Jeśli urodziłeś się po 1992 roku, wyobraź sobie świat bez poczty elektronicznej. Żadnych telefonów komórkowych. Może to brzmieć jak fikcja historyczna, ale od ponad stulecia jest rzeczywistością. W tamtych czasach ludzie nie tylko siedzieli i wpatrywali się w pustą ścianę, czekając na wiadomości. Mieli własne szybkie łącze internetowe. Nie elektroniczne. Powietrze.
Jest to transport pneumatyczny. Nazwijmy to wiktoriańskim Internetem. Duże miasta zbudowały rozległe podziemne sieci rur. Sprężone powietrze przepycha przez nie kapsułki z niesamowitą prędkością. Dokumenty, pieniądze i drobne przedmioty dostarczane są w ciągu kilku sekund, a nie dni.
Poczta w Nowym Jorku korzystała z tego systemu do 1953 r. Poczta w Berlinie działała do 1976 r. To było całkiem niedawno. Zastąpiliśmy sieci fizyczne sieciami elektronicznymi, bo były szybsze i wygodniejsze. Ale zasada nadal działa. Zrozumienie działania systemów pneumatycznych wyjaśnia w dużej mierze nasze pragnienie natychmiastowej komunikacji.
Nauka o ssaniu i pchaniu
Technologia wygląda, jakby pochodziła prosto z filmu o Sherlocku Holmesie. Rury metalowe. Zawory szklane. Inżynieria wiktoriańska. Ale fizyka idzie jeszcze dalej.
Czapla Aleksandryjska. Grecki matematyk z I wieku naszej ery odkrył, że powietrze nie jest puste. Składa się z małych, niewidocznych cząstek. Cząsteczki Jeśli trzymasz je na małej przestrzeni, będą mocno odpychać. Jeśli stworzysz próżnię, pospieszą się, aby ją wypełnić.
Wykorzystał to do stworzenia prymitywnych silników parowych i śpiewających ptaków. Ale nie stworzył systemu dystrybucji. To było później.
Jerzego Medhursta. Inżynier brytyjski. W 1810 roku opublikował pierwszy plan szybkiego systemu transportu pneumatycznego. Obliczył, że gdy powietrze jest sprężone do ciśnienia 40 funtów na cal kwadratowy (psi), cząsteczki powietrza poruszają się z prędkością 500 stóp na sekundę. To około 1000 mil na godzinę.
W rzeczywistości naciśnięcie kapsułki spowalnia ją. Jednak możliwe jest osiągnięcie prędkości 100 mil na godzinę. Dla roku 1810 było to szaleństwo.
Medhurstowi nie udało się zbudować systemu. Zmarł w 1827 roku, zanim rozpoczęto budowę. Ale był plan. Pomysł zadziałał.
Dlaczego miasta budują sieci podziemne?
Po co zawracać sobie głowę kopaniem tuneli? Prędkość. Niezawodność.
Od połowy do końca XIX wieku miasta potrzebowały szybkiego przekazywania informacji. Banki musiały przelać gotówkę. Szpitale musiały przenosić próbki z laboratoriów. Poczta musiała przenosić listy.
Sieć rurociągów pneumatycznych stała się podstawą infrastruktury miasta. Była szybsza niż koń. Nie utknęła w korku. Nie przejmowała się deszczem ani śniegiem. Wrzucasz kapsułkę do otworu. Przeleciała przez tunel.
Tak działa biznes. Tak działa rząd. Była to fizyczna warstwa ery informacji przed erą cyfrową.
Tam, gdzie nadal używa się rur pneumatycznych
Jednak nie używamy ich już do wysyłania e-maili. Ale nie rezygnujemy całkowicie z technologii. Dziś służy szczególnemu, cennemu celowi.
Największymi użytkownikami są szpitale. Medyczne rurociągi pneumatyczne transportują próbki testowe, krew i leki między działami. To szybsze niż pielęgniarka biegnąca z pudełkiem. Jest to bezpieczniejsze niż powierzanie ważnych informacji medycznych kurierowi.
Niektóre banki nadal z nich korzystają. Do przenoszenia dużych ilości gotówki lub cennych dokumentów pomiędzy kasą a skarbcem. To bezpieczne. To fizyczne. Tego nie da się zhakować zdalnie.
Inne zakłady przemysłowe wykorzystują je do przenoszenia małych, krytycznych komponentów. Potraktuj to jako fizyczny interfejs API dla swojego budynku.
Dziedzictwo sprężonego powietrza
Technologia jest stara. Ale ta zasada jest wieczna. Nadal chcemy, żeby sprawy toczyły się szybko. Nadal chcemy natychmiastowej dostawy.
Po prostu zmieniliśmy środowisko. Od powietrza i metalu po elektronikę i światłowód.
System przewodów pneumatycznych był pierwszą prawdziwą próbą natychmiastowej komunikacji na duże odległości bez nośnika. Udowodniła, że infrastruktura może być szybsza niż biologia.
Ruszyliśmy dalej. Pojawił się telegraf elektryczny. Potem telefon. Potem pojawił się Internet. Każdy krok zastępuje poprzedni. Ale pragnienie prędkości się nie zmieniło.
Dziś, gdy włożysz kartę w szpitalnym laboratorium lub włożysz paczkę do włazu banku, widzisz duchy XIX-wiecznych sieci. Rury stały się mniejsze. Kapsułki są lżejsze. Cel jest ten sam.
Przesuń się teraz. I nie później.
„Można zaobserwować wiele dziwnych i cudownych ruchów” – Czapla z Aleksandrii
Zasady fizyczne nie uległy zmianie. Cząsteczki nadal naciskają. Próżnia nadal ciągnie. Kapsuły nadal latają.
Po prostu przestaliśmy patrzeć na rury. Zaczęliśmy patrzeć na ekran.
Ale rury nadal tam są. Ukryty pod ulicami. Czekamy na następny raz, kiedy będziemy musieli działać szybciej niż myśleliśmy.
Poczta Brytyjska nie tylko marzyła o podziemnej sieci pocztowej – ona ją zbudowała. Po zleceniu w latach pięćdziesiątych XIX wieku badań koncepcji Medhursta, inżynier T.W. Rummel został zatrudniony do stworzenia złożonego systemu dostarczania poczty w Londynie w latach sześćdziesiątych XIX wieku. Do 1886 roku sieć rozciągała się 34 mil (54,7 km) pod miastem. Nie jest to superszybki sen, o którym mówi Medhurst, ale jest szybki. Prędkość transmisji wiadomości sięga 51 mil na godzinę, czyli 82 kilometry na godzinę. To szybciej niż koń może galopować. Dużo szybciej.
System przetwarzał 32 000 wiadomości dziennie. Był to logistyczny cud swoich czasów.
Po drugiej stronie Atlantyku podobną drogą poszedł Nowy Jork. Na początku XX wieku cylindryczne kontenery poruszały się w pętli pod Manhattanem z prędkością 30 mil na godzinę. Zawierały listy, paczki i wszystko, co było na tyle małe, że zmieściło się w tubie. W ich ślady poszły inne duże miasta. Boston, Chicago, Filadelfia i St. Louis stworzyły własne sieci pneumatyczne. Ta technologia wydawała się nieunikniona. Była bardzo skuteczna. Była bardzo piękna. Pracowała.
Poza pocztą: futuryzm pneumatyczny
Jeśli Twój system poczty e-mail jest świetny, co jeszcze możesz usprawnić? Ludzie zaczęli wykazywać się kreatywnością. W 1867 roku wynalazca Alfred Beach zbudował 300-metrowe pneumatyczne metro pod Broadwayem na Manhattanie. Miał nadzieję, że pociągi napędzane powietrzem będą stanowić realną alternatywę dla silników parowych. Nie używał go długo. To nie zadziałało.
Wyobraźnia szalała. Redaktor naczelny Scientific American Waldemar Kaempfert zaproponował ten radykalny pomysł w 1913 roku. Dlaczego nie gotować jedzenia w centralnej kuchni i nie dostarczać go prosto do domu?
„Skoro możesz wysłać list z Nowego Jorku do Brooklynu za pomocą rurki pneumatycznej, dlaczego nie wysłać pięciogwiazdkowej kolacji?”
Teraz brzmi to absurdalnie. Wtedy wydawało się to rozsądne. Infrastruktura już istnieje. Fizyka działa. Jedyną przeszkodą jest akceptacja.
Powojenny upadek
Pierwsza wojna światowa zmieniła wszystko. Poczta Stanów Zjednoczonych natychmiast wstrzymała transport poczty pneumatycznej. Powód jest prosty: paliwo. Podczas globalnych konfliktów sprężarki powietrza potrzebne do zasilania systemu zużywały zbyt dużo węgla. Nie był to błąd techniczny, ale pragmatyczna decyzja.
Po wojnie przywrócono służbę. Ale tylko w Nowym Jorku i Bostonie. W innych miastach system popadł w ruinę.
Prywatne firmy przestały ubiegać się o nowe kontrakty. Mandaty Kongresu uczyniły te programy zbyt kosztownymi i skomplikowanymi. W tym samym czasie liczba przesyłek pocztowych rosła wykładniczo. Stare rury nie dały sobie rady. Poczta szukała zastępstwa. Znaleźli ciężarówkę.
Ciężarówki pocztowe miały dwie główne zalety. Po pierwsze, mogą dojechać wszędzie. Rura pneumatyczna mocowana jest do podłoża. Ciężarówki dotrą na przedmieścia, obszary wiejskie i odległe stany. Po drugie, przenoszą duże obciążenia. Sofy nie można umieszczać w pojemniku pneumatycznym.
W 1953 roku generał poczty USA Arthur Summerfield zakończył program. Zniósł na zawsze pocztę pneumatyczną. Nakazał demontaż systemu. Era miejskich fajek pocztowych zakończyła się nie głośnym hukiem, ale cichym westchnieniem.
Dlaczego przewody pneumatyczne przetrwały w medycynie i przemyśle
Ta technologia nie jest martwa. Po prostu się skurczyło.
Rury pneumatyczne będą nadal przydatne w dużych budynkach, o ile będzie istniała dokumentacja papierowa. CIA o tym wie. W latach pięćdziesiątych XX wieku utworzyła rozległą sieć z siedzibą w Langley w Wirginii. Jest to budynek 7-piętrowy. Dziennie przesyła 7500 dokumentów.
System ten był zamknięty do 1989 roku. Nie dlatego, że nie było takiej potrzeby. Z powodu e-maila. Kiedy funkcjonariusze CIA zaczęli korzystać z komunikacji elektronicznej, kanały fizyczne stały się niepotrzebne. To wyraźne przypomnienie, że technologia zastępuje technologię.
Ma także różnorodne zastosowania w innych gałęziach przemysłu. W latach 70. fabryki zaczęły instalować cięższe i wydajniejsze układy pneumatyczne. Przenieśli części maszyn. Przenosili żwir. Przenieśli surowce wewnątrz fabryki. To zastosowanie przemysłowe istnieje do dziś. To szybsze niż chodzenie. W zależności od materiału może być czystszy niż przenośnik taśmowy.
Banki w dalszym ciągu korzystają z rur pneumatycznych w oknach typu drive-thru. Klient jest w samochodzie. Kontenery lecą od kasy do magazynu. To bezpieczne. To bardzo szybkie. To działa.
Nowoczesna sieć szpitali
Największy renesans technologii pneumatycznej ma miejsce w służbie zdrowia. Szpitale muszą szybko przenosić próbki krwi i tkanek. Szybkość jest kluczowa. Laboratoria mogą być zlokalizowane w oddzielnych budynkach lub w innych budynkach. Chodzenie wymaga czasu. Czas kosztuje życie.
Rury pneumatyczne rozwiązują ten problem. Transportują próbki z peryferyjnych części kompleksu do laboratorium. To znacznie szybsze niż chodzenie.
Szpital Uniwersytecki Stanford wdrożył rozbudowany system. Składa się z 4 mil (6,4 km) przewodów. Codziennie dostarcza 7000 próbek. To 2,5 miliona rocznie.
Zmodernizowali także naszą infrastrukturę. Rury te nie są już tylko rurami metalowymi. Posiadają cyfrowy system monitoringu. Personel może śledzić ruch kontenera na ekranie komputera. Wiedzą dokładnie, gdzie jest krew. Wiedzą, kiedy ona przyjedzie.
To połączenie cudów XIX wieku i technologii XXI wieku. Podstawowe zasady nie uległy zmianie. Sprężone powietrze porusza pojemnik. Wzrosła jednak skala, precyzja i integracja.
Systemy te budujemy z myślą o transporcie rzeczy trudnych do transportu. Przestaliśmy ich używać do dostarczania poczty, ponieważ jest to tańsze i bardziej elastyczne. Zatrzymaliśmy je, ponieważ szybkość i bezpieczeństwo przewyższają koszty. Rury nadal tam są. Pod naszymi ulicami. Wewnątrz naszych szpitali. Czekamy na kolejny problem wymagający szybkiego i bezpośredniego rozwiązania.
