Всякий раз, когда из-за недостатка энергии или сырья возникает угроза экономическому росту, дополнительные средства вкладываются в научно-технологические исследования, в результате появляются не только более эффективные способы использования существующих ресурсов, но и принципиально новые виды энергии и сырья.
Взять хотя бы транспорт. За последние 300 лет человечество произвело миллиарды средств передвижения, от карет и телег до поездов, машин, сверхзвуковых самолетов и космических челноков. Можно было бы опасаться, что столь масштабное производство исчерпает энергетические ресурсы и сырье и мы будем скрести по самому донышку. На самом деле все наоборот. Если в 1700 году мировая транспортная индустрия использовала главным образом дерево и железо, сейчас она располагает огромным множеством новых материалов — пластик, резина, алюминий, титан — о которых наши предки и ведать не ведали. В 1700 году для строительства кареты требовались мускульные усилия плотников и кузнецов, а сегодня энергию для оборудования заводов Toyota и Boeing обеспечивают атомные электростанции. Подобная революция произошла во всех сферах промышленности. Мы так и называем ее: промышленная революция.
* * *
Человечество умело пользоваться разнообразными источниками энергии и до промышленной революции. Люди жгли дерево, чтобы плавить металл, обогревать дома и печь хлеб. Парусные суда эксплуатировали силу ветра, чтобы плыть к далеким берегам, водяные мельницы перехватывали течение реки и заставляли его молоть зерно. Но у таких источников есть очевидные ограничения и изъяны. Не всюду растут деревья, ветер дует, когда ему вздумается, а не когда тебе нужно, от реки польза только тем, кто живет на берегу.
Еще большую проблему представляло неумение превращать один вид энергии в другой. Люди могли «оседлать» движение ветра и воды, заставить его двигать корабли и жернова, но с помощью этой энергии не получалось подогревать воду или плавить железо. И наоборот, тепловую энергию горящего дерева люди не умели направить на движение жернова. Человек располагал только одной машиной, способной к превращению энергии, — собственным телом. В естественном процессе метаболизма организмы людей и животных сжигают органическое топливо — пищу — и превращают высвобожденную энергию в мышечное движение. Люди и животные могли есть пшеницу и мясо, сжигать находящиеся в их составе углеводороды и жиры и использовать энергию, чтобы тащить повозку или пахать поле.
А поскольку тела людей и животных были единственными устройствами, способными превращать энергию, практически любая человеческая деятельность зависела от мускульной силы. Человеческие мускулы строили дома и сколачивали повозки, мышцы быка пахали поле, мышцы коня перевозили товары. Энергия, которой питались эти органические мускульные машины, происходила из одного-единственного источника — из растений. Растения же получают энергию от Солнца. В процессе фотосинтеза они накапливают солнечную энергию и «складируют» ее в органических соединениях. На протяжении почти всей истории все, что люди делали, они совершали за счет солнечной энергии, накопленной растениями и конвертированной в мускульную.