phần vì ngành công nghiệp nặng. Tiểu thuyết gia Victoria Trollope, đến thăm Canada và Mỹ vào năm 1861, đã kết luận Pittsburgh là “nơi tối tăm nhất mà tôi từng thấy.” Cảnh ở đây “đẹp như tranh vẽ,” Trollope nghĩ, “những ngọn núi trải xuống thị trấn, dòng sông rộng và chảy xiết.” Pittsburgh nằm dưới chân dãy Allegheny, trong một thung lũng sâu nơi hai con sông gặp nhau, là lý do khiến thành phố ứ đọng khói: “Ngay cả màu đen bẩn thỉu và kỳ lạ của nơi này vẫn đẹp như tranh vẽ khi nhìn từ trên cao xuống. Người ta vẫn có thể trông thấy mái nhà thờ, và một số của các tòa nhà lớn hơn có thể được trông thấy một phần qua lớp khói dày, màu nâu lắng đọng. Nhưng chính thành phố bị chôn vùi trong một đám mây dày đặc.”[11] Sự xuất hiện của than mỡ trong các đỉnh núi đó đã khiến dân Pittsburgh chuyển từ gỗ qua than vào đầu thế kỷ 19, sớm hơn nửa thế kỷ so với cư dân các thành phố khác ở Mỹ. “Dân số thấp,” theo một sử gia người Pennsylvania, “nhân công cũng ít, và thời gian là quý giá ở các thị trấn phía tây sầm uất. Than khai thác từ Đồi Than, nhìn ra Pittsburgh, có thể được vân chuyển bằng xe ngựa đến tận cửa với giá chỉ năm xu một gia.
Vùng than của Pennsylvania. Vùng xám ở phía tây là than mưỡ; vùng tối về phía đông là than anthracite, hiếm hơn nhưng tương đối không khói. Mô hình này đủ rẻ và tiện lợi hơn nhiều so với việc tự lấy gỗ.”[12] Kết quả này, đối với Trollope, là một cảnh quan đen đúa rõ ràng khiến ông thích thú: “Tôi không bao giờ yêu được khói và bụi bẩn nữa, ông tiếp tục mô tả tình trạng ở Pittsburgh vào năm 1861, “khi tôi đứng đây và nhìn bóng tối của đêm đen kéo đến gần từ muội than lơ lửng trên những đỉnh nóc nhà thành phố. Tôi không thể nói rằng tôi đã thấy mặt trời lặn, vì mặt trời đã không xuất hiện hôm đó. Tôi nên nói rằng mặt trời không bao giờ chiếu sáng tại Pittsburgh, kể từ khi những người nước ngoài đến thăm London vào tháng 11 tuyên bố rằng mặt trời không bao giờ chiếu sáng chốn này nữa.”[13] Ông gọi là “cánh cửa địa ngục đã mở ra.”[14]
Pittsburgh quan sát từ Đồi Than năm 1910, gần như bị khói che khuất hẳn. Charles Dickens, Arthur Conan Doyle và Robert Louis Stevenson, giữa vô số cây viết khác, đã lấy cảm hứng từ ô nhiễm khói để tô màu cho bầu không khí của các tác phẩm văn học cuối thời Victoria ở London của họ. Nhân vật luật sư, người dẫn chuyện trong tác phẩm kinh dị của Stevenson Strange Case of Dr. Jekyll and Mr. Hyde (Bác sĩ Jekyll và ông Hyde), khi Ở London trên đường đến nhà Jekyll để tìm hiểu một vụ giết người, đã đi qua “một tấm áo choàng màu sô cô la vĩ đại rủ xuống từ thiên đường.”[15] Mối liên hệ giữa khói với sự rối loạn đạo đức đã nở rộ ở Mỹ khi các nhà hoạt động cho quyền lợi của tầng lớp trung lưu tìm cách biện minh cho việc coi nhẹ vấn đề này vào thời điểm mà các bệnh cấp bách hơn - các bệnh nhiễm qua đường nước và không khi như thương hàn, kiết lỵ và các bệnh khác - trở thành ưu tiên của các quan chức y tế. Bà John B. Sherwood, chủ tịch năm 1909 của Câu lạc bộ Phụ nữ Chicago, hoàn toàn chắc chắn về mối liên hệ giữa này. “Lớp voan khói đen của Chicago,” bà nói với các thành viên câu lạc bộ trong một bài phát biểu năm đó, “đã che khuất mặt trời và làm cho thành phố đen tối và ảm đạm,
chịu trách nhiệm cho hầu hết các vụ giết người thấp kém, bẩn thỉu và những tội ác khác trong địa phận thành phố. Một thành phố bẩn là một thành phố suy đồi, bởi vì các giống bẩn sản sinh ra đồi bại. Do đó khói và bồ hóng là suy đồi.” Đối với bà Sherwood cũng như đối với nhiều người Mỹ ngày nay, con số các vụ giết người có vẻ lớn hơn những con số thực tế: ba nguyên nhân hàng đầu gây tử vong ở Mỹ vào năm 1900 là viêm phổi (202 người chết trên 100.000 dân), bệnh lao (194 người chết trên 100.000 dân) và tiêu chảy/viêm ruột (143 người chết trên 100.000 dân).[16] Ngược lại, tỉ lệ giết người ở Mỹ năm 1900 chỉ là 1,2 người chết trên 100.000 dân, mức thấp lịch sử.[17] (Tỉ lệ năm 2016 là 4,9 người chết trên 100.000 dân.) Pittsburgh đã thoáng xuất hiện một tương lai khác hơn trong những thập niên cuối thế kỷ 19 khi khí đốt tự nhiên xuất hiện để cạnh tranh trong một thời gian ngắn với than. Khí đốt tự nhiên là sản phẩm phụ thường xuyên của việc khoan giếng nước mặn và dầu từ thời giếng Drake năm 1859 và trước đó. Ngoài phục vụ ứng dụng địa phương như làm muối, không ai biết phải làm gì với nó một khi nó đã đẩy dầu mỏ ra khỏi lòng đất. Các nhà sản xuất thường đốt nó đi. “Các giếng khí tự nhiên thường bị bỏ hoang khi không phát hiện được dầu,” sử gia David A. Waples cho hay, “để cho thoát khí tự do. Nếu đốt cháy một cách có chủ đích hoặc vô tình bởi ma sát, sét hoặc bất cẩn, chúng sẽ cháy trong nhiều tháng hoặc nhiều năm.”[18] Vấn đề với khí đốt tự nhiên luôn là làm thế nào để cung cấp nó từ giếng cho khách hàng, với áp lực phù hợp. Khí đốt nhân tạo do nhà máy cung cấp có lợi thế của việc sản xuất được kiểm soát và đặt ở gần, từ đó nó có thể được dẫn như nước với áp suất được kiểm soát. Khí đốt tự nhiên cần đường ống phân phối từ đầu giếng đến điểm sử dụng, và công nghệ xây dựng các đường ống chống rò rỉ có thể cung cấp khí có áp suất tự nhiên khác nhau qua nhiều dặm của các khu vực đang phát triển một cách chậm chạp. Các đường ống dẫn khí ban đầu ở Pennsylvania được đúc bằng gang, vặn lại với nhau và hàn kín. Sắt tinh luyện thay thế gang trong thập niên cuối thế kỷ 19.[19] Nhưng khí đốt tự nhiên rẻ hơn than nhiều và sức nóng của nó đều hơn, những phẩm chất khiến nó trở nên hấp dẫn đối với quá trình gia nhiệt ở Pittsburgh với nhiều nhà máy thủy tinh và nhà máy thép. Công ty Sắt miền Tây Vĩ đại là công ty đầu tiên ở khu vực Pittsburgh sử dụng khí đốt tự nhiên vào khoảng năm 1870.[20] Nhiều nhà sản xuất
khác theo sau. Đến năm 1885, Pittsburgh đã có hơn 800 km đường ống dẫn khí tự nhiên.[21] Các nhà sản xuất khí đốt nhân tạo, với chi phí khí đốt cao hơn so với khí đốt tự nhiên khiến họ không đủ triển vọng cạnh tranh và quay sang căm tức đối thủ mới. Một câu chuyện mà họ đã nói với ủy ban khí đốt Pittsburgh để thuyết phục họ cấm khí đốt “áp lực cao” trong thành phố, Waples viết, liên quan đến một chủ trại ngựa đã “đánh một que diêm để thắp đèn lồng và khí ga rò rỉ gần đó đã thổi bay [ông ta] 30 feet vào không trung, giết chết một con ngựa và thiêu rụi một tòa nhà.”[22] George Westinghouse tham gia kinh doanh khí đốt tự nhiên Pittsburgh vào năm 1884, sau khi ông khoan được một giếng trong khuôn viên dinh thự 32 phòng của mình trong khu vực Homewood giàu có của thành phố. Ông không phải là người đầu tiên, nhưng đến năm 1889, công ty do ông thành lập để khai thác khí đốt tự nhiên đã trở thành nhà sản xuất lớn nhất nước Mỹ. Để đi đầu trong việc phân phối một nguồn năng lượng mới, Westinghouse phải phát minh ra công nghệ cần thiết. Ông đã có 28 bằng sáng chế trong hai năm nỗ lực đầu tiên của mình, Waples ghi chú, bao gồm “những cải cách khoan giếng, đo hệ mét, các phương pháp để ngăn chặn rò rỉ khí, bộ điều chỉnh để kiểm soát không khí và khí trong lò hơi và điều khiển tự động tắt khí khi áp suất giảm, dập tắt lửa.”[23] Để điều chỉnh áp suất khí từ giá trị đầu giếng cao và không đều đến giá trị thấp và đủ ổn định cho hệ thống sưởi ấm gia dụng, Westinghouse đã phát minh ra đường ống dẫn khí tương đương với một máy biến áp: ông tăng đường kính của đường ống theo từng nấc khi chúng mở rộng từ đầu giếng đến trung tâm phân phối thành phố để khí được chuyển đổi với lượng lớn hơn nhưng với áp suất thấp hơn, một khái niệm mà sau này ông đã áp dụng cho hệ thống truyền tải điện xoay chiều. Giống như Edison, Westinghouse đã vay mượn các hệ thống từ một công nghệ này và áp dụng chúng ở dạng sửa đổi sang một công nghệ khác. Khí đốt tự nhiên làm giảm lượng tiêu thụ than ở Pittsburgh từ ba triệu tấn mỗi năm vào năm 1884 xuống một triệu tấn trong thập niên sau đó. Tuy nhiên, nguồn cung cấp khí ở gần đó có giới hạn và khi các mỏ khí cạn kiệt, ô nhiễm khói lại một lần nữa bóp nghẹt thành phố. “Chúng ta đang quay trở lại với khói,” một diễn giả nói với Hiệp hội Kỹ sư Pittsburgh vào năm 1892. “Chúng ta đã có bốn hoặc năm năm trong lành tuyệt vời ở
Pittsburgh, và tất cả chúng ta đều có thể trân trọng sự trong lành đó đến nhường nào.”[24] Chút hương vị của sự trong lành là thứ mà mọi thành phố của Mỹ được tận hưởng trong những thập niên đầu thế kỷ 20. Việc hạn chế khói của các thành phố phải bị ngưng lại để tập trung tăng sản xuất công nghiệp trong cả hai cuộc thế chiến. Chỉ khi có các đường ống dài để vận chuyển khí đốt tự nhiên sau Thế Chiến II thì cuối cùng bầu không khí mới được làm sạch. “Giảm tỉ lệ tử vong,” người tiên phong về sức khỏe cộng đồng ở Mỹ là Hermann Biggs đã viết vào năm 1911, “là biểu hiện và chỉ số thống kê chính của tiến bộ xã hội loài người.”[25] Năm 1900 tuổi thọ trung bình ở Mỹ là 47,3 năm, thấp hơn tuổi thọ năm 2015 ở Swaziland (49,18 tuổi), thấp nhất theo nghiên cứu của Liên Hợp Quốc so với ở bất cứ đâu trên thế giới.[26] Các phương pháp và công nghệ mới của thế kỷ 20, bất chấp những cuộc chiến tranh khủng khiếp, đã kéo dài tuổi thọ trung bình ở các quốc gia công nghiệp thêm hơn 30 năm.
PHẦN BA NHỮNG NGỌN LỬA MỚIH 15 QUÀ TẶNG CỦA CHÚA enry Ford đã làm việc cho Thomas Edison trước khi ông lắp ráp chiếc ô tô đầu tiên của mình. Năm 1891, chàng trai Ford hai mươi tám tuổi đã cùng vợ là Clara chuyển từ khu trang trại bang Michigan nơi ông sinh ra đến thành phố Detroit nơi ông đảm nhận vị trí kỹ sư ca đêm cho Công ty Chiếu sáng Edison. Nhiệm vụ chính của Ford là duy trì động cơ hơi nước phát điện cho khu trung tâm Detroit. Với kinh nghiệm từ trang trại và trải qua thời gian học nghề tại một công ty đóng tàu hơi nước cho khu vực Ngũ Đại Hồ, ông đã nắm vững về động cơ hơi nước. Đến năm 1893, Công ty Chiếu sáng Edison đã thăng chức ông thành kỹ sư trưởng. Sau khi chuyển đến Detroit, Ford bắt đầu chế tạo chiếc ô tô đầu tiên ở nhà xưởng mà ông đã dựng lên trong một nhà kho bằng gạch phía sau ngôi nhà hai tầng của mình. Ông gọi nó là xe bốn bánh (quadricycle) và nó giống một chiếc xe đạp bốn bánh có động cơ hơn là một chiếc ô tô. Với một động cơ xăng đốt trong bốn kỳ, hai xi-lanh công suất bốn mã lực được lắp đặt dưới băng ghế sau, bánh lái điều hướng, và không có phanh, nó chỉ nặng vỏn vẹn 227 kg.[1] Ông mất ba năm để thiết kế và lắp đặt nó, hoàn toàn bằng tay. (“Ford ngày ấy đang làm việc trong một thế giới không có các bộ phận ô tô,” một trong những người viết tiểu sử về Ford nói vui.[2]) Cỗ xe bốn bánh chính thức ra khỏi xưởng - sau khi mở rộng khung cửa gạch chật hẹp bằng búa tạ - vào lúc 2 giờ sáng một ngày mưa tháng 6 năm 1896.
Henry Ford tạo dáng trên chiếc ô tô đầu tiên của mình, cỗ xe bốn bánh nặng 227 kg xuất xưởng vào tháng 6 năm 1896. Động cơ nhỏ, dẫn động bánh sau, được gắn phía sau ghế ngồi. Ford không phải là nhà phát minh duy nhất chạy đua chế tạo xe không ngựa vào những năm 1890. “Đây luôn là niềm tin của tôi,” ghi chép của Hiram Percy Maxim, người chế tạo xe ô tô là con trai của người phát minh ra súng máy, “rằng tất cả chúng ta bắt đầu phát minh xe chạy bằng động cơ xăng cùng một lúc bởi vì rõ ràng là nền văn minh của chúng ta đã sẵn sàng cho phương tiện cơ khí.”[3] Vào năm 1896, chỉ có khoảng 300 ô tô lưu thông ở Mỹ, có thể kể tên như Philion Steam Car, Lambert Gasoline Buggy, Gottfried Schloemer Motor Wagon, Ellis, Duryea, Pioneer, Black, Perry Louis Electric, Columbia Electric Runabout, Balzar Quadricycle, DeLaVergine SixPassenger, DeLaVergine Dos-a-Dos, Hartley Steam Fourseater, Benton Harbor Autocycle, Riker Electric Tricycle, Hart Runabout.[4] Như tên của
chúng ngụ ý, một số là xe điện hoặc hơi nước; các xe khác, động cơ đốt trong, được cung cấp nhiên liệu khác nhau như khí đốt nhân tạo, xăng, cồn, dầu hỏa, chất lỏng cháy hoặc hỗn hợp nhiên liệu. Loại động cơ nào và nhiên liệu nào sẽ chiếm ưu thế vẫn chưa được xác định. Stanley Steamer là xe bán chạy nhất ở Mỹ vào năm 1898. Hai năm sau, sử gia Rudi Volti ghi lại, “trong số 4.192 chiếc xe được sản xuất tại Mỹ năm 1900, có 1.681 chiếc là xe hơi nước, 1.575 chiếc là xe điện và chỉ có 936 chiếc sử dụng động cơ đốt trong.”[5] Không chiếc nào trong số các thiết kế đa dạng này có cấu tạo giống với ô tô hiện đại. Động cơ làm mát bằng không khí của họ thường ẩn dưới ghế hoặc treo dưới khung gầm phía sau. “Xe ngựa là tiêu chuẩn,” Maxim nhớ lại, “và bất cứ điều gì khác biệt đều bị dè bỉu.”[6] Ngay cả khi được ngụy trang, những chiếc xe vẫn làm cho đám ngựa trên đường phố và đường quê giật mình. Connecticut yêu cầu người lái xe cơ giới tấp vào lề đường và dừng động cơ nếu có người lái ngựa đang đến gần giơ tay lên, và tiếp tục chờ đợi đến khi cỗ xe ngựa đã đi qua. “Tôi chắc chắn rằng trong những ngày đầu, chúng tôi tiêu tốn nhiều thời gian trấn an lũ ngựa bằng với thời gian chạy xe,” Maxim phàn nàn.[7] Động cơ đốt trong phát triển từ động cơ hơi nước. Cả hai đều sử dụng khí nóng giãn nở trong một xi-lanh kín để cung cấp năng lượng. Khí trong một động cơ hơi nước là hơi nước, được tạo ra bên ngoài bằng cách đun nóng nước trong nồi hơi và được đưa qua một van vào xi-lanh, nơi nó nở ra và đẩy vào piston kết nối với một thanh truyền chuyển động bên ngoài động cơ để quay một cặp bánh xe. Động cơ kéo hơi ban đầu rất nặng, nhưng những động cơ được thiết kế đối với ô tô, đặc biệt là động cơ của anh em Stanley, cặp song sinh sáng tạo đến từ Maine, thì rất nhẹ và hiệu quả: lò hơi trên chiếc Stanley Steamer chỉ nặng 40 kg và động cơ của nó chỉ nặng 16 kg.[8] Những chiếc xe hơi đầu tiên khởi động chậm, cần mười phút hoặc lâu hơn để tạo ra lượng hơi nước cần thiết. Điều đó đã thay đổi vào cuối thế kỷ với việc bổ sung đèn mồi lửa duy trì hơi nước trong các điểm dừng. Xe hơi đời đầu thổi hơi nước hao phí vào không khí thay vì thu