Столетие назад Томас Мидгли-младший был автором двух феноменально разрушительных инноваций. Чему мы можем научиться у них сегодня?
Говорили, что у Томаса Мидгли-младшего был лучший газон в Америке. Руководители гольф-клубов со всего Среднего Запада приезжали в его поместье на окраине Колумбуса, штат Огайо, исключительно для того, чтобы полюбоваться территорией; Компания Scott Seed в конце концов поместила изображение лужайки Мидгли на свой бланк. Миджли возделывал свои гектары травы с тем же навязчивым новаторством, которое характеризовало всю его карьеру. Он установил на крыше анемометр, который подавал сигнал тревоги в его спальне, предупреждая его всякий раз, когда лужайка могла быть высушена ветром. За пятьдесят лет до появления устройств «умный дом» Миджли подключил дисковый телефон в своей спальне, чтобы несколько поворотов переключателя приводили в действие разбрызгиватели.
Осенью 1940 года, в возрасте 51 года, Миджли заболел полиомиелитом, и лихой, харизматичный изобретатель вскоре оказался в инвалидном кресле, парализованный ниже пояса. Сначала он взялся за свою инвалидность с той же изобретательностью, что и при уходе за своим легендарным газоном, анализируя проблему и придумывая новое решение — в данном случае механизированная упряжь со шкивами, прикрепленная к его кровати, позволяющая ему взбираться на свою инвалидную коляску каждое утро без посторонней помощи. В то время это хитроумное изобретение казалось символом всего, что отстаивал Миджли в своей карьере изобретателя: решительное, новаторское мышление, которое взяло на себя, казалось бы, неразрешимую задачу и каким-то образом нашло способ ее обойти.
По крайней мере, так казалось до утра 2 ноября 1944 года, когда Миджли был найден мертвым в своей спальне. Публике сказали, что он был случайно задушен собственным изобретением. В частном порядке его смерть была признана самоубийством. В любом случае, машина, которую он сконструировал, стала орудием его смерти.
Миджли был похоронен как блестящий американский индивидуалист первого порядка. Газеты публиковали хвалебные речи о его героических изобретениях, прорывах, которые привели к двум наиболее важным технологическим революциям того времени: автомобилям и холодильному оборудованию. «Мир потерял поистине великого гражданина после смерти мистера Миджли», — заявил Орвилл Райт. «Я горжусь тем, что могу назвать его другом». Но мрачная сюжетная линия кончины Миджли — изобретателя убило собственное изобретение! — в последующие десятилетия примет еще более мрачный оборот. В то время как The Times в своем некрологе назвала его «одним из выдающихся химиков страны», сегодня Миджли больше всего известен ужасными последствиями этой химии благодаря периоду своей карьеры с 1922 по 1928 год, когда ему удалось изобрести свинец. бензина, а также разработать первое коммерческое использование хлорфторуглеродов, которые создадут дыру в озоновом слое.
Каждое из этих нововведений предлагало блестящее решение насущной технологической проблемы той эпохи: сделать автомобили более эффективными, производить более безопасный хладагент. Но оказалось, что каждый из них имел смертельные побочные эффекты в глобальном масштабе. В самом деле, возможно, не было другого человека в истории, который причинил бы столько вреда здоровью людей и планете, и все из лучших побуждений, как изобретатель.
Что нам делать с тревожной карьерой Томаса Мидгли-младшего? Есть материальные причины вернуться к его истории сейчас, помимо одной случайной исторической рифмы: столетие первого появления этилированного бензина на рынке в 1923 году. Это может показаться далеким прошлым, но правда в том, что мы все еще живем с последствиями. инноваций Миджли. В этом году Организация Объединенных Наций опубликовала обнадеживающее исследование, в котором сообщается, что озоновый слой действительно находится на пути к полному восстановлению после ущерба, нанесенного хлорфторуглеродами Миджли, но только через 40 лет.
Арка жизни Миджли указывает на активизировавшуюся в последние годы дискуссию, которую можно свести к следующему: принимая сегодня решения, насколько сильно мы должны беспокоиться о последствиях, на возникновение которых могут уйти десятилетия или столетия? Приведут ли, казалось бы, безобидные ГМО (генетически модифицированные организмы) к вторичным эффектам, которые станут видны только будущим поколениям? Позволят ли ранние исследования наноразмерных материалов в конечном итоге террористам запустить смертоносных нанороботов в городских центрах?
Инновации Миджли, особенно хлорфторуглероды, в то время казались блестящими идеями, но 50 лет научили нас другому. Размышление о Миджли и его наследии заставляет нас задуматься над ключевыми вопросами, лежащими в основе «долгосрочного подхода», как стали называть дебаты о долгосрочном мышлении: каков правильный временной горизонт для предвидения потенциальных угроз? Отвлекает ли нас сосредоточенность на спекулятивном будущем от неоспоримых потребностей настоящего момента? И история Миджли ставит важный вопрос для такой культуры, как наша, где доминируют рыночные изобретения: как нам лучше всего привнести в мир новые вещи, если мы по определению признаем, что их долгосрочные последствия непознаваемы?
Изобретательство было у Миджли в крови. Его отец всю жизнь был ремесленником, внесшим значительный вклад в ранний дизайн автомобильных шин. В 1860-х годах его дед по материнской линии, Джеймс Эмерсон, запатентовал ряд усовершенствований циркулярных пил и других инструментов. Будучи подростком, выросшим в Колумбусе, Миджли рано подал надежды в использовании новых химических соединений для практических целей, используя экстракт коры вяза вместо человеческой слюны, бросая плевательницы на бейсбольном поле. На уроке химии в старшей школе началась пожизненная одержимость периодической таблицей, которая в то время быстро расширялась благодаря открытиям начала 20-го века в физике и химии. Большую часть своей профессиональной карьеры он носил копию таблицы в кармане. Пространственное расположение элементов на странице помогло бы вдохновить его две самые важные идеи.
После окончания Корнелла в 1911 году со степенью инженера-механика Миджли переехал в Дейтон, штат Огайо, который в то время, возможно, был ведущим инновационным центром страны. История обычно помнит Дейтон по братьям Райт, которые набросали там свои планы полета Китти Хок, но первоначальная достопримечательность, которая привлекла изобретателей в город, была маловероятной: кассовый аппарат, который впервые позволил владельцам магазинов автоматизировать запись транзакций — и предотвратить воровство сотрудников. К тому времени, когда Миджли присоединился к компании National Cash Register в 1911 году, она превратилась в гиганта, продававшего сотни тысяч машин по всему миру. Именно там Мидгли впервые услышал рассказы о Чарльзе Кеттеринге, который разработал механизированную систему NCR для проверки кредитоспособности клиентов прямо из торгового зала, а также первый кассовый аппарат, работающий от электроэнергии.
Такие фирмы, как NCR, начали экспериментировать с новой организационной единицей, исследовательской лабораторией, в духе разносторонних «макеров», которых Томас Эдисон собрал на своем заводе в Менло-Парке, штат Нью-Джерси. Через несколько лет после прихода в NCR Кеттеринг обратил свое внимание на зарождающейся автомобильной технологии, создав свою собственную независимую исследовательскую лабораторию, известную как Delco, сокращенно от Dayton Engineering Laboratories Company, в 1909 году. Там он придумал устройство, которое оказалось решающим в превращении автомобилей из хобби в массовую технологию: электрическое зажигание система. (До прорыва Кеттеринга автомобили приходилось запускать с помощью громоздкой — а иногда и опасной — рукоятки, для работы которой требовалась значительная физическая сила.) К 1916 году Delco была приобретена корпорацией, которая впоследствии стала General Motors, куда Кеттеринг ушел. на работу до конца своей карьеры.
Вскоре после приобретения Миджли устроился на работу в лабораторию Кеттеринга и был немедленно принят на работу. Ему было 27 лет; Кеттерингу было 40. Закончив небольшой проект, начатый еще до его приезда, Миджли однажды вошел в офис Кеттеринга и спросил: «Что вы хотите, чтобы я сделал дальше, босс?» Кеттеринг написал после смерти Миджли. «Этот простой вопрос и ответ на него оказались началом большого приключения в жизни самого разностороннего человека».
Техническая загадка, которую Кеттеринг поручил решить Миджли, была одним из немногих оставшихся тупиков, удерживающих автомобиль от массового внедрения: детонация двигателя.
Как видно из названия, для пассажира автомобиля стук двигателя был не просто звуком, а телесным ощущением. «При движении в гору клапаны гремят, головки цилиндров стучат, коробка передач вибрирует, а двигатель внезапно теряет мощность», — пишет Шэрон Берч МакГрейн в своей прекрасной истории современной химии «Прометейцы в лаборатории». Проблема была еще более загадочной из-за того, что никто не знал, что ее вызвало. («Мы даже не знаем, что заставляет автомобиль ехать», — признался Кеттеринг в какой-то момент.) В некотором смысле вопрос, который Кеттеринг и Миджли намеревались решить, заключался в том, чтобы выяснить, является ли стук неизбежным вторичным эффектом газового двигателя. приведенный в действие двигатель, или может ли он быть спроектирован вне системы.
Чтобы исследовать это явление, Миджли разработал миниатюрную камеру, оптимизированную для высокоскоростных изображений. Кадры, которые он в конце концов снял, показали, что топливо внутри цилиндров воспламенялось слишком резко, создавая скачок давления. Неприятные вибрации, которые ощущали пассажиры, отражали фундаментальный факт того, что энергия тратится впустую: дребезжание костей пассажиров вместо того, чтобы управлять поршнями.
Эти кадры, по крайней мере, придали проблеме некоторую конкретику: как сделать так, чтобы топливо сгорало более эффективно? В первые дни Миджли блуждал в темноте; в конце концов, он получил образование инженера-механика, а не химика. Одним из первых его вопросов стало странное предположение Кеттеринга — что, возможно, красный цвет может каким-то образом улучшить сгорание топлива. На Кеттеринга давно произвело впечатление то, что листья стелющегося земляничного дерева могут краснеть даже под слоем снега, каким-то образом улавливая энергию солнечных лучей более эффективно, чем другие растения. Возможно, добавление в топливо красного красителя решит проблему детонации, предположил Кеттеринг. Итак, Миджли использовал йод, чтобы покрасить топливо в красный цвет, и, похоже, он обладал некоторыми мягкими антидетонационными свойствами. В конце концов он понял, что именно йод, а не его цвет, был активным средством подавления стука. Это не было решением само по себе, но, тем не менее, оно предполагало нечто важное: окончательное решение должно исходить от химии, а не от техники.
Поиски этого решения в конечном итоге продлятся пять лет. Позже Кеттеринг сказал, что Миджли и его команда протестировали 33 000 различных соединений. В течение большей части этого периода они беспорядочно блуждали по периодической таблице, добавляя элементы в топливо, чтобы посмотреть, делают ли они что-нибудь для уменьшения детонации двигателя. «Большинство из них возымело не больший эффект, чем плевок в Великие озера», — вспоминал спустя годы Миджли.
Первый существенный прогресс был получен благодаря газетной статье, на которую наткнулся Кеттеринг, в которой сообщалось об открытии нового «универсального растворителя» в виде соединения оксихлорида селена. При добавлении в топливо смесь давала неоднозначные результаты: стук значительно уменьшался, но новое топливо разрушало свечи зажигания почти при контакте. Миджли продолжал поиски, систематически просматривая новую версию периодической таблицы, которая была недавно введена, выявляя многообещающие кластеры элементов, успешно изучая промышленную химию на лету. Вскоре он обнаружил, что чем дальше вы продвигаетесь к тяжелым металлам, сгруппированным на столе, тем больше рассеивается стук двигателя. Вскоре случайное блуждание по элементам привело к тому, что в то время было самым тяжелым металлом из всех: свинцу.
В декабре 1921 года команда Миджли в Дейтоне изготовила достаточное количество соединения тетраэтилсвинца, чтобы провести пробный запуск двигателя, работающего на керосине, в котором возникла серьезная детонация. Одна чайная ложка тетраэтилсвинца полностью заглушила стук. Дальнейшие испытания показали, что детонацию двигателя можно подавить с помощью поразительно малой добавки свинца; в конечном итоге они остановились на соотношении свинца к бензину 1: 1300. Влияние на работу двигателя было глубоким. Автомобили, работающие на этилированном бензине, могли без колебаний преодолевать крутые подъемы; водители могли ускоряться, чтобы обогнать более медленное транспортное средство на двухполосной дороге, не беспокоясь о том, что их двигатель заглохнет из-за детонации, когда они движутся не по той полосе.
Кеттеринг назвал новое топливо этиловым, и в феврале 1923 года оно впервые было выставлено на продажу на заправочной станции в центре Дейтона. К 1924 году General Motors, DuPont Corporation и Standard Oil создали совместное предприятие под названием Ethyl Corporation для производства бензина в больших масштабах, а Кеттеринг и Миджли были назначены руководителями. Конвейерное производство Генри Фордом оригинальной модели Т в 1908 году обычно считается отправной точкой любви американцев к автомобилям, но внедрение высокооктанового этилового бензина также сыграло важную роль. В течение 1920-х годов количество зарегистрированных транспортных средств в США утроилось. К концу десятилетия американцам принадлежало около 80 процентов всех автомобилей в мире, которые все чаще работали на чудесном новом топливе, изобретенном Томасом Миджли в своей лаборатории.
Через несколько лет после триумфа Ethyl Кеттеринг и Миджли обратились к другой революционной технологии, которая вскоре стала такой же повсеместной в американской культуре, как и автомобиль: к электрическому охлаждению. Выработка тепла с помощью искусственных средств имеет долгую и яркую историю, от овладения огнем до паровой машины и электрической плиты. Но никто не подходил к проблеме сохранения холода с помощью технологических решений до конца 1800-х годов. На протяжении большей части 19-го века, если вы хотели что-то охладить, вы покупали лед, который зимой вырезали из замерзшего озера в северных широтах и отправляли в какую-нибудь более теплую часть мира. (Лед был основным экспортным товаром для американской торговли в тот период: замороженный озерный лед из Новой Англии доставлялся в Бразилию и Индию.) Но к концу века ученые и предприниматели начали экспериментировать с искусственным холодом. Уиллис Кэрриер разработал первую систему кондиционирования воздуха для типографии в Бруклине в 1902 году; десять лет спустя появились первые домашние холодильники с электрическим приводом. В 1918 году два года после того, как Миджли начал работать в Кеттеринге, General Motors приобрела стартап по производству домашних холодильников и дала ему торговую марку, которая живет и по сей день: Frigidaire.
Но, как и в случае с автомобилем в эпоху детонации двигателя, новая потребительская технология охлаждения сдерживалась тем, что фактически было проблемой химии. Создание искусственного холода требовало использования какого-либо газа в качестве хладагента, но все доступные используемые соединения были подвержены катастрофическим отказам. Во время Всемирной выставки 1893 года в Чикаго взорвался промышленный завод по производству льда, в результате которого погибли 16 человек, когда воспламенился аммиак, который использовался в качестве хладагента. Другой популярный хладагент, хлористый метил, стал причиной десятков смертей по всей стране в результате случайных утечек. Продукты Frigidaire основывались на диоксиде серы, токсичном газе, который мог вызывать тошноту, рвоту, боль в животе и повреждение легких.
Из-за газетных заголовков, осуждающих «холодильники со смертельным газом», и растущего числа законодателей, изучающих идею полного запрета домашних холодильников, Кеттеринг обратился к Мидгли, чтобы найти решение. Однажды в 1928 году, как позже вспоминал Миджли, «я был в лаборатории и позвонил Кеттерингу в Детройт по поводу чего-то второстепенного. После того, как мы закончили это обсуждение, он сказал: «Мидж, холодильной промышленности нужен новый хладагент, если они когда-нибудь надеются что-то получить». проинформируйте его о вызове.
Миджли снова обратился к своей нестандартной периодической таблице, на этот раз с помощью метода, который он назвал «охотой на лис», который оказался гораздо более эффективным, чем случайное блуждание, которое он использовал при расследовании детонации двигателя. Он начал с наблюдения, что большинство элементов, которые остаются газообразными при низких температурах — ключ к охлаждению — расположены в правой части таблицы, включая такие элементы, как сера и хлор, которые уже использовались. Этот первый шаг значительно сузил круг поиска. Затем Миджли исключил ряд соседних элементов из-за того, что они были слишком летучими или имели субоптимальную температуру кипения.
Затем он обнаружил один элемент, который еще не использовался в коммерческих хладагентах: фтор. Миджли знал, что фтор сам по себе очень токсичен — его основное промышленное применение было в качестве инсектицида, — но он надеялся объединить этот газ с каким-то другим элементом, чтобы сделать его более безопасным. В течение нескольких часов Миджли и его команда пришли к идее смешивания фтора с хлором и углеродом, создав класс соединений, которые стали называть хлорфторуглеродами, или сокращенно ХФУ. Последующие тесты показали, как много лет спустя Кеттеринг выразился в своей хвалебной речи Миджли, что их соединение было «очень стабильным, негорючим и вообще не оказывало вредного воздействия на человека или животных». Вскоре после этого General Motors заключила партнерское соглашение с DuPont для производства этого соединения в больших масштабах. К 1932 году они зарегистрировали новую торговую марку чудодейственного газа: фреон.
Мы живем под надвигающейся бурей самого важного непредвиденного последствия современной истории: изменения климата, вызванного углеродом.
Фреон появился как раз в самый последний момент для холодильной промышленности. В июле 1929 года в Чикаго в результате утечки хлористого метила из «газа для льдогенераторов» погибло 15 человек, что вызвало еще большие опасения по поводу безопасности существующих хладагентов. Вечный шоумен Миджли исполнил на сцене национального собрания Американского химического общества в 1930 году поступок, достойный фокусника водевиля: он вдохнул облако газа, а затем выдохнул, чтобы задуть свечу, тем самым продемонстрировав нетоксичность фреона и его негорючесть. Компания Frigidaire сделала упор на безопасность в рекламе своей новой линейки холодильников, работающих на фреоне, заявив, что «Стремление к здоровью и безопасности привело к открытию фреона». К 1935 году было продано восемь миллионов холодильников, использующих фреон, и Уиллис Кэрриер использовал газ для создания нового домашнего кондиционера, названного «атмосферным шкафом». Искусственный холод был на пути к тому, чтобы стать центральной частью американской мечты.
Вскоре чудо-газ Миджли нашел новое применение в потребительских товарах, которое в итоге стало еще более опасным для окружающей среды, чем его использование в качестве хладагента. В 1941 году два химика из Министерства сельского хозяйства, один из которых ранее работал в DuPont, изобрели устройство для распыления инсектицида в мелкодисперсном тумане, используя вариант оригинальной смеси Миджли под названием Фреон-12 в качестве аэрозольного пропеллента. После того, как в 1942 году Филиппины погибли от малярии, военные США увеличили производство «насекомых-бомб» для защиты войск от болезней, переносимых насекомыми, что в конечном итоге породило целую аэрозольную промышленность, которая использовала фреон для рассеивания всего, что связано с ДДТ. к лаку для волос. В то время новая утилита казалась еще одним примером того, как «химия помогает жить лучше», как гласил корпоративный слоган DuPont. «Двойное наслаждение — это дихлордифторметан с его тринадцатью согласными и десятью гласными», — писала The Times. «Он приносит смерть насекомым, переносящим болезни, и дарит прохладу человеку, когда июльское и августовское солнце печет городские тротуары. Этот чудо-газ широко известен как фреон-12».
Две инновации — этил и фреон, созданные одним человеком, руководившим одной лабораторией в течение примерно 10 лет. В совокупности эти два продукта принесли компаниям, которые их производили, миллиарды долларов дохода и предоставили бесчисленному количеству обычных потребителей новые технологии, которые улучшили качество их жизни. В случае с фреоном газ позволил использовать другую технологию (охлаждение), которая предложила потребителям значительные улучшения в виде безопасности пищевых продуктов. И все же каждый продукт, в конце концов, оказывался опасным в почти невообразимых масштабах.
История любого крупного технологического или промышленного прогресса неизбежно омрачена менее предсказуемой историей непредвиденных последствий и вторичных эффектов — того, что экономисты иногда называют «внешними эффектами». Иногда эти последствия безобидны или даже полезны. Гутенберг изобретает печатный станок, и уровень грамотности растет, что заставляет значительную часть читающей публики впервые нуждаться в очках, что вызывает всплеск инвестиций в производство линз по всей Европе, что приводит к изобретению телескопа и микроскоп. Часто вторичные эффекты кажутся принадлежащими совершенно другой сфере общества. Когда Уиллис Кэрриер пришел к идее кондиционирования воздуха, эта технология в первую очередь предназначалась для промышленного использования: обеспечение прохладного и сухого воздуха для заводов, которым требовалась среда с низкой влажностью. Но как только кондиционеры вошли в дома — отчасти благодаря радикальному прорыву фреона в области безопасности — это вызвало одну из крупнейших миграций в истории Соединенных Штатов, позволив подняться мегаполисам, таким как Феникс и Лас-Вегас, которые едва существовали. когда Кэрриер впервые начал возиться с этой идеей в начале 1900-х годов.
Иногда непредвиденные последствия возникают, когда потребители используют изобретение неожиданным образом. Эдисон, как известно, думал, что его фонограф, который он иногда называл «говорящей машиной», в первую очередь будет использоваться для записи под диктовку, что позволит массам отправлять альбомы записанных писем через почтовую систему; то есть он думал, что портит почту, а не музыку. Но затем более поздние новаторы, такие как братья Пате во Франции и Эмиль Берлинер в Соединенных Штатах, обнаружили гораздо более широкую аудиторию, готовую платить за музыкальные записи, сделанные потомками оригинального изобретения Эдисона. В других случаях оригинальная инновация появляется в мире под видом игрушки, тайно пронося какую-то захватывающую новую идею на службе у развлечения, которая порождает множество подражателей в более престижных областях, подобно тому, как аниматронные куклы середины 1700-х вдохновили Жаккарда. изобрести первый «программируемый» ткацкий станок, а Чарльз Бэббидж изобрел первую машину, соответствующую современному определению компьютера, что подготовило почву для революции в программируемых технологиях, которая бесчисленным образом изменила XXI век.
Мы живем под надвигающейся бурей самого важного непредвиденного последствия современной истории, к которому также приложили руку Миджли и Кеттеринг: изменение климата, вызванное углеродом. Представьте себе огромное количество изобретателей, чьи идеи положили начало промышленной революции, всех предпринимателей, ученых и любителей, приложивших к этому руку. Выстройте тысячу из них и спросите их всех, что они надеялись сделать со своей работой. Никто не сказал бы, что их целью было внести в атмосферу достаточно углерода, чтобы создать парниковый эффект, задерживающий тепло на поверхности планеты. И все же мы здесь.
Этил и фреон принадлежали к одному и тому же общему классу вторичных эффектов: нововведениям, непреднамеренные последствия которых проистекают из каких-то отходов, которые они выделяют. Но потенциальные угрозы для здоровья от этилового спирта были очевидны в 1920-х годах, в отличие, скажем, от долгосрочных последствий накопления углерода в атмосфере в первые дни промышленной революции. Темная правда об Ethyl заключается в том, что все, кто участвовал в его создании, видели неопровержимые доказательства того, что тетраэтилсвинец был шокирующе вредным для человека. Сам Миджли лично испытал на себе опасность отравления свинцом благодаря своей работе в Дейтоне по разработке этилового спирта в лаборатории. В начале 1923 года Миджли сослался на состояние здоровья, отказавшись от приглашения на собрание Американского химического общества, где он должен был получить награду за свое последнее открытие. «Примерно после года работы с органическим свинцом, — писал он в организацию, — я обнаружил, что мои легкие пострадали и что необходимо бросить всю работу и получить большой запас свежего воздуха». В шутливой записке своему тогдашнему другу Миджли писал: «Лекарство от указанного недуга не только чрезвычайно простое, но и весьма восхитительное. Это значит собираться, садиться на поезд и искать подходящее поле для гольфа в штате Флорида».
Миджли действительно оправился от отравления свинцом, но другим ранним участникам бизнеса Ethyl повезло меньше. Через несколько дней после открытия первого завода по массовому производству тетраэтилсвинца на заводе DuPont Deepwater в Нью-Джерси Миджли и Кеттеринг оказались ответственными за одну из самых ужасающих глав в истории зверств индустриальной эпохи. На восточном берегу реки Делавэр, недалеко от штаб-квартиры DuPont в Уилмингтоне, предприятие Deepwater уже имело долгую историю промышленных аварий, в том числе серию смертельных взрывов при его первоначальной операционной роли по производству пороха. Но как только он начал производить Этил в больших масштабах, завод превратился в сумасшедший дом. «Восемь рабочих завода по производству тетраэтилового газа DuPont в Дип-Уотер, недалеко от Пеннс-Гроув, штат Нью-Джерси, умерли в бреду от отравления тетраэтилсвинцом за 18 месяцев, и еще 300 человек пострадали», — позже напишет The Times в отчете о расследовании. «Один из ранних симптомов — галлюцинации крылатых насекомых. Жертва делает паузу, возможно, во время работы или в рассудочном разговоре, пристально смотрит в пространство и хватается за что-то, чего там нет». В конце концов, жертвы впадали в жестокое, саморазрушающее безумие. Один рабочий бросился с парома в попытке самоубийства; другой выпрыгнул из окна больницы. Многих пришлось надеть смирительные рубашки или привязать к кроватям, поскольку они бились в конвульсиях от ужаса. До того, как работа на заводе была остановлена, галлюцинации роящихся насекомых получили такое широкое распространение, что пятиэтажное здание, где производился Этил, называли «домом бабочек».
Возможно, самым убедительным доказательством против Миджли и Кеттеринга является тот факт, что оба они прекрасно знали, что существует по крайней мере одна потенциальная альтернатива тетраэтилсвинцу: этанол, обладающий многими из тех же антидетонационных свойств, что и свинец. Но, как отмечает Джейми Линкольн Китман в «Тайной истории свинца»: «GM не могла диктовать инфраструктуру, которая могла бы поставлять этанол в тех объемах, которые могут потребоваться. Не менее тревожно и то, что любой идиот с перегонным аппаратом мог сделать это дома, а в те дни это делали многие». На первый взгляд, этиловый спирт казался гораздо более безопасным вариантом, учитывая то, что было известно о свинце как яде, и разворачивающиеся трагедии на Дипуотере и других заводах. Но запатентовать алкоголь нельзя.
В мае 1925 года главный хирург сформировал комитет для расследования опасности этилового спирта для здоровья, и были проведены публичные слушания. Кеттеринг и другие деятели отрасли выступили против группы врачей и ученых. В январе следующего года комитет официально установил, что убедительных доказательств риска для населения при использовании этилированного бензина нет. Через несколько недель заводы снова заработали, а в течение десяти лет этил был включен в 90 процентов всего бензина, продаваемого в Америке.
Первое реальное свидетельство истинного воздействия этилированного бензина на окружающую среду появилось в результате одного из самых легендарных случайных открытий 20-го века. В конце 1940-х геохимик Клэр Паттерсон вместе с коллегами из Чикагского университета приступил к амбициозному проекту по более точному определению истинного возраста Земли, который на тот момент считался немногим более трех миллиардов лет. Подход Паттерсона проанализировал небольшое количество урана, содержащегося в минеральном цирконе. Циркон в исходном состоянии не содержит свинца, но уран производит свинец с постоянной скоростью по мере своего распада. Паттерсон предположил, что измерение соотношений различных изотопов свинца в данном образце циркона даст ему точный возраст циркона, что было важным первым шагом в его стремлении вычислить истинный возраст самой Земли. Но Паттерсон быстро обнаружил, что измерения практически невозможно провести — потому что в атмосфере было слишком много окружающего свинца, чтобы получить точные показания.
В конце концов, после переезда в Калифорнийский технологический институт несколько лет спустя, Паттерсон построил тщательно продуманную «чистую комнату», где он смог провести достаточно незагрязненных измерений, чтобы доказать, что Земля на миллиард лет старше, чем считалось ранее. Но его борьба с загрязнением свинцом в лаборатории также отправила его в параллельное путешествие, чтобы задокументировать огромное количество свинца, которое осело в каждом уголке планеты в современную эпоху. Анализируя образцы ледяных кернов из Гренландии, он обнаружил, что концентрация свинца увеличилась в четыре раза за первые два столетия индустриализации. Краткосрочные тенденции были еще более тревожными: за 35 лет, прошедших с тех пор, как этиловый бензин стал стандартом, концентрация свинца в кернах полярного льда выросла на 350 процентов. Другие исследователи, такие как врач из Филадельфии Герберт Нидлман, опубликовали исследования в 1970-х годах, предполагая, что даже низкие уровни воздействия свинца могут вызывать серьезные когнитивные дефекты у маленьких детей, включая снижение IQ. оценки и поведенческие расстройства.
Паттерсон и Нидлман были осуждены за свои открытия автомобильной и свинцовой промышленностью, но по мере накопления научных доказательств наконец возник консенсус в отношении того, что этилированный бензин оказался одним из самых вредных загрязнителей 20-го века, одним из самых вредных загрязнителей. оказались особенно сконцентрированы в городах. По оценкам, в глобальном масштабе отказ от этилированного бензина, начавшийся в 1970-х годах, спас 1,2 миллиона жизней в год. Как отметил Ахим Штайнер из Организации Объединенных Наций, «исключение этилированного бензина — это огромное достижение наравне с глобальной ликвидацией основных смертельных заболеваний».
Осознание того, что фреоны наносят вред окружающей среде, началось так же, как началось понимание воздействия свинца: с новой технологии измерения, а именно хитроумного устройства, известного как детектор электронного захвата. Изобретенный в конце 1950-х годов Джеймсом Лавлоком — британским ученым, который прославился более десяти лет спустя, сформулировав «гипотезу Гайи», — этот прибор мог измерять мельчайшие концентрации газов в атмосфере с гораздо большей точностью, чем это было возможно до сих пор. В некоторых из своих ранних наблюдений с устройством Лавлок обнаружил удивительно большое количество фреонов, причем в атмосфере над северным полушарием циркулирует больше их, чем над южным.
Выводы Лавлока пробудили интерес химиков Шервуда Роуленда и Марио Молины, которые в середине 1970-х годов сделали два тревожных открытия: во-первых, тот факт, что фреоны не имеют естественных «стоков» на Земле, где химическое вещество могло бы растворяться, а это означало, что все ХФУ, выброшенные в результате деятельности человека, в конечном итоге осядут в верхних слоях атмосферы; и, во-вторых, тот факт, что на таких больших высотах интенсивный ультрафиолетовый свет солнца заставил бы их окончательно разрушиться, выпустив хлор, который нанес существенный ущерб озоновому слою. Вскоре после того, как Роуленд и Молина опубликовали свою работу, появились доказательства того, что уровень озона в стратосфере над Южным полюсом истощился; дерзкий полет на большой высоте под руководством атмосферного химика Сьюзен Соломон в конечном итоге доказал, что «дыра» в озоновом слое была вызвана искусственными фреонами, которые Томас Миджли изобрел в своей лаборатории более 50 лет назад.
Как и в случае с этилированным бензином, отрасли промышленности, участвующие в производстве ХФУ, сопротивлялись попыткам уменьшить присутствие газа в атмосфере, но к концу 1980-х годов доказательства потенциального вреда стали неопровержимыми. (В отличие от нынешних дебатов о глобальном потеплении, не возникло ни одной основной политической группы, способной бросить вызов этому консенсусу, кроме участников отрасли, которые были финансово заинтересованы в продолжении производства ХФУ.) В сентябре 1987 года представители 24 стран подписали Монреальский протокол по веществам. Это разрушает озоновый слой, устанавливая график поэтапного отказа от производства и потребления ХФУ почти через 60 лет после того, как Кеттеринг сказал Мидгли найти решение проблемы хладагентов. Небольшой команде потребовалось всего несколько дней в лаборатории, чтобы решить проблему Кеттеринга, но потребовалось глобальное сотрудничество ученых, корпораций и политиков, чтобы исправить ущерб, который их творение непреднамеренно нанесло миру.
Основываясь на первоначальном исследовании Роуленда, проведенном в 1970-х годах, Национальная академия наук подсчитала, что продолжение производства ХФУ с той же скоростью приведет к разрушению 50 процентов озонового слоя к 2050 году. Около десяти лет назад международная группа ученых-климатологов создала компьютерную модель для смоделировать то, что произошло бы, если бы Монреальский протокол не вступил в силу. Результаты оказались еще более тревожными, чем прогнозировалось ранее: к 2065 году исчезнет почти две трети озонового слоя. В городах средних широт, таких как Вашингтон и Париж, всего пяти минут пребывания на солнце было бы достаточно, чтобы получить солнечный ожог. Заболеваемость раком кожи резко возросла бы. В исследовании 2021 года, проведенном учеными из Ланкастерского университета, рассматривалось влияние, которое продолжение производства ХФУ оказало бы на жизнь растений. Дополнительное УФ-излучение значительно уменьшило бы поглощение углекислого газа в результате фотосинтеза, создав дополнительные 0,8 градуса по Цельсию глобального потепления вдобавок к повышению температуры, вызванному использованием ископаемого топлива.
В своей книге 2020 года об экзистенциальном риске «Обрыв» оксфордский философ Тоби Орд рассказывает об опасениях, первоначально высказанных физиком Эдвардом Теллером за несколько месяцев до первого взрыва ядерного устройства, о том, что реакция деления в бомбе также может вызвать реакцию синтеза в окружающем азоте в атмосфере Земли, тем самым «охватив Землю пламенем… и [уничтожив] не только человечество, но и всю сложную жизнь на Земле». Обеспокоенность Теллера вызвала бурные дебаты среди ученых Манхэттенского проекта о вероятности непреднамеренной цепной реакции в атмосфере. В конце концов, они решили, что огненная буря, охватившая весь мир, вряд ли произойдет, и Тринити-испытание состоялось, как и планировалось, в 5:29 утра по местному времени утром 16 июля 1945 года. Опасения Теллера оказались необоснованными, и в сотни ядерных взрывов с тех пор не вызвали никаких апокалиптических атмосферных цепных реакций. «Физики с большим пониманием ядерного синтеза и с компьютерами, помогающими в их расчетах, подтвердили, что это действительно невозможно», — пишет Орд. «И все же, был своего рода риск».
Орд датирует зарождение того, что он называет Обрывом — эпохой экзистенциального риска — тем июльским утром 1945 года. команда охотилась за лисами через периодическую таблицу к разработке хлорфторуглеродов. Теллер, в конце концов, ошибался насчет воображаемого апокалипсиса с цепной реакцией. Но фреоны на самом деле вызвали цепную реакцию в атмосфере, которая, если бы она не ослабла, вполне могла изменить жизнь на Земле, какой мы ее знаем. Был ли фреон «полностью безвредным для человека или животных», как однажды заявил Кеттеринг, зависело от используемой вами шкалы времени. В масштабе лет и десятилетий это, скорее всего, спасло много жизней: предохранило продукты от порчи, позволило безопасно хранить и транспортировать вакцины, снизить смертность от малярии. Однако в масштабе века он представлял значительную угрозу для самого человечества.
Действительно, логично рассматривать ХФУ как предшественника той угрозы, с которой мы, скорее всего, столкнемся в ближайшие десятилетия, поскольку отдельные лица или небольшие группы все чаще могут создавать новые научные достижения — с помощью химии, биотехнологии или материаловедения — вызывая непредвиденные последствия, которые отражаются в глобальном масштабе. Доминирующими моделями технологического апокалипсиса в 20-м веке были вариации Манхэттенского проекта: контролируемое государством оружие массового уничтожения промышленного масштаба, с самого начала предназначенное для убийства в больших количествах. Но в 21-м веке экзистенциальные угрозы вполне могут исходить от новаторов, работающих в режиме Миджли, создавая новые опасности посредством, казалось бы, безобидного акта удовлетворения потребностей потребителей, только на этот раз с использованием CRISPR, или наноботов, или какого-то нового прорыва, о котором никто не думал. еще.
Все это делает необходимым задать вопрос: возможно ли, чтобы Миджли (и Кеттеринг) отклонились от пропасти и не выпустили в мир такие разрушительные силы? И построили ли мы с тех пор новую защиту, достаточную для того, чтобы какой-нибудь Миджли 21-го века не нанес планете такой же ущерб, или того хуже? Ответы на эти вопросы оказываются очень разными, в зависимости от того, является ли рассматриваемая инновация Этилом или Фреоном. Этилированный бензин, который в конечном итоге причинил гораздо больше вреда здоровью человека, чем фреоны, на самом деле представлял собой более управляемый и предотвратимый класс угроз. Что не дает нам спать по ночам, так это современный эквивалент хлорфторуглеродов.
В конце концов, использование этилированного бензина было ошибкой эпических масштабов, но ее также можно было предотвратить. Возникновение Ethyl было старой историей: частная компания, получающая прибыль от новой инновации, одновременно обобществляла затраты на ее непредвиденные последствия и преодолевала возражения в то время благодаря чистой коммерческой мощи. Было хорошо известно, что свинец опасен для здоровья; что производство самого Этила может иметь разрушительные последствия для человеческого тела и мозга; что автомобили, работающие на этиловом спирте, выбрасывают в атмосферу некоторое количество свинца. Единственный вопрос заключался в том, могут ли эти следовые количества вызывать проблемы со здоровьем сами по себе.
Вопрос о рисках для здоровья этилированного бензина для широкой публики был заведомо неизвестным. Риск для здоровья, связанный с фреоном, был более переменчивым зверем: неизвестное неизвестное.
Со времени слушаний главного хирурга в 1926 году мы изобрели огромное количество инструментов и институтов для изучения именно таких вопросов, прежде чем новый препарат появится на рынке. Мы создали чрезвычайно сложные системы для моделирования и прогнозирования долгосрочных последствий воздействия химических соединений как на окружающую среду, так и на здоровье человека. Мы разработали аналитические и статистические инструменты, такие как рандомизированные контролируемые испытания, которые могут выявить тонкие причинно-следственные связи между потенциальным загрязнителем или токсичным химическим веществом и неблагоприятными последствиями для здоровья. Мы создали учреждения, такие как Агентство по охране окружающей среды, которые пытаются не допустить появления на рынке этиловых спиртов 21-го века. У нас есть такие законы, как Закон о контроле над токсичными веществами от 1976 года, который должен гарантировать, что новые соединения проходят тестирование и оценку рисков, прежде чем они могут быть выведены на рынок. Несмотря на свои ограничения, все эти вещи — регулирующие институты, инструменты управления рисками — следует понимать как самостоятельные инновации, которые редко отмечаются так, как потребительские прорывы, такие как Ethyl или Freon. Нет никаких рекламных кампаний, обещающих «лучшую жизнь благодаря обдумыванию и контролю», хотя именно это и могут дать нам лучшие законы и институты.
Однако история с фреоном преподносит более тревожный урок. К концу 19-го века ученые заметили, что в спектре излучения, попадающего на поверхность Земли, существует загадочная граница, и вскоре они заподозрили, что газообразный озон каким-то образом ответственен за это «отсутствующее» излучение. Британский метеоролог Г.М.Б. Добсон провел первые крупномасштабные измерения озонового слоя в 1926 году, всего за несколько лет до того, как Кеттеринг и Миджли начали исследовать проблему стабильных хладагентов. Исследования Добсона потребовались десятилетия, чтобы прийти к всеобъемлющему пониманию. (Добсон выполнял всю свою работу с наземных наблюдений. Ни один человек даже не побывал в верхних слоях атмосферы до того, как швейцарский ученый и воздухоплаватель Огюст Пиккар и его помощник поднялись на высоту 52 000 футов в герметичной гондоле в 1931 году.) Полное научное понимание озона сам слой не возникнет до 1970-х годов. В отличие от Этила, где существовала явная неблагоприятная связь между свинцом и здоровьем человека, никто даже не подумал о том, что может существовать связь между тем, что происходит в змеевиках вашего кухонного холодильника, и тем, что происходит на высоте 100 000 футов над югом. Полюс. ХФУ начали наносить свой вред почти сразу после того, как фреон появился на рынке, но наука, способная понять тонкие атмосферные цепные реакции, лежащие в основе этого вреда, была еще через 40 лет.
Возможно ли, что сегодня мы делаем что-то, долгосрочные непредвиденные последствия которых не будут понятны науке до 2063 года? То, что на карте понимания гораздо меньше белых пятен, не подлежит сомнению. Но оставшиеся белые пятна привлекают всеобщее внимание. Мы уже сделали несколько смелых ставок на грани нашего понимания. Создавая ускорители частиц, такие как Большой адронный коллайдер, ученые всерьез обсуждали возможность того, что активация ускорителя вызовет создание крошечных черных дыр, которые за считанные секунды поглотят всю планету. Этого не произошло, и имелись веские доказательства того, что этого не произойдет, пока они не щелкнут выключателем. Но все равно.
Как заявили разработчики сценария, вопрос о вреде этилированного бензина для здоровья населения был заведомо неизвестен. Мы знали, что есть закономерный вопрос, на который нужно было ответить, но крупная промышленность просто крутила все расследование почти полвека. Риск для здоровья, связанный с фреоном, был более переменчивым зверем: неизвестное неизвестное. Не было возможности ответить на вопрос — вредны ли ХФУ для здоровья планеты? — в 1928 году, и никакого реального намека на то, что этот вопрос вообще стоило задать. Стали ли мы лучше представлять эти невообразимые угрозы? Кажется возможным, а может быть, даже вероятным, что у нас есть, благодаря разветвленной сети разработок: научная фантастика, планирование сценариев, экологические движения и, в последнее время, так называемые долгосрочные сторонники, среди которых Тоби Орд. Но белые пятна на карте понимания остаются белыми пятнами. Трудно смотреть сквозь них.
Именно здесь становится важным вопрос временного горизонта. Долгосрочные сторонники очень огорчены тем, что сосредоточены на отдаленном научно-фантастическом будущем и игнорируют наши сегодняшние страдания, но с определенной точки зрения вы можете интерпретировать историю Миджли как опровержение этих критиков. Насыщать наши города токсичными уровнями окружающего свинца в течение более чем полувека было ужасной идеей, и если бы мы думали об этом десятилетнем временном горизонте еще в 1923 году, мы могли бы сделать другой выбор — возможно, принять этанол вместо этил. И результаты этого долгосрочного подхода имели бы явный прогрессивный уклон. Положительное влияние на малообеспеченные, маргинализированные сообщества было бы намного сильнее, чем на богатых предпринимателей, ухаживающих за своими лужайками в пригородах. Если дать современному активисту-экологу машину времени и дать ему одно изменение в 20-м веке, трудно представить более последовательное вмешательство, чем закрытие лаборатории Томаса Мидгли в 1920 году.
Но история с фреоном предполагает другой аргумент. Было бесполезно расширять наш временной горизонт при оценке потенциального воздействия ХФУ, потому что у нас просто не было концептуальных инструментов для проведения таких расчетов. Учитывая ускорение развития технологий со времен Миджли, пытаться представить, где мы будем через 50 лет, а тем более через 100, — пустая трата ресурсов. Будущее слишком непредсказуемо или включает в себя переменные, которые нам пока не видны. Вы можете иметь самые лучшие намерения, запуская свои долгосрочные сценарии, пытаясь представить все непреднамеренные побочные эффекты. Но на каком-то уровне вы обрекли себя на погоню за призраками.
Ускорение технологий бросает еще одну зловещую тень на наследие Миджли. Многое было сделано из его статуса «экологической катастрофы одного человека», как назвал его The New Scientist. Но на самом деле его идеи нуждались в огромной системе поддержки — промышленных корпорациях, вооруженных силах Соединенных Штатов, — чтобы превратить их в силы, способные изменить мир. Кеттеринг и Миджли работали в мире, управляемом линейными процессами. Вам нужно было проделать большую работу, чтобы масштабировать свою инновацию, если вам посчастливилось изобрести что-то стоящее масштабирования. Но большая часть промышленной науки, которая сейчас исследует границы этих белых пятен — синтетическая биология, нанотехнологии, редактирование генов — включает в себя технологии другого типа: вещи, которые создают копии самих себя. Сегодня передовая наука о борьбе с малярией — это не аэрозольные баллончики; это технология «генного драйва», которая использует CRISPR для изменения генетики комаров, позволяя генным последовательностям, созданным человеком, распространяться в популяции — либо уменьшая способность насекомых распространять малярию, либо приводя к их вымиранию. Гигантские промышленные предприятия эпохи Миджли уступают место нанофабрикам и биотехнологическим лабораториям, где новые достижения не столько производятся, сколько выращиваются. В недавнем эссе в «Бюллетене ученых-атомщиков» подсчитано, что сейчас, вероятно, более 100 человек обладают навыками и технологиями, позволяющими в одиночку реконструировать организм, подобный вирусу оспы Variola major, возможно, величайшему убийце в истории человечества.
Показательно, что два момента, когда мы стояли на самом краю «пропасти» Тоби Орда в 20-м веке, включали цепные реакции: реакцию синтеза, вызванную испытанием Тринити, и цепную реакцию, вызванную фреонами в озоновом слое. Но самовоспроизводящиеся организмы (или технологии) представляют собой риск другого порядка — экспоненциальный, а не линейный — будь то вирусы, созданные в результате исследований по увеличению функциональности, чтобы быть более смертоносными, выбравшиеся в дикую природу через утечку из лаборатории или преднамеренный террористический акт, или сбежавшая нанофабрика, производящая микроскопические машины для какой-то замечательной цели, выходящей из-под контроля ее создателя.
В своей книге 2015 года «Опасный мастер: как не дать технологиям выйти из-под нашего контроля» Венделл Уоллах рассказывает о классе тревожных технологий ближайшего будущего, которые обычно подходят под эгиду «игры в Бога»: клонирование, редактирование генов, «лечение» смерти, создание синтетических форм жизни. Есть что-то пугающе божественное в масштабах воздействия, которое Томас Мидгли-младший оказал на нашу окружающую среду, но правда в том, что его нововведениям требовалась огромная инфраструктура, все эти заводы по производству этилового спирта и фреона, заправочные станции и аэрозольные баллончики, чтобы действительно принести пользу. это долгосрочное разрушение. Но сегодня, в эпоху искусственных репликаторов, гораздо легче представить себе Мидгли следующего поколения, играющего в Бога в лаборатории — с добрыми или злыми намерениями — и отправляющего свои творения древнейшей из команд: иди вперед и размножайся.
No comments:
Post a Comment