Ключевой технической проблемой в текстильной промышленности являлся процесс прядения. С незапамятных времен важнейшую роль в этом процессе играли пальцы – большие и указательные пальцы миллионов женщин, скручивавших ровницу и превращавших ее в пряжу. Прялка повысила производительность труда пряхи, но не устранила пальцев как орудия, преобразующего материал. Найти замену пальцам в прядении пытался англичанин Льюис Пол, первым выдвинувший идею об использовании вместо пальцев валков, между которыми протягиваются волокна. Он получил патент в 1738 г., но все же механизацию прядения обычно приписывают не ему, а Ричарду Аркрайту, работавшему через 30 с лишним лет после него. Машина Аркрайта, известная как «водяная рама», отличалась от системы Пола в одном важном отношении: в ней использовались две пары валков, вращающихся с разной скоростью и находящихся друг от друга на расстоянии, приблизительно равном длине самого длинного волокна в пряже. Все это делало машину Аркрайта работоспособной, в отличие от машины Пола. «Водяная рама» была неспособна производить тонкую пряжу, так как та рвалась при намотке на веретено.

«Водяную раму» дополняло другое изобретение – прялка «Дженни», запатентованная годом позже, но в реальности созданная в 1764 г. Идея такой машины пришла в голову ее изобретателю, Джеймсу Харгривсу, якобы после того, как на его глазах работавшая прялка повалилась на бок и продолжала крутиться еще несколько секунд. Харгривс понял, что для скручивания нити можно использовать не движение пальцев, а вращение самого колеса. В «Дженни» пряжа скручивалась путем вращения веретен, сматывавших ровницу с початков, причем роль пальцев играл металлический стержень, направлявший пряжу на веретено с помощью падающей шпильки. Вместо одного веретена, вращавшегося от колеса, в машине Харгривса использовалось сразу несколько веретен, что позволяло одновременно прясть много нитей. Однако качество пряжи было невысоким, и та годилась лишь на уток. Более того, на «Дженни» было очень неудобно работать – взрослым пряхам приходилось сгибаться над ней почти вдвое (Hills, 1979). Объединив валки «водяной рамы» с множеством веретен в «Дженни», удалось создать мюль-машину – первую настоящую прядильную машину, изобретенную Сэмюэлем Кромптоном в 1779 г. Мюль-машина, одно из самых знаменитых изобретений в истории, имела передвигавшуюся взад-вперед каретку. При этом установленные на ней веретена быстро вращались и совместно с валками скручивали пряжу, которая затем наматывалась на катушки. Пряжа нигде сильно не натягивалась, что резко снижало вероятность ее обрыва. Мюль-машина позволяла производить более дешевую и вместе с тем более тонкую, крепкую и однородную хлопчатобумажную пряжу, чем когда-либо прежде. В результате хлопчатобумажная промышленность стала развиваться невиданными доселе темпами. До Кромптона хлопчатобумажная пряжа, производившаяся в Англии, была недостаточно прочной для того, чтобы служить основой ткани, и хлопок приходилось использовать в сочетании с пряжей других видов. Благодаря мюль-машине появилась возможность выпускать чисто хлопчатобумажные ткани. Мюль-машина была особенно пригодна для изготовления тонкой пряжи; грубую пряжу еще долго производили на прялках «Дженни», так как те были дешевле и могли без проблем использоваться в надомном производстве. Наряду с «Дженни» в нем применялись и «водяные рамы», и мюль-машины, но вскоре выяснилось, что более подходящим местом для эксплуатации новых прядильных технологий является фабрика (Landes, 1986). Тем не менее нет особых оснований связывать промышленную революцию с возникновением фабричной системы; определенный технический прогресс наблюдался и в надомной индустрии, порой существовавшей в симбиозе с фабриками.

РИС. 27. Принципиальная схема прядильной машины Уайета – Пола и «водяной рамы» Аркрайта. Источник: D. S. L. Cardwell, Turning Points in Western Technology, Science History Publications.

Прядильные технологии впоследствии совершенствовались, но главные прорывы были осуществлены уже к 1780 г. В 1780-е гг. новый станок был оснащен приводом от паровой машины, хотя в первые годы чаще использовались мускульная сила и гидроэнергия. Самодействующая мюль-машина, запатентованная Ричардом Робертсом (ее усовершенствованная версия появилась в 1830 г.) стала триумфом британской конструкторской мысли, по выражению Мэнна (Mann, 1958, p. 290), представляя собой «почти идеальную машину». Автоматический механизм управлял движением каретки, вытягивавшей и наматывавшей пряжу, что отменяло необходимость в рабочем, передвигавшем каретку и ставившем на место падающую шпильку. Но несмотря на очевидные преимущества такой системы, она внедрялась так медленно, что патентное ведомство решило продлить патент еще на семь лет. Возможно, причина заключалась в том, что автоматический механизм стоил дорого, а получить долгосрочный кредит на приобретение средств производства было непросто. Во-вторых, примерно до 1860 г. самодействующие станки были более пригодны для изготовления грубой пряжи, из которой получалась неплотная ткань. В-третьих, структура рабочей силы, сложившаяся на фабриках с обычными мюль-машинами, в рамках которой существовала должность «смотрителя», отчасти выполнявшего функции управляющего и надзирателя, могла обладать известной инерцией, так как «смотрители» явно не были заинтересованы в распространении устройства, ослаблявшего их авторитет на рабочем месте, поскольку оно превращало прядильщиков из квалифицированных мастеров в простую обслугу станков. Изобретение самодействующего станка было непосредственно нацелено на ослабление позиций этих работников, чего так и не удалось добиться (Lazonick, 1979). Соответственно, снижение издержек, возможное благодаря распространению самодействующих станков, оказалось ограниченным, препятствуя их широкому внедрению. Некоторое представление о степени усовершенствований можно получить из оценок Чэпмена (Chapman, 1972), вычислившего время, необходимое для производства 100 фунтов хлопчатобумажной пряжи. Индийскому прядильщику, работавшему по «старой технологии», вручную, на это требовалось около 50 тыс. часов. Валки Аркрайта и мюль-машина к 1790-м гг. сократили это время примерно до 300 часов, а самодействующий станок – до 135 часов.

Несмотря на то что технологии прядения подверглись наиболее ярким усовершенствованиям, прогресс на других стадиях хлопчатобумажного производства тоже был впечатляющим. Хлопкоочистительная машина «коттон-джин», изобретенная в 1793 г. Илаем Уитни, обеспечила поступление дешевого хлопка-сырца на британские фабрики. В 1742 г. Льюис Пол получил патент на кардную машину, впоследствии усовершенствованную Аркрайтом, который первым применил большие валки при подготовке ровницы для «водяной рамы». Готовая пряжа отбеливалась с помощью хлора – этот процесс, разработанный в 1784 г. французским химиком Клодом Бертолле, в 1799 г. был модифицирован Чарльзом Теннантом, изготовившим хлорную известь из хлора и гашеной извести. Отбеливание хлором представляло собой принципиальное новшество, так как заключалось в окислении, а не в отмывании ткани от красителей; по оценкам историков химической промышленности, «последняя четверть XVIII в. не знала более важных достижений на этапе отделки текстильной продукции, чем искусство отбеливания» (Clow and Clow, 1952, p. 186). В 1783 г. Томас Белл изобрел металлические цилиндры для печати узоров на готовой ткани. Как полагал Эдвард Бейнс, один из первых историков британской хлопчатобумажной отрасли, печатный цилиндр Белла занимал то же место по отношению к ксилографии (ручная технология, использовавшаяся ранее в ситценабивном деле), какое «водяная рама» занимала по отношению к прялке (Baines, 1835, p. 265). В ткачестве внедрение машин шло медленнее. Первоначально совершенствовалось в основном лишь оборудование, применявшееся в надомном производстве, чем объясняется длительное процветание и выживание ткачей-надомников. В ткацком станке «дэнди», запатентованном Томасом Джонсоном в 1805 г., нить основы перемещалась автоматически, что ускоряло работу без каких-либо дополнительных усилий со стороны ткача. Первый механизированный ткацкий станок был создан в 1785 г. Эдмундом Картрайтом, предприимчивым священником-идеалистом, однако вполне работоспособной его машина стала лишь около 1815 г., а тонкая пряжа (подверженная более частым обрывам) начала использоваться на механических ткацких станках лишь в 1830-е гг.

Таким образом, в недолгий период с 1760 по 1800 гг. хлопчатобумажную промышленность накрыла волна лихорадочного изобретательства. Хлопок сочетает в себе качества, привлекательные и для потребителей, и для производителей: сделанные из него ткани хорошо красятся, легко отстирываются и гораздо лучше пропускают воздух, чем шерстяные и льняные. По сравнению с главными конкурентами – шерстью и льном, – обработка хлопкового волокна легче поддается механизации. Более того, предложение хлопка-сырца отличалось высокой эластичностью. Неудивительно, что использование хлопка возрастало темпами, невиданными в текстильной промышленности, благодаря чему хлопчатобумажная отрасль считается главным двигателем экономического роста на ранних этапах промышленной революции.

РИС. 28. Самодействующая мюль-машина Ричарда Робертса (вид сбоку). Источник: W. S. Murphy. The Textile Industries, Vol. 3, Fig. 130. London, Gresham, 1910. E. Norman.

Еще с XVI в. английская шерстяная промышленность разделялась на две отрасли: изготовление шерстяных и камвольных тканей. Предварительное вычесывание шерсти в камвольной отрасли механизировалось медленнее всего. Несмотря на ряд запатентованных гребнечесальных машин, первые удачные гребнечесальные машины появились лишь в 1827 г. и были окончательно усовершенствованы французом Жозуэ Гейльманом, взявшим патент на свою машину в 1845 г. С другой стороны, система Аркрайта с двойными валками была хорошо приспособлена для производства камвольной пряжи. В шерстяной отрасли механизация происходила в обратном направлении: сперва была механизирована подготовка сырья, и лишь затем – прядение. Кардные машины с водяным приводом работали в Йоркшире уже в 1770-х гг., в то время как производство шерстяной пряжи на мюль-машинах было налажено лишь в 1816 г. Изготовление камвольных тканей на механических ткацких станках началось после 1820 г., но здесь эти станки внедрялись медленнее, чем в хлопчатобумажной промышленности. С другой стороны, шерстяная пряжа была слишком непрочной для механических ткацких станков, и механизация в этом секторе задержалась до 1840-х гг. Ручное изготовление шерстяных тканей продержалось дольше, чем камвольное и хлопчатобумажное надомное ткачество. На стадии отделки шерстяных тканей инновации сталкивались с определенным сопротивлением, но и здесь механизация оказалась неизбежной.

РИС. 29. Станок с цилиндрами для набивки ситца, изобретенный Томасом Беллом в 1785 г. Источник: Archibald Clow and Nan L. Clow, The Chemical Revolution, Batchworth Press, London.

Подобно шелку, камвольные ткани были тонким и сравнительно дорогим материалом, изготовлявшимся на так называемых жаккардовых станках – одном из самых впечатляющих изобретений той эпохи. Жаккардовый станок был в 1801 г. усовершенствован лионским ткачом Жозефом-Мари Жаккаром после сотни лет предпринимавшихся французами попыток изобрести станок, который бы автоматически вплетал в ткань узоры (Usher, 1954, p. 288–295)[51]. Вид узора определялся карточками, в которых были пробиты отверстия, отображавшие информацию наподобие двоичного кода. В эти отверстия входили штырьки с присоединенными к ним проволоками, управлявшие работой станка. Жаккардовый станок обеспечивал экономию труда, так как заменял подручного автоматическим устройством, и при этом позволял ткать более разнообразные и сложные узоры. Более того, он устранял частые и дорогостоящие ошибки, совершавшиеся при работе на ручном станке. Несмотря на сопротивление французских ткачей, жаккардовый станок быстро внедрялся в лионском регионе. Уже через десять лет после его изобретения во Франции действовало 11 тысяч таких станков. После 1820 г. началось его распространение в Великобритании, ускорившееся в конце 1830-х гг. (Rothstein, 1977)[52]. Но если не считать жаккардового станка, шелковая отрасль изменилась мало. Шелкокрутильное производство, когда-то самое передовое из всех текстильных отраслей, пребывало в застое, и к 1825 г. считалось отсталым (English, 1958, p. 311).

РИС. 30. Этапы создания жаккардового станка: 1) бумажная катушка Фалькона; 2) цилиндр де Вокансона; 3) бесконечная лента из карточек, предложенная Жаккаром. Управляющий механизм изображен в центре. Источник: Macmillan London Ltd.

В старинной и почтенной льняной отрасли механизация проходила с трудом. В льняной кудели встречаются волокна, содержащие резиноподобное вещество, которое необходимо растворить перед началом прядения. Толчком к ускорению работ послужили наполеоновские войны, во время которых материковая текстильная промышленность была отрезана от источников хлопка-сырца. Наполеон, заинтересованный в благополучии отрасли, обещал крупную награду тому изобретателю, который сделает для льна то же, что сделали Аркрайт и Кромптон для хлопка. В 1810 г. француз Филипп де Жирар усовершенствовал процесс «мокрого прядения», при котором кудель перед подачей на веретено вымачивалась в горячем щелочном растворе. Эта идея была внедрена в Лидсе в 1825 г., после чего механизация льнопрядения пошла быстрыми темпами. Предварительные этапы подготовки кудели, на которых материал трепался и вычесывался (примерно так же, как он вычесывается в шерстяном, камвольном и хлопчатобумажном производстве), – представлявшие собой надомную отрасль с высоким уровнем трудоинтенсивности, – были механизированы в 1830-е гг., хотя самая тонкая льняная пряжа все равно делалась из кудели, вычесанной вручную. Более того, применение механических станков в льноткачестве затруднялось из-за недостаточной эластичности льняных волокон, вызывающей обрывы туго натянутой нити. Даже в 1850 г. по всей Великобритании насчитывалось чуть более 1000 механических ткацких станков в льняной отрасли, по сравнению с 42 тыс. станков в шерстяной и камвольной и четверти миллиона – в текстильной отрасли. Технические сложности, связанные с механизацией льняного производства, привели к его резкому упадку, что имело катастрофические последствия для регионов, традиционно специализировавшихся на нем, таких как Ирландия и Западная Бельгия.