести ключевых элементов, в каких местах, как они попадают в цепочку поставок. Он описывает добычу меди, песка, соли и лития в пустыне Атакама, железа в австралийской Пилбаре, соли в английском Чешире. Современные технологии и научные инновации позволяют их переработать и использовать в самых разных целях и сферах. Очень важную роль играет цепочка поставок, а на нее, в свою очередь, — политика. Из-за этого даже могут вспыхивать войны, к примеру, между Чили, Перу и Боливией в 1870–1880-х годах за селитру (разновидность соли), необходимую в производстве пороха.
Доступ к этим важнейшим ресурсам мог вызвать расцвет и крушение империй, и потому для каждой страны очень важно обладание ими. Во время Второй мировой войны страны антигитлеровской коалиции располагали огромными нефтяными ресурсами из США и Ближнего Востока, а Германия могла получать только угольное топливо, что в изрядной мере способствовало ее поражению. Если сегодня какая-то страна получит превосходство в производстве стали, это может привести к ее доминированию в мире. По мнению автора, такой страной может стать Китай.
В современном мире ценятся нематериальные ресурсы — приложения, сети, онлайн-сервисы, электронная торговля, финансовые услуги. Но в основе самого существования цивилизации все же лежит материальный, физический мир, без которого не может быть и цифрового. Все зависит от физической инфраструктуры и питающей ее энергии. Именно они способствовали процветанию империй, помогли строить и разрушать города, изменили климат, а когда-нибудь, может быть, помогут его спасти.
Идея № 1. Не будь песка, не было бы и компьютерных чипов
Казалось бы, что может быть проще и прозаичнее песка, который к тому же есть повсюду? А он, тем не менее, представляет собой настоящую загадку. Действительно, в любой пустыне полно песка, достаточно бросить взгляд на ее бесконечные дюны. Все это кремний, самый распространенный элемент в земной коре после кислорода. Есть множество способов использовать песок, а его доступность вдохновляет на новые идеи. Казалось бы, сама Земля состоит из песка, но это не мешает испытывать его дефицит. За него в некоторых частях света идет отчаянная борьба мафиозных кланов, отправляющих свои банды на добычу песка с пляжей и из русла рек, чтобы потом продать на черном рынке.
Власти разных стран понимают, насколько ценен песок. На пляжах его ценят за красоту. Так, в Сардинии можно получить штраф за попытку похищения даже малого количества белого песка, которым знамениты местные пляжи. В Турции недалеко от Анталии есть бухта с необычайно белым песком, который туристы должны смывать с ног перед уходом, чтобы не уносить с собой даже непреднамеренно. В некоторых азиатских странах подпольные добытчики песка добывают его с речного дна, что разрушает речные экосистемы, чтобы продать строительным фирмам.
Есть множество разных видов песка, каждый со своими уникальными свойствами. Большинство из них состоит из кремнезема, белые пески на пляжах — из измельченных кораллов и ракушек. На некоторых отдаленных пляжах Гавайев и островов Карибского бассейна песок представляет собой экскременты рыбы-попугая, поедающей кораллы, в которых много питательных веществ. Экскременты представляют собой карбонат кальция почти в чистом виде.
Использование песка зависит от содержания кремнезема. Из песка с высоким содержанием кремнезема делают стекло. Если он содержит слишком много примесей, то идет на стройматериалы. А самое удивительное, что в дикой природе нет двух пригоршней песка с одинаковым химическим составом. Использование песка, который Конвей называет основой цивилизации, очень широко. Когда-то его превращали в бусины, чашки и украшения, сегодня он используется для создания смартфонов, компьютеров и самых современных видов оружия.
Сегодня западным ученым не дают делиться инновационными технологиями со странами Азии. А когда-то производители муранского стекла не могли покинуть остров Мурано под страхом смерти, чтобы секрет прозрачного, тонкого и красивого стекла не перехватили конкуренты. Тем не менее нескольким мастерам удалось сбежать с Мурано, и с их помощью английский стеклодув Джордж Рейвенскрофт создал собственное кристаллическое стекло, рецепт которого тоже держал в тайне. Правительство Англии запретило английским стеклодувам переезжать в США.
Мало кто задумывается о роли стекла в промышленной революции, причинами которой называют политические институты, образование, изобретение парового двигателя или доменной печи. Мало кому приходит в голову такая простая вещь, как стекло. Но именно с помощью стеклянных линз астрономы могли наблюдать за звездами и обнаружить, что Земля вращается вокруг Солнца. Кроме того, изобретение очков помогло людям с ослабевшим зрением продлить трудовую жизнь. Всем понятна огромная роль печатного станка в развитии грамотности. Но именно очки позволили читать грамотной части населения со слабым зрением. Появление зеркал позволило художникам эпохи Возрождения увидеть мир под другим углом. Леонардо да Винчи отмечал, что зеркало — настоящий инструмент художника. Стекло было прорывной инновацией, такой же, как колесо или кремниевый чип. Сегодня оно не менее важно, чем в былые времена. Информация передается по оптоволоконным проводам, без стекла невозможно создать процессор для самых передовых компьютеров. А само стекло создано из расплавленного песка.