Вечное движение. История одной навязчивой идеи

АртурОрд-Хьюм
Вечноедвижение(Историяодной
навязчивойидеи)
Научнаяредакция,примечания,комментарииЮ.Л.Полунова.
Предисловие
Работа над этой книгой началась несколько необычно. Изучая историю автоматов и
механических музыкальных инструментов (некоторые результаты этих исследований уже
опубликованы мною в других книгах), я наталкивался на различные упоминания о вечном
движении. Они были столь многочисленны и интригующи и так возбуждали мое
любопытство, что я не мог оставить их без внимания. И я начал составлять картотеку
источниковпопроблемамвечногодвижения.Признаюсь,поначалуменясмущаладажесама
идеясозданиятакойкартотеки.Ведьвесьмойопытинженера-механикаговорилотом,что
созданиеперпетууммобиле—делоневозможное.Нопомеретогокакросламоякартотека,
я проникался все большим интересом к вечным двигателям, пытаясь проникнуть в самую
сущностьпроблемы.
Когда же несколько лет назад компания Би-би-си обратилась ко мне за помощью в
подготовке телепередачи, посвященной вечному движению, я с головой ушел в изучение
этого вопроса. Вот тогда-то и пригодилась мне картотека, которую я составлял на
протяжениирядалет.
То,чтояобнаружил,изучаялитературу,былозамечательным,волнующимиоченьчасто
удивительным. Я отыскал описания нескольких таинственных механизмов, устройство
которыхподобноустройствурядаНЛО(неопознанныхлетающихобъектов)нетак-топросто
объяснить. Убедился я и в том, что большинство изобретателей вечных двигателей не
понималиистинногосмыслафизическихявлений,лежавшихвосновеихмеханизмов.Ноя
узнал также, что множество людей, в том числе и известных в науке, не только искренне
верили в осуществимость перпетуум мобиле, но и надеялись получить с его помощью
энергию,достаточнуюдляприведениявдействиеразличныхмашин.
Перед тем как приняться за эту книгу, я долго терзался сомнениями относительно
возможного характера изложения материала. Изложить факты без всяких комментариев,
создав голыйпоминальник, иничегоболее?Аможетбыть,попытатьсяпровести читателя
сквозь историю поисков невозможного, объясняя ему причины краха многочисленных
попыток? Я прочитал замечательную книгу Генри Диркса, написанную в прошлом веке и
содержащуюогромноечислосведенийовечныхдвигателях,ивыбралвторойподход.
Вооружившись практическими знаниями инженера, любопытством вечного студента и
настроившись на философский лад, я попытался как можно лучше выполнить работу,
которую сам на себя взвалил. Я позволил себе отойти от строго хронологического
изложения материала и взглянуть на вещи немного шире, чтобы понять, существует ли
рядомснамивечноедвижение,созданноечеловеком?
Я хочу предостеречь читателя. Судите о предмете с позиций тех, кто им занимается.
Коль авторитет этих людей таков, что на их суждения можно положиться, значит, даже
допуская,чтоавторызаблуждаются,мыдолжнысполнымдовериемотнестиськихработе.
Вечноедвижение—проблемасерьезная.Этововсенетаявнаяглупость,которуюнекоторые
изобретатели преподносят публике. Подобно алхимику, искатель вечного движения
находился в плену не собственного невежества, а ограниченных научных знаний своего
времени.Этилюдивбольшинствесвоемстремилисьраздвинутьгоризонтынаукиспособом,
который казался им наиболее естественным. И происходило это как раз в то время, когда
начали быстро расти человеческие знания о самых разнообразных явлениях природы.
Некоторым утешением для этих самоотверженных искателей могло служить то
обстоятельство,чтовдвадцатомстолетииихмечтысталивизвестномсмыслереальностью.
Необходимо иметь в виду, что во все времена встречались довольно известные
популяризаторы науки, чья проницательность оказывалась в плену их собственной
удивительной ограниченности. Ведь когда впервые было предложено пересечь океан на
пароходе, а не под парусами, не кто иной, как некогда знаменитый доктор Ларднер во
всеуслышание заявил: «Нельзя построить пароход столь большого водоизмещения, чтобы
запасауглянаегобортухватилобыдляплаваниячерезАтлантическийокеан!» [1].
Ночтобыневызватьучитателясомненийпоповодумудростиидальновидностидругих
наших выдающихся предшественников, я позволю себе процитировать Шарля Луи де
Секонда барона Монтескье (1689—1755). Правовед и философ, автор знаменитых
«Персидских писем» (1721) проявил глубокую прозорливость, когда писал: «Я повсюду
встречаю людей, которые постоянно говорят о себе... Несколько дней назад один такой
человек терзал нас разговорами в течение двух часов... но поскольку в этом мире вечного
движениянесуществует,он,наконец,замолчал».
АртурУ.Дж.Орд-Хьюм
{1}
Введение
Кактолькочеловекустановилопределенныезакономерностивпротеканиипростейших
механических процессов, его увлекла возможность создания таких машин, которые могли
бы работать сами по себе. Но ремесленнику или мастеровому тех далеких времен с их
примитивнымиинезначительныминуждамисозданиеавтоматическоймашинерииказалось
скорее одним из повседневных занятий кузнеца и колесника, чем великой и трудно
достижимой целью. Вечное движение окружало человека повсюду: солнце вставало и
садилось, всходила и заходила луна, менялись времена года, чередовались отливы и
приливыморей.Водаиветербыливизбыткеиничегонестоили,ичеловекэтовидел.Силы
природы действовали повсюду, и это действие само по себе казалось формой вечного
движения.Небылоничегоудивительноговтом,чтоприродныесилызаставлялимельницу
молоть зерно, а насос непрерывно качать воду, и люди верили, что существует множество
самыхразнообразныхспособовсовершатьработудлячеловека,нобезегоучастия.
Не удивительно поэтому, что первые проекты машин вечного движения касались
мельничного дела, где, как известно, использовались вода и ветер. Мельнику нужно было
только установить водяное колесо в постоянно текущем потоке воды, и он получал всю
необходимуюэнергию,неприбегаякпомощилебедок,колесилилошадей.Водяноеколесо
могловращатьтяжелыежерноваидажетянутьподъемниксмешкамизернадотехпор,пока
наступлениезасухиидругиепричинынеуменьшалинапорводывпотоке.
НовотматематикАрхимед(287—212гг.дон.э.)показал,какподнятьводупосредством
спиральногонасоса .Иэтосразужесделалодостижениецелидосмехотворногопростым.
Мельнику необходимо было лишь привести во вращение архимедов винт — а это легко
можно было сделать с помощью колеса — и вечная мельница, казалось, была готова.
Действительно,колесовращалобывинт,винтподнималбыотработаннуюнаколесеводуиз
нижнего резервуара в верхний, эта вода вновь заставляла бы вращаться колесо и т. д. —
процесспродолжалсябыбесконечно.Ктомужедлявечноймельницыможнобылоиметьне
постояннотекущийисточник,авсеголишьпрудсопределеннымобъемомводы,которуюпо
меренадобностиможнобылоперегонятьвверхиливниз.Ксчастьюдлямельников,запасы
воды в водоемах никогда не иссякали. А вот если бы это случилось, стало бы очевидным,
что какой-то серьезный и принципиальный дефект препятствует осуществлению столь
простойсхемы.
Казалось, проблема вечного движения вот- вот будет решена, но неумолимый закон
сохранения энергии, о котором тогда ничего еще не знали, постоянно сводил на нет все
попыткиизобретателей.
Типичный пример преданного искателя вечного движения — честный, простодушный
умелец, стремившийся создать механизм, который можно было использовать в домашнем
хозяйстве или для нужд семьи. Но был и другой род изобретателей перпетуум мобиле,
опрометчивовступившихнатяжкийпутьпоисковневозможного.Онисоздавалимеханизмы,
которые отказывались работать, а потом всю жизнь тратили на поиски средств для
завершения работы, с самого начала обреченной на провал. Иллюзии, которыми питались
этиизобретения,мешалипонятьвсютщетностьихусилий.
Поисками вечного движения занимались также известные и уважаемые ученые,
{2}
механики и инженеры. Среди них были Ричард (позднее сэр Ричард) Аркрайт, создатель
самопрялки , и Джордж Стефенсон, внесший значительный вклад в усовершенствование
конструкции паровоза . Что же касается других более или менее известных, то одни
приобреталирепутациюсумасшедших,другихкрахиллюзийтолкалнасамоубийство,третьи
просто становились мизантропами. Были среди них и такие, кто искренне верил в свою
святую обязанность раскрыть для блага всего человечества тайну вечного движения и
создать устройство, которое бы совершало бесплатную работу. В погоне за химерой
тратилисьцелыесостояния,аихвладельцытакинесмоглипонять,какбесконечнодалека
былаотнихпрекраснаямечта.
Нобыливовсевременаишарлатаны,причемдвухкатегорий.Одниначиналисчестных
попытоксоздатьмашинувечногодвижения,нозатемосознавалиобреченностьсвоихзатей
и прибегали к различного рода надувательству, чтобы убедить большую часть публики в
собственном успехе. Так, очень часто окончательный вариант их модели, выполненный с
большим мастерством, содержал искусно спрятанный часовой механизм. Шарлатаны
другогородасразуначиналисобмана,полагаясьнаневежествотолпы,длякоторойвечное
движение представлялось панацеей от всех бед. Их двигатели — средство выколачивания
денегизмеценатов.Какправило,этижуликибылиталантливымиинженерами,возможно,
самыми талантливыми из всех изобретателей вечных двигателей. Ведь в отличие от
остальныхониссамогоначалапонималибесплодностьсвоихпоисковипоэтомуобманом
пыталисьдостичьтого,начтоихменееспособныесобратьячестнотратилизначительные
усилия.
С поисками вечного движения связана еще одна категория людей. Это те, которых
сенсация и газетная шумиха заставляли вкладывать свои сбережения в сомнительные
предприятия:промышленники,банкирыидажеполитики,верившие,чтоониприсутствуют
прирождениивеликогооткрытия,способногосовершитьпереворотвнаукеипринестиим
безоговорочноепроцветание.
Сегодня мы можем лишь посмеяться над той доверчивостью или даже глупостью, с
которойнашипредшественникиотносилиськовсемэтимнадуманнымпроектам.«Tempore
mutantur,nosetmutamurinillis»(«Временаменяются,имыменяемсявместесними»).
Но осуждать мы их можем только за неспособность понять, что вечное движение не
существует в тех формах, в которых они его искали. Обладай они большей широтой
интеллекта,онибыувиделито,чтовсовременнойнаукеитехникеявляетсяобщепринятым,
итогдаделомоглопринятьдругойоборот.
Современному читателю, живущему в сугубо прагматический век, поиски вечного
движения,представленныеввидеголыхфактов,безисторическогофона,могутпоказаться
чутьлинекомичными.Нооглянитесьнанескольковековназадиповременитесоценками.
Средневековье. Эпоха пара еще не наступила, и источником энергии служат ветер, вода и
рабочий скот. Через дымку времени вы не можете не увидеть, каким реальным
представлялось тогда существование вечного движения. И вы поймете простое величие и
необходимостьпоисковперпетууммобиле.
{3}
{4}
1.Вечноедвижениеифизика
Попытаемся рассказать о законах природы, исключающих возможность создания
перпетууммобиле.
Постройтемашину,котораясовершалабыработу,большую,чемсообщеннаяейэнергия,
ивырешитепроблемувечногодвижения.
Чтобы вечный двигатель мог работать, он должен сам себя обеспечивать энергией.
Иначе говоря, он должен вырабатывать ее в достаточном количестве, не имея никакого
внешнегоисточника.
Представьте, что нужно рассчитать баланс энергии, затрачиваемой на совершение того
илииноговидаработы,будьтодвижениеокеанскоголайнера,илизабиваниегвоздей,или
полетсосверхзвуковойскоростью.Влюбомслучаеколичествозатраченнойэнергиивсегда
должно быть равно количеству энергии, произведенной или выделившейся в результате
совершенияработы.Энергия,которуюмынесовсемточноназываемпотерянной,насамом
деленеисчезает.Простоонапереходитвинуюформу,приэтомисключаетсявозможность
еедальнейшегопревращениявмеханическуюилиэлектрическуюэнергию.Такполучается
оттого, что в результате трения происходит нагревание и часть энергии выделяется в виде
тепла. И это, вообще говоря, справедливо для потерь любого вида энергии, ибо они в
конечномсчетевсегдапревращаютсявтепло.
Этужемысльможновыразитьиинымисловами:вовсехслучаяхобщаяконечнаясумма
энергииравнаееобщейначальнойсумме.Энергияневозникаетинеисчезает,нопереходит
в другую форму, иногда малополезную или совсем бесполезную. Например, тепло,
выделяемое в двигателе внутреннего сгорания, — ненужный и тем не менее неизбежный
продукт превращения энергии. Его можно использовать, скажем, для обогрева салона
автомобиля,носделаемлимыэтоилинесделаем—всеравночастьработы,совершаемой
двигателем,будеттратитьсянатепловыепотери.
Все,очемговорилосьвыше,ипредставляетсобойсуществоважнейшегозаконаприроды
—законасохраненияэнергии,илипервогоначалатермодинамики.
Мы уже говорили, что вечный двигатель должен совершать полезную работу, не имея
никакихвнешнихисточниковэнергии.Прощесказать,внемнедолжносжигатьсятопливои
кнемунедолжныприкладыватьсямеханическиеусилия.Существуетрядсвидетельств,что
именнопоискитакойнереализуемойнапрактикемашинызаложилифундаментмеханики
как науки. Великие ученые прошлого приняли как аксиому невозможность создания
перпетууммобилеитемпомоглипробитьсяросткамновойнауки.
Поройлегкодоказатьнегодностьтогоилииногопроектавечногодвигателяитемсамым
показать, что данный конкретный способ его реализации не приведет к желаемому
результату. Но это вовсе не означает, что автоматически исключается возможность
построенияперпетууммобиледругимисредствами.Поэтомудотехпор,поканебылчетко
сформулированзаконсохраненияэнергии,невозможностьсозданиямеханическоговечного
двигателя, установленная многовековым опытом, вовсе не означала невозможность
создания, скажем, двигателя химического. Конечно, бесплодность поисков вечного
движения признавалась еще до того, как этот закон стал достоянием науки. Однако это
мнениеосновывалосьненанекоторыхобщихположениях,анаанализепринципадействия
отдельных «машин вечного движения». Тщательное рассмотрение очередного проекта
всегдаобнаруживалокакие-нибудь теоретическиеошибки,из-закоторыхдвигатель немог
работать,апретензииизобретателяоказывалисьнесостоятельными.
В разработку общепринятого ныне критерия неосуществимости вечного движения,
провозглашающего невозможность создания энергии из ничего, внесли свой вклад
философы, математики, инженеры. Закон сохранения энергии стал неизбежным
препятствием для изобретателей перпетуум мобиле. И все попытки преодолеть это
препятствиекончалиськрахом.
Но вскоре было сформулировано еще общее положение, получившее название второго
начала термодинамики. Это начало, говоря несколько упрощенно, гласит, что тепло не
можетувеличиватьсясамопроизвольно;инымисловами,еслиболеенагретоетелопривести
в контакт с менее нагретым, то будет наблюдаться выравнивание температур, а не
увеличениеихразности.
Этоявление(выравниваниетемператур)долгоевремянеимелоникакоготеоретического
объяснения. Впервые сформулированное немецким физиком Рудольфом Юлиусом
Эммануэлем Клаузиусом (1822—1888), второе начало термодинамики носило чисто
эмпирическийхарактер.Правда,указывалосьнааналогиюмеждуизменениемтемпературы
контактируемыхтелипотокомводы,текущейвнизподдействиемсобственнойтяжести,но
ситуацияосложняласьтем,чтонеудавалосьустановить,какиежевнешниесилыуправляют
этим тепловым процессом. Поэтому, хотя эксперимент всегда обнаруживал уменьшение
температуры, вплоть до последней четверти прошлого столетия высказывались сомнения
относительно всеобщности второго начала термодинамики. Более того, некоторые ученые
пытались опытным путем доказать, что существуют случаи, нарушающие справедливость
этогоначала.
В 1875 году вышла в свет знаменитая «Теория теплоты» Максвелла , в которой
утверждалось, что характер действия второго начала термодинамики может быть уточнен
следующим мысленным экспериментом. Если представить себе некое устройство, которое
сортировало бы молекулы по их скорости, то можно было бы без затраты работы и не
нарушая закона сохранения энергии нагревать одну половину некоторого объема газа и
охлаждатьвторую.Результатомэтогомысленногоэкспериментаибудетувеличениетеплав
однойчастисосудасгазомиуменьшениевдругой.Видоизмененноетакимобразомвторое
началотермодинамикиприобреловероятностный,анедетерминированныйхарактер.
В конце прошлого столетия физики Больцман и Планк заложили научные основы
этого вопроса. Больцман, в частности, показал, что самопроизвольное выравнивание
температурдвухтелестьрезультатпереходамолекулэтихтелизменеевероятноговболее
вероятное состояние. Гипотетическая передача тепла в направлении от менее нагретого
телакболеенагретомувсветеэтогодоказательствавозможна,номаловероятна.
Это положение можно проиллюстрировать простым примером. Закон диффузии газов
очень близок к закону теплопереноса, поскольку в процессе диффузии молекулы газов
стремятся распределиться равномерно. Если на газ не воздействовать извне, то будет
наблюдатьсятенденцияквыравниваниюегоплотности.Былобыпоменьшеймерестранно,
если бы газ, первоначально обладавший равномерной плотностью, вдруг стал бы
скапливатьсяводнойчастисосуда,оставляяприэтомнезаполненноепространствовдругой
его части. Аналогичное весьма маловероятное явление происходило бы с теплом,
переходящимотменеенагретогокболеенагретомутелу.
{5}
{6}
{7}
Давайте теперь предположим, что существует крохотный сосуд, вмещающий всего две
молекулы, по одной в каждой половине сосуда. Молекулы эти находятся в непрерывном
движении, ударяясь о стенки и беспорядочно проскакивая вперед и назад из одной части
сосуда в другую. При этом, очевидно, существуют четыре возможных варианта
расположениямолекулвпространстве:
А—В,В—А,АВ←0,0→АВ.
Вдвухвариантахизчетырехводнойполовинесосудавозникаетвакуум.Следовательно,
вероятностьтакогособытияравна1/2,иможноожидать,чтополовинувремениодначасть
сосуда будет пустой. С увеличением числа молекул вероятность появления вакуума резко
падает. При общем числе молекул, равном n, вероятность того, что половина сосуда
окажется пустой, составит (1/2)n-1. Практически число молекул огромно, поэтому
вероятность такого события близка к нулю. Так, для реального случая, когда разница
давлений в двух половинках одного кубического сантиметра газа не превышает одного
процента, вероятность возникновения вакуума в какой-нибудь половине этого кубика
ничтожномала;такоесобытиеможетпроизойтиодинразза(1010)18лет!
И хотя эти рассуждения выглядят вполне впечатляющими, одно обстоятельство все же
необходимо пояснить. Не следует думать, что если возникновение вакуума—событие
настолько редкое, то нам действительно придется ждать его появления многие миллионы
лет.Вакуумможетсоздатьсяичерезминуту!Болеетого,вакуумможетвозникнутьдваждыв
течениеминуты,нонаоченькороткоевремя.
Доктор Хейл из бюро стандартов США предположил, что подобная система
доказательств могла бы привести нас к аналогичному заключению о возможности
самопроизвольного появления заметной разницы температур в некоем объеме газа.
Известно, что температура газа определяется скоростью движения его молекул. При
температуре, которая считается постоянной, скорости отдельных молекул газа далеко не
одинаковы. Однако все они статистически распределены около той средней величины,
котораявсегдаостаетсянеизменной.
Давайтевновьрассмотриммикроскопическийсосуд,вкоторомнаходитсявсегочетыре
молекулы.ПустьнаэтотраздвемолекулыF1иF2быстрые,адведругиемолекулыS1иS2
медленные.
Допуская,чтоизмененийвплотностигазанет,мыполучимшестьразличныхвариантов
расположениямолекулвсосуде:
Первыечетыреварианта—этослучаи,когдавобеихполовинахсосудатемпературагаза
одинакова,посколькусовременныеизмерительныеприборыдаютееусредненноезначение.
В двух последних вариантах наблюдается разница температур; вероятность их
возникновениядлячетырехмолекулравна1/3.
Сувеличениемчисламолекулвероятностьпоявлениясколько-нибудьзаметнойразницы
температурвдвухчастяхнашегогипотетическогососударезкоуменьшается.Следуеттакже
иметьввиду,чтовлюбомобъемегаза,температурукоторогомывсостоянииизмеритьили
проконтролировать, температура каждой отдельной весьма малой его части постоянно
колеблется относительно градуировочной кривой прибора, и в целом газ столь же
неоднороденпотемпературе,какиповерхностьокеананеявляетсяабсолютноровной.
Итак,вероятностьпоявлениязаметнойразницытемпературвгазеоченьмала.Новсеже
онасуществует,и,значит,следуетнетолькопризнатьвозможностьпереходатеплаотменее
нагретого тела к более нагретому, но и согласиться с тем, что такой переход непрерывно
осуществляется, правда, в столь незначительных масштабах, что мы вряд ли сможем его
наблюдать.Поэтому,какутверждалнемецкийфилософКарлХристианПланк(1819—1880)
, существует вероятность, хотя и очень незначительная, что в чайнике, помещенном над
огнем,замерзнетвода.
Признаниеученымивозможности,во-первых,переходатеплаотменеенагретоготелак
более нагретому и, во-вторых, возникновения при этом незначительного, но все же
заметного изменения температуры и плотности послужило основанием для дальнейших
рассуждений. Возник вопрос о том, нельзя ли создать устройство, в котором в результате
подобных изменений постепенно увеличивался бы перепад температур, за счет которого
можно было бы в дальнейшем совершать полезную работу? Вопрос этот возник лет
восемьдесят назад, а само это гипотетическое устройство вошло в науку под названием
вечного двигателя второго рода. Такое название оно получило потому, что должно было
совершатьработу,невырабатываяэнергииивопрекивторомуначалутермодинамики.
ПроектустройствабылспервапредложенпарижаниномЛиппманомв1900году,азатем
в 1907 году Сведбергом из города Упсала (Швеция). В 1912 году Смолуховский
опубликовалразвернутоетеоретическоеобсуждениеданнойпроблемы.Онпоказал,чтовряд
ли стоит надеяться, будто с помощью устройства, содержащего молекулы газа, удастся
накапливатьэтистольредкие«отступления»отвторогоначала,посколькулюбоеподобное
устройствосамопосебебудетподверженоизменениямнамолекулярномуровне.Постоянно
происходящее перераспределение скоростей движения молекул уничтожит все перепады
температуры,которыепредполагалосьнакапливатьвустройствеикоторыепринципиально
необходимыдляегоработы.
Это доказательство представляется весьма убедительным, хотя и обескураживающим.
Замечателен вывод, вытекающий из него: второе начало термодинамики для больших
промежутковвременисправедливолишьвстатистическомсмысле.
Интересно,чтоспустятринадцатьлет,вмарте1925года,выступаяпередсотрудниками
американского бюро стандартов, профессор Дебай заявил: для согласования явления
интерференции света с квантовой теорией необходимо допустить, что закон сохранения
энергии верен только в статистическом смысле. По его мнению, в очень короткие
промежуткивремениэнергияможетсоздаваться,анапротяжениидлительноговремениее
среднее значение будет оставаться неизменным. В предположении Дебая содержится
скрытый намек на то, что вечное движение первого рода, то есть истинное создание
энергии,представляетсобойнекую«научнуювероятность»идаже«возможность».
Поиски вечного движения можно отнести к числу тех научных заблуждений, которые
пришли на смену опытам алхимиков и построениям квадратуристов . Однако столетия, в
течение которых умы ученых мужей были заняты подобными тщетными исканиями,
{8}
{9}
{10}
{11}
обогатили науку знаниями, куда более ценными, чем цели, преследуемые этими
фанатиками.Вотчтописалпоэтомуповодувсвоей«Теориитеплоты»Престон:«Алхимики
сделали для химии как науки то же, что изобретатели вечных двигателей для
натурфилософии.Ихпоискинеизбежнопривеликоткрытиямвеличайшейтеоретическойи
практическойважности».
Однимизпервыхосозналважностьпроблемывечногодвижениядляэкспериментальной
науки Симон Стевин, родившийся в 1548 году в Брюгге . Этот великий математик был
также человеком практики: среди его изобретений, относящихся к началу XVII века, есть
повозка под парусами, на которой он катался вместе с друзьями по побережью
Нидерландов.Стевинбылярымсторонникомдесятичнойденежнойсистемыидесятичных
дробей (напомним, что эти дроби тогда еще не получили повсеместного применения в
практике повседневных вычислений); он ввел в физику понятие устойчивого и
неустойчивогоравновесия.Однаконаиболееважнымегодостижениемвконтекстеданной
книгиявляетсядоказательствозаконаравновесиятелнанаклоннойплоскости,котороеон
получил,показав,чтовечногодвижениянесуществует .
{12}
{13}
Рис.1.Стевинпоказал,чточетырнадцатьодинаковыхшаров,соединенныходнородным
шнуром, так располагаются на треугольной раме ABC, что четыре шара, лежащие на
наклонной плоскости АС рамы, и два шара, лежащие на плоскости CB рамы,
уравновешиваютсявосемьюшараминакривойAEB.
Его рассуждения сводились к следующему. Вообразим, что на гибкий шнур,
соединенныйвкольцо,наравномрасстояниидруготдругананизаночетырнадцатьшаров,
одинаковых повесу.Шнурподвешеннаподставку треугольнойформы, состоящуюиздвух
неравных наклонных плоскостей и одного общего горизонтального основания. Не нарушая
общности рассуждений, положим ради простоты, что AC = 2BC, а на участке АЕВ шнура
расположено восемь шаров. При этом возможны два случая: либо шары находятся в
состоянииравновесия,либоравновесиеотсутствует.Впоследнемслучаеначнетсядвижение
шаров, которое, однако, не изменит их первоначального расположения на подставке. На
участкеАЕВвсегдабудетвосемьшаров,наплоскостиАС—четыре,анаплоскостиВС—
два.Следовательно,движениетакойсистемыбудетнепрерывным,инымисловами,вечным.
Стевин не только не допускал этого, но считал нарушение равновесия в таких условиях
совершенно невозможным. В своей книге по теории наклонных плоскостей,
опубликованной в конце шестнадцатого столетия, он подробно рассмотрел эту проблему.
Прежде всего он показал, что при удалении восьми шаров с участка AEB равновесие не
нарушается,посколькучетырешаранакривойАЕуравновешиваютчетырешаранакривой
ЕВ.Именнопоэтойпричинеисохраняетсяравновесиемеждучетырьмяшараминабольшей
плоскости (АС) и двумя шарами на меньшей (СВ). Если даже расположить плоскость СВ
вертикально так, что останется только одна наклонная плоскость АС, условие равновесия
будет по-прежнему выполняться. Таким образом, мы нашли, что соотношение сумм весов
шаров должно быть таким же, как соотношение между длинами плоскостей, то есть
4×2=АС×ВС.Еслитеперьпринятьсуммувесовдвухшаровзадействующуюсилу,асумму
весовчетырехшаровзапротиводействующую,тополучитсяследующаяпропорция:
Это хорошо известное условие равновесия сил на наклонной плоскости, когда
направлениедействующейсилыпараллельнонаклоннойплоскости.
Эрнст Мах (1838—1916), австрийский физик и популяризатор науки, высоко ценил
трудыСтевина.ОднакоМахсчитал,чтовбольшинствесвоемвыводыфламандскогоученого
основаныначистоэмпирическихнаблюдениях.
Вот что писал он по этому поводу в своей «Механике»: «Совершенно ясно, что в
исходных предположениях Стевина о неподвижности бесконечной цепи содержатся
утверждения чисто интуитивного характера. Он сам верит, и мы верим вместе с ним, что
движение в подобных условиях никогда и никем не наблюдалось, что оно просто не
существует. Это утверждение столь логично, что мы принимаем все вытекающие из него
выводы относительно закона равновесия. Доводы Стевина впечатляют своей
оригинальностью, а результаты его рассуждений содержательнее первоначальных
предположений».
Рис.2.
Другим ученым, отрицавшим возможность существования вечного движения, был
Галилей(1564—1642).Этоясновидноизегоработы,посвященнойсравнениюдвижениятел
по наклонной плоскости с их свободным падением. Он предположил, что скорость,
приобретаемаятеломпридвиженииизточкиАвточкуВ(еслипренебречьсилойтрения),
должна быть равна скорости тела в точке С при его свободном падении из точки А. В
противном случае, доказывал Галилей, шар, двигаясь вверх по наклонной плоскости,
подымалсябывышетогоуровня,скоторогоонскатился,независимоотнаклонаплоскости
и собственного веса. Однако чисто теоретические рассуждения не удовлетворяли
первоклассного экспериментатора. Он решил проверить свои выводы на практике. Схема
эксперимента, который осуществил Галилей, изображена на рис. 3. Один конец гибкого
шнурапривязанкгвоздю,вбитому,встену,надругомконцеподвешентяжелыйшар.
Поднимая шар маятника из положения М в положение А так, чтобы при этом
сохранялось натяжение нити, а затем отпуская его, Галилей установил, что шар
поднимается на ту же высоту по другую сторону от вертикальной линии. Небольшое
расхождениевысотонотнесзасчетсопротивлениявоздуха.
Рис.3.СхемаэкспериментаГалилея.
Затемонвидоизменилэксперимент.ВточкеXсправаотвертикальновисящегошнурав
стенувбивалсяещеодингвоздь.ТеперьшарописывалдугуАМ,акогдашнурзацеплялсяо
гвоздь, часть шнура СХ прекращала движение, и шар описывал новую дугу МК. Третий
гвоздьвбивалсянижеточкиX,вточкеY,иэкспериментвозобновлялся.Наэтотразшар,как
ираньше,сперваописывалдугуАМ,азатемновуюдугуMG.Ученыйустановил,чтокаждый
шарподнималсянаоднуитужевысоту(тоестьдостигалуровнягоризонтальнойлинииАВ).
Следовательно, наклон плоскости (см. рис. 2) не влиял на скорость тела. И хотя скорость,
приобретаемаяпридвижениителаизAвС,равнаскорости,приобретаемойпридвижении
изAвВ,изэтогонеследовало,чтовремядвиженияизАвВравновременидвиженияизАв
С.
ВследзаГалилеемМаренМерсенн(1588—1648) категорическиотрицалвозможность
существования вечного движения, а все попытки построить вечный механизм сравнивал с
поискамиалхимикамифилософскогокамня.
Христиан Гюйгенс (1629—1695), по-видимому, был совершенно не знаком с работой
Галилея,когдарешилспомощьюмаятникаэкспериментальнодоказать,чтоцентртяжести
тела, свободно движущегося под действием силы тяготения, не может подняться выше
точки, откуда началось его движение. Голландский ученый верил, однако, в возможность
создания вечного двигателя, но не с помощью сил тяжести, а посредством использования
другихестественныхявленийипреждевсегомагнитногопритяженияиотталкивания .
Как ни странно, бытует мнение, будто Исаак Ньютон (1642—1727) заблуждался
относительно невозможности получения вечного движения. Произошло это, вероятно,
оттого, что ни в одной из своих книг Ньютон не оставил прямых упоминаний об этой
проблеме. В его «Принципах» таким общим понятием, как работа и энергия, отведена
второстепенная роль. Но в следствии к третьему закону движения Ньютон формулирует
следующееположение:«Количестводвижения,получаемоекаксуммаколичествдвижений,
когда они совершаются в одну сторону, и как разность, когда они совершаются в стороны
противоположные,неизменяетсяотвзаимодействиятелмеждусобою» .
Отсюдадозаконасохраненияэнергиирукойподать.
Манн в книге «Обучение физике», касаясь ньютоновского отношения к вечному
движению, замечает: «Трудно представить себе, чтобы Ньютон не осознавал, что вечное
движениеневозможно,темболее,чтоГалилейиГюйгенсинтуитивноужепришликтакому
заключению.Гораздовероятнопредположить,что,понимаясущностьпроблемы,онпросто
не упоминал о ней в своих книгах. Поскольку учение о теплоте находилось тогда в
зачаточномсостоянии,оннемогговоритьовечномдвижениистойстрогостью,скоторой
онрассматривалдругиевопросымеханики».
Роже ,критикуяэлектрическуюконтактнуютеориюВольта ,интуитивноиспользовал
идеюотрицаниявечногодвижения.Вкниге«Гальванизм»,вышедшейвсветв1832году ,
он писал: «Все силы и источники движения, причины которых нам известны, при
совершенииимисвойственныхимдействийиссякаютвтойжемере,вкакойэтидействия
возникают,аотсюдавытекаетневозможностьнепрерывногообразованияимиэффекта,или,
другими словами, они не могут вызывать непрерывно возникающего движения. Однако
электродвижущая сила, которую Вольта приписывает находящимся в контакте металлам и
которая,пребываявсвободномсостоянии,являетсяисточникомэлектрическогодвижения,
никогда не иссякает и продолжает использоваться с неуменьшающейся интенсивностью,
{14}
{15}
{16}
{17}
{18}
{19}
{20}
производя непрекращающееся действие. Справедливость такого положения можно
опровергнутьбесчисленнымидействиями».
Эти рассуждения появились всего за несколько лет до того, как был четко и строго
сформулированзаконсохраненияэнергии.
Карно использовал идею неосуществимости вечного движения в качестве одного из
принципов, позволивших ему установить связь между работой, производимой машиной, и
теплом, получаемым в ее котле. Другим принципом был так называемый принцип
сохранения калорий. И хотя этот принцип позднее был отвергнут в связи с тем, что
появилась общепризнанная ныне динамическая теория, работа Карно долгое время
оставаласьвыдающимсявкладомвпониманиепроблемэнергетики.
ПримерновтожесамоевремяФарадейиспользовалидеюотрицаниявечногодвижения
всвоихрассуждениях,опровергающихконтактнуютеориюВольта .
Вернемся,однако,кзаконам,препятствующимсозданиюперпетууммобиле.
Первое начало термодинамики гласит, что при совершении определенного количества
механическойработывсегдавыделяетсяэквивалентноеколичествотепла.Поэтомуэнергия
переходит из одной формы в другую, но не создается и не уничтожается. Повторю, что
именнонаэтомположенииосновываетсязаконсохраненияэнергии.
Второе же начало термодинамики — в простейшей его форме — утверждает, что
количество тепла не может увеличиться без совершения дополнительной работы (или, как
мыужеговорили,неможетпереходитьотменеенагретоготелакболеенагретому).
НемецкийврачЮлиусРобертМайер(1814—1878),размышляянадсущностьюпервого
законатермодинамики,писалв1842году:«Возникнув,силанеможетисчезнуть,онаможет
лишьвидоизменитьсвоюформу» .ДругойвыдающийсяученыйГерманГельмгольц(1821
—1894),будучиещемолодымчеловеком,смогубедитьученыймирвтом,чтопервыйзакон
термодинамики верен . Двадцатишестилетний естествоиспытатель представил на суд
физическогообществавБерлинесвоюработу,озаглавленную«Осохранениисилы».Анализ
проблемы он начал с утверждения, что невозможность создания машин вечного движения
является аксиомой. Верность аксиомы в физике может быть установлена наблюдением за
систематически повторяющимися природными явлениями или экспериментально. Но
Гельмгольцу не нужно было заниматься доказательствами: достаточно было сослаться на
то,чтовсепопыткипостроитьвечныймеханизмкончилисьнеудачей.
С подобной аксиомы и начал свою работу Никола Леонар Сади Карно (1796—1832),
французский физик и один из первых теоретиков паровых машин. Отрицание вечного
движениялегловосновумногихеговыводовпотеплотехнике.КнигаКарно«Размышления
одвижущейсилеогня»(1824)заложилафундаментвторогоначалатермодинамики .
Стэнли Ангрист справедливо заметил, что проекты некоторых вечных механизмов не
противоречили первому началу термодинамики, поскольку ни трение, ни электрическое
сопротивлениеневлиялинаихработу[2].Темнеменееэтиперпетууммобилетакженебыли
реализованы, потому что их создатели пытались обойти второе начало термодинамики,
согласно которому определенное количество механической работы может всегда быть
превращено в эквивалентное количество тепла. А вот обратный переход, то есть
превращениенекоторогоколичестватеплавтожесамоеколичествоработы,невозможенпо
той простой причине, что часть тепловой энергии неизбежно теряется. В паровой машине
основныепотеритепла(тепловойформыэнергии)происходятиз-затрения,нагревасамой
машиныипередачитеплавокружающеепространство.
{21}
{22}
{23}
{24}
Карно тщательно изучил замкнутый цикл работы паровой машины, в течение которого
вода нагревается до превращения в пар, пар движет поршень, затем конденсируется,
превращаясьвводу,вновьпоступающуювкотелмашины.Онпришелкзаключению,чтов
процессеохлажденияиконденсациипарапроисходятнеизбежныепотеритепловойэнергии
и поэтому преобразование тепла в движущую силу «определяется исключительно
температуройтел,междукоторымипроисходитпередачакалорий»(теплообмен).Открытие
Карно представляет собой, по существу, первую формулировку второго начала
термодинамики: совершая работу, тепло ведет себя подобно потоку воды в водяной
мельнице, текущему сверху вниз. И чем больший путь вода при этом проделывает, тем
большую совершает работу. Мы же говорили, что для совершения работы теплота должна
передаватьсяотболеенагретогокменеенагретому.
Идеи Карно были развиты Клаузиусом. Он ввел в науку термин «энтропия»,
характеризующийколичествобезвозвратнопотерянноготепла.
Ангристпишет:«Современнаяформулировкавторогоначалатермодинамики,гласящая,
что энтропия постоянно увеличивается, возникла из более ранних представлений о
направлении движения тепла. Поскольку общее количество энергии во Вселенной
постоянно,ононеможетуменьшатьсяилиувеличиваться.Вместестемдвижениетеплоты
сопровождается неизбежными потерями. Поэтому наступит такое время, когда во
Вселенной установится одна и та же температура. Поскольку при этом не будет более
разницытемпературмеждуотдельнымителами,аследовательно,потерминологииКарно,и
переноса калорий, не будет совершаться работа. Этот неизбежный конец мира называют
иногда „тепловой смертью“ . Мы же говорим о нем по следующей причине. Если бы
удалось создать вечный двигатель, работа которого противоречила бы второму началу
термодинамики,тоэтопозволилобынетольколокальноприостановитьростэнтропии,но
даже добиться ее уменьшения. Этот факт, что в среднем энтропия непрерывно растет, не
исключает, конечно, возможности ее случайного локального уменьшения. Просто
вероятностьтакогособытияслишкоммала».
Пожалуй, так же мала, добавим мы, как и в описанном выше случае с чайником, в
которомводавпринципеможетзамерзнутьвместотого,чтобызакипеть.ХимикГенриБент
вычислил вероятность локального уменьшения энтропии, исходя из условия полного
превращения одной калории тепловой энергии в работу. Бент остроумно сравнил это
событие с созданием полного собрания сочинений Уильяма Шекспира группой обезьян,
случайным образом нажимающих на клавиши пишущей машинки. Он показал, что
вероятность такого превращения калории равна вероятности того, что обезьяны смогут
пятнадцатьквадриллионовразподрядбезединойошибкиударитьпонужнымклавишами
такимобразомнапечататьвсе,чтосоздалШекспир.
{25}
2.ВечныедвигателиXVIиXVIIстолетий
Ранниеискателивечногодвиженияредкодоверялибумагесвоимыслииизобретения,и
хотябольшинствопервыхпечатныхкнигкасалосьнаукиремесел,лишьвнекоторыхизних
можнонайтиупоминаниеоперпетууммобиле.
Вечный двигатель описан в очень старой санскритской рукописи по астрономии
«СиддхантаСиромани»,относящейсякпервойполовинеVвеканашейэры.Онпредставлял
собой колесо, имевшее на внешнем ободе два ряда отверстий одного диаметра,
расположенных зигзагообразно на равном расстоянии друг от друга. Отверстия были
заполненыртутьюиплотнозакрыты.Утверждалось,чтотакоеколесо,установленноенаоси
ипущенноевдвижение,будетвращатьсябесконечнодолгосамопосебе .
Значительно позднее появилось сочинение под странным названием «Пещера
медицинской магии», написанное Марко Антонио Зимарой. Итальянский философ, врач,
астрологиалхимикЗимарародилсявГалатинооколо1460годаиумервПадуетолив1523,
толив1532году.Втечениедолгоговременионбылпрофессоромфилософииимедициныв
ПадуеиНеаполе.
Зимара был исследователем и критиком Аристотеля и его приверженца — Альберта
Великого,чьиработыпофизикеиметафизикеонопубликовалв1518годувВенеции .Как
врач Зимара внес определенный вклад в медицину Возрождения исследованиями
внутренних болезней. Свои знания он черпал из сочинений алхимиков, астрологов и
чудотворцев. Не удивительно поэтому, что его собственные книги и терапия носят
мистическийиастрологическийхарактер.
{26}
{27}
Рис4.«Вечная»ветрянаямельницаМаркоАнтониоЗимары.
Нас, конечно, больше всего интересуют не медицинские изыскания Зимары, а
описанныйвупомянутомсочинениистранныйвечныйдвигатель,не«требующийдлясвоей
работы ни воды, ни грузов». К сожалению, в этом написанном латынью трактате
отсутствуютиллюстрации,чтооченьзатрудняетчтение.Поэтомупопросьбеисследователя
творчества Зимары профессора Кастена Толмейджа из Висконсинского университета
художник Б. Л. Поттервельд сделал рисунок «вечной ветряной мельницы», строго
придерживаясьтекстатрактатаиособенностейхудожественногостиляэпохиВозрождения.
ВоткакЗимараописывалсвойдвигатель:
«Руководствокконструированию
МашиныВечногоДвижения,нетребующейдляработыниводы,нигрузов
Постройте вращающееся колесо с четырьмя или более лопастями или крыльями,
наподобиеколесаветряноймельницы.Напротивколесаустановитедваилитримощных
кузнечных меха так, чтобы нагнетаемый ими воздух начал быстро вращать колесо. С
боковой или центральной частью колеса (по усмотрению изготовителя) соедините
приспособление, которое будет управлять работой кузнечных мехов во время вращения
колеса (способ выполнения этого приспособления должен составить честь
изобретательностимастера).Воздух,выходящийизкузнечныхмеховидующийвлопасти
колеса, заставит его непрерывно вращаться; сами же кузнечные мехи под действием
вращающегося колеса будут постоянно раздуваться. И это, надо думать, не абсурд, а
отправнаяточкадляисследованияграндиозногоявления—вечногодвижения;янигдене
читалоподобномустройствеинезнаюникого,ктобыегоразработал».
Видимо,Зимараискренневерилвто,чтоонпервымвыдвинулидеювечногодвигателя.
Но, вероятно, самый старый способ построения перпетуум мобиле заключался в
использовании колеса, несущего насаженные на него рычаги. Длина рычагов в процессе
вращенияколесаавтоматическиизменяласьподдействиемсилытяжести.Описаниевечных
двигателейэтоготипабудетдановследующейглаве.Примерновэтожесамоевремябыли
предложены механизмы, в которых колесо разделялось перегородками на равные
радиальные секторы. Вращение колеса меняло ориентацию секторов относительно
вертикали, и тяжелые шары, помещенные по одному в сектор, перекатывались в них под
действием силы тяжести. Позднее металлические шары были заменены «быстрым
серебром» (ртутью). Принцип действия других вечных механизмов основывался на
использовании гидростатических явлений, капиллярных притяжений и управляемых
магнитныхполей,изменяющихвлияниесилытяжести.
И тем не менее следует отдать должное Зимаре: он действительно первый предложил
использовать пневматический принцип в работе вечного двигателя. Что же касается его
машины, то можно сказать, что она уникальна по своей неэффективности. Так как сила
ветра, раздувающего кузнечные мехи, совершенно недостаточна для приведения вечной
ветряноймельницывдействие.
Глядянарисунокмельницы,хочетсявследзаТолмейджемзаметить,чтоизображенный
на нем странный ландшафт, одежды и позы двух философов, непропорционально
увеличенныеручныекузнечныемехикакнельзялучшеимитируютхарактериллюстрацийв
итальянских изданиях начала шестнадцатого столетия . Видим мы на рисунке и
«вращающееся колесо с четырьмя или более крыльями» и «установленные напротив него
мощные кузнечные мехи, нагнетающие воздух, который быстро вращает колесо». Что же
касается «приспособления, которое будет управлять работой кузнечных мехов во время
вращения колеса», то, поскольку Зимара не оставил точных указаний относительно его
расположения,художниквправебылизобразитьеговвидетрехрычагов,прикрепленныхк
краям колеса. Совершенно очевидно, что, для того чтобы колесо пришло во вращение,
движениярычаговдолжныбытьстрогосогласованны.
По характеру действия это приспособление напоминает то, что на языке современной
техники именуется трехколенчатым кривошипом. В XVI веке оно действительно должно
былосоставитьчестьизобретательностимастера!
Кривошипы изображены на нескольких набросках, выполненных Леонардо да Винчи
(1452—1519).Ихотявеликийитальянецнеопубликовалих,многиеписателиутверждают,
что видели эти рисунки вскоре после смерти ученого. Врач Георг Агрикола (1494—1555),
авторсочинения«Ометаллах,вXIIкнигах»,опубликованноговБазелечерезгодпослеего
смерти,приводитнескольколюбопытныхрисунков кривошиповимаховиков .Интересно
изображениедвухколенчатогокривошипа,окотором,повсейвероятности,Зимаранеимел
представления.Естьвкнигеирисунокогромныхкузнечныхмехов,приводимыхвдействие
посредством рычага и используемых для поддува воздуха в печь. Агрикола называет их
«сильноувеличеннойкопиейраспространенноговобиходеприспособлениядляраздувания
огня».ПосвоейконструкцииэтимехиподобныописаннымЗимарой.
По характеру изложения книга Зимары кажется нам яснее и понятней, чем многие
сочинения его современников. Ученые мужи Возрождения, мудрецы и мистики любили
соединять в своих трудах вопросы магии, колдовства, алхимии и астрологии, на каждом
{28}
{29}
шагуставявтупикнесведущеговоккультныхнаукахчитателя.
Абрахам Вольф в своей «Истории науки, техники и философии в XVI—XVII веках»
усматриваетследующуюсвязьмеждуизобретениеммаховикаиидеейполученияэнергиииз
ничего: «Предполагалось, что в результате непрерывного вращения маховика совершается
полезная работа. Но поскольку закон сохранения энергии был сформулирован лишь в XIX
веке, в те времена такая идея представлялась совершенно необоснованной. Тем не менее
Агриколасделалгораздоменьшеошибок,чемегосовременники,писавшиенатужетему».
Если верить запискам Томаса Тимме, голландский химик и натурфилософ Корнелий
Дреббель(1572—1634)сконструировалмеханизм,имитирующийдвижениеСолнцаиЛуны
понебосклону(небылолиэтораннеймодельюпланетария?)идемонстрировалегоперед
английским королем Иаковом I (правившим с 1603 по 1625 год). Механизм приводился в
действиеспомощью«огненногодуха»,находящегосявосиколеса .
ЭдуардСомерсетмаркизВорчестерский(1601—1667),которомуприписываютсоздание
первой действовавшей паровой машины, в своей любопытной книге «Столетие
изобретений» (1655) описал ряд устройств, которые, судя по комментариям автора,
представляли собой попытки создать вечный двигатель. Одно из описаний, помещенное в
«Столетии»подномеромXXI,озаглавлено«Ведерныйфонтан».
«Как постоянно, днем и ночью, поднимать воду ведрами, используя лишь силу,
возникающую при ее движении, и имея колесо или насос, а также лебедку, к концам
которой прикреплено по ведру. Признаюсь, я видел и изучал подобное устройство в доме
великогоматематикаКлаудиусавРиме ;авторпреподнесэтоустройствовподарокодному
кардиналу. Я не стремлюсь присвоить себе труды других, поэтому если я упоминаю о
некоторомизобретении,яобязательноназываюимяизобретателя».
ОписаниеподномеромLVназвано«Двойнойводянойвинт».
«Двойной водяной винт; внутренний винт предназначен для подъема воды; по
нисходящей резьбе внешнего значительно более короткого винта вода стекает вниз; кроме
того,имеетсяэкстраординарноесредстводлявращениявинтаиподъемаводы».
В книге приведены сведения и о других водяных машинах, создатели которых
находились, вероятно, под влиянием идеи вечного движения. Например, описано
устройство,вкоторомводаавтоматическиубываетиприбывает(илимеханизм,состоящий
избаковсводой,постояннонаполняющихсяиопорожняющихся).Наиболееинтересным,на
мой взгляд, является самовращающееся колесо. Об этом механизме я подробно расскажу в
следующейглаве.
Идея вечного движения не ускользнула из поля зрения и английского епископа Джона
Уилкинса(1614—1672).Всвоем сочинении «Математическаямагия»онпишетотом,что
вечноедвижениесоздается«химическимпритяжением»,возникающимприперемешивании
ртути с некоторыми другими веществами. Уилкинс считал, что, очистив эту массу
несколько раз, можно получить атомы вещества, которые, если их поместить в полый
стеклянный шар, будут поддерживать вечное вращение такого шара. Епископ Честерский
был, однако, достаточно прозорлив, чтобы не обольщаться по поводу осуществимости
такого процесса и его способности обеспечить вечное движение шара . Я еще вернусь к
рассказуобизобретенияхэтогодуховноголица.
XVIIиXVIIIвекаотмеченыбольшимколичествомтеоретическихипрактическихработ
инженеров-механиков.
Сегодня их книги дают нам представление не только об инженерном искусстве тех
{30}
{31}
{32}
далеких времен, но и о методах, с помощью которых решались тогда технические задачи.
Еще до публикации красноречивого и логически обоснованного труда епископа Уилкинса
появились сочинения другого замечательного автора, во многом облегчающие нам
понимание эпохи становления Новой Науки. Этот человек, Роберт Флудд (1574—1637),
оставилмногохорошоиллюстрированныхописаниймеханизмов,которыеиспользовалисьв
те времена в повседневной жизни . В одном из его сочинений, опубликованном в 1618
году, рассказывается о проекте мельницы замкнутого цикла, в котором использованы
водяноеколесо,архимедоввинтирезервуарсводой.
В Германии несколько позже жили два выдающихся механика, работы которых
отличались неудержимым полетом фантазии. Один из них, Георг Андреас Беклер,
опубликовалв1686годувНюрнбергезамечательноесочинение,переизданноезатемв1703
году.Книга,названнаяавтором«Театромновыхмашин» , быланаписанаввидеочеркао
развитии инженерного искусства. В соответствии с обычаями того времени Беклер
латинизировал свое имя и на титульном листе предстал перед читателями как «Георгиус
Андреас Беклерус, архитектор и инженер». Подзаголовок уточнял содержание книги:
«Мельницы: водяные, ветряные, ручные, приводимые в действие домашними животными
илиспомощьюповоротныхмеханизмов».
{33}
{34}
Рис.5.Мельницазамкнутогоцикла,предложеннаяРобертомФлуддомв1618году.Для
ееработынетнеобходимостивнепрерывнотекущемпотокеводы.Лишьспустядвастолетия
после смерти Флудда стало ясно, что закон сохранения энергии исключает возможность
существованиятакогоустройства.
Но не столько из названия книги, сколько руководствуясь знанием исторической
обстановки, сложившейся в Германии в столетие, последовавшее за окончанием
Тридцатилетнейвойны[3],читательпоймет,чтознакомствоавторастехникойтоговремени
почти полностью ограничивалось разного рода мельницами. В большинстве своих
изобретений, безотносительно к виду используемой движущей силы, Беклер вплотную
{35}
подошелкоткрытиюпринципазубчатойпередачи .
Инженеры семнадцатого столетия не обладали ни теоретическими познаниями, ни
техническими возможностями для того, чтобы сконструировать зубчатые колеса, которые
сцеплялисьбысминимальнымтрением.Вообщевтевременалюдиещеплохопредставляли
себе, что такое трение, хотя и использовали это явление в мельничном деле для
транспортировкимешковсмукой[4].
Столь обычная сегодня конструкция шестерен, сцепленных с зубчатыми колесами
большогодиаметра,тогдаещетолькопоявилась.Нопроблемаизмененияосивращенияна
90°ужебыларешенаизобретениемкатка(wallower),приводимоговдействиекорончатым
колесом (деревянное колесо, по окружности которого на одинаковом угловом расстоянии
друг от друга закреплены небольшие штыри) или колесом, на ободе которого имелись
зубцы,перпендикулярныеегооси.Катокиногданазывалсяроликовымколесом,часовщики
же именовали его фонарной шестеренкой[5]. Это столь полезное средство из арсенала
механиков XVII века состояло из двух деревянных дисков, в каждом из которых по
перифериибылпросверленрядотверстий.Крометого,вцентредисковтакжебылисделаны
отверстия, через которые пропускался вал или ось механизма. Эти отверстия имели, как
правило,квадратнуюформу,предохранявшуюкатокотпроворотанаоси.
Диски насаживались на вал на некотором расстоянии друг от друга, необходимом для
работывсегомеханизма.Сквозьотверстиянаперифериидисковпропускалисьдеревянные
стержни, которые соединяли диски наподобие фонаря или птичьей клетки. Когда каток
сцеплялся с ведущим колесом, создавалась пригодная для работы зубчатая передача. В
зависимости от типа этого колеса (корончатого или зубчатого) передача движения
осуществляласьсоответственноперпендикулярноилипараллельноведущейоси.
Все это описано в «Театре новых машин». Самым же впечатляющим в книге Беклера
является постоянное стремление автора идейно связать излагаемый материал с
представлениямиовечномдвижении.
Людям прошлого казалось, что наиболее доступным источником энергии для работы
вечных двигателей является вода. Вероятно, такое мнение сложилось от того, что вода,
повсюду окружающая человека, казалась ему ничего не стоящей. Это обстоятельство и
вводило в заблуждение мельника, думавшего, что вода достается ему бесплатно. От него
былоскрыто,чтокупля-продажаводыпроисходиткакбывпересчетенаединицуэнергии,
которая один лишь раз может быть затрачена на совершение полезной работы. Однако
владельцы мельниц, на которых в период засух уменьшался напор воды, не рассматривали
последнюю как бесплатный источник энергии. Они постоянно пытались заставить воду
подниматьсявверхивновьсовершатьработу.Позднееумудренныеопытоминженерыстали
накапливать энергию, сооружая запруды со шлюзными воротами и создавая в них запасы
воды для того, чтобы работа мельниц не прекращалась в засушливые периоды, когда
естественныйпритокводыпрекращался.
ИнженерампозднегосредневековьяиВозрождениябылизвестенпокрайнеймереодин
весьма надежный способ подъема воды на определенную высоту: если конец трубки,
скрученнойнаподобиерезьбывинта,опуститьвводу,тоонаначнетподниматьсявверхпо
трубкедотехпор,покапоследняябудетвращаться.Этостранное,нотемнеменееидеально
работающее изобретение, вошло в историю техники под названием архимедова винта.
Теперь мы понимаем, что трубка архимедова винта должна была вращаться с помощью
какой-товнешнейсилы.
Этого,однако,незналилюдисредневековья,которыесискреннимудивлениемзадавали
вопрос:«Чтоможетбытьпроще,чемсоединитьтакойвинтсводянымколесоммельницы?
Ведьтогдамельницабудетвращатьвинт,авинтприводитьвдвижениемельницу!»
Рис.6.ГеоргАмдреасБеклерописалбольшоеколичествосамодвижущихсямельницна
основе винта Архимеда. Две из них изображены на рисунках, помещенных на 2-й и 3-х
страницах обложки. На этом рисунке изображено устройство, в котором винт Архимеда
применендляподъемаводы,аколесо,напоминающеетурбину,—длявращенияжерновов
мельницы.
Беклер так же, как и многие другие инженеры, жившие до и после него, разделял эту
точку зрения. Все его многочисленные мельницы, тщательно нарисованные и любовно
описанные, должны были работать именно на этом принципе. Более того, Беклер считал
себя автором столь замечательной идеи и без ложной скромности провозглашал себя
единственныминеповторимымгением-теоретиком(даипрактикомтоже).Онсвятоверил
в правоту выдвинутых им положений и походил тем самым на бесчисленное множество
других «гениев», которые на протяжении многих лет горько жаловались на тупость и
бездарностьмехаников,неумевшихвоплотитьстольочевидныеиясноизложенныеидеив
практически действовавшие механизмы. Интересной особенностью беклеровских вечных
двигателейсархимедовымвинтомявляетсяформалопастей,оченьнапоминающаялопатки
современныхтурбин.
Еще одно средство для подъема воды, приводящей в движение мельницу, состояло из
рядабачков,прикрепленныхкверевкеиобразующихзамкнутуюцепь.Предполагалось,что
эти бачки будут подавать воду прямо на мельничное колесо. Подобное самовращающееся
колесо казалось современникам Беклера, вероятно, самым достоверным из его проектов.
Колесо было сконструировано таким образом, что на одной его стороне постоянно
оказывалось больше грузов. Поэтому изобретатель полагал, что оно не только будет все
времявращаться,ноидаватьэнергию,достаточнуюдляработыводяногонасоса.Колесный
насосодногоизвечныхмеханизмовБеклераизображеннарис.6.
Самовращающееся колесо было подвергнуто углубленному анализу выдающимся
немецким философом Якобом Леупольдом, который в 1724 году опубликовал в Лейпциге
книгу под названием «Общий театр машин» . Целый ряд механизмов Беклера
воспроизведен здесь с такой точностью, что невольно напрашивается вывод о прямом
заимствовании из более ранней работы Беклера. Но в отличие от своего предшественника
Леупольд, как уже говорилось, тщательно проанализировал работу самовращающегося
колеса и пришел к выводу, что оно должно вращаться, так как суммарный момент,
создаваемыйгрузаминаоднойегостороне,всегдабудетпревышатьсуммарныймоментот
грузовнапротивоположной(?!)стороне.
Нам не следует слишком строго судить Зимару, Беклера и других, ведь наши
сегодняшние представления вобрали в себя мудрость, знания и опыт многих поколений
исследователей.Напротив,мыдолжныбытьимпризнательнызато,чтоониоставилинам
письменноеизложениезнанийпомеханикеитехникетогопериода,когдасозданиекниги
требовалопоистинесамоотверженныхусилий.Уместнозаметитьтакже,чтоинженерыXVII
векачастозаблуждались,ноникогоникогданедурачили.Этимонивыгодноотличалисьот
многихизобретателейболеепозднеговремени.
Интересно, что вера в винт Архимеда как в средство для решения проблемы вечного
движениябыларазрушенанекеминым,какУилкинсом,епископомЧестерским.Егокнига
«Математическаямагия»вышлавсветв1648году,тоестьнатридцатьвосемьлетраньше
беклеровского «Театра». Уилкинсу было тогда тридцать четыре года, и, подобно многим
духовнымлицамXVIIвека,онбылещеиученымиписателем.Решивзанятьсяразработкой
(и описанием) машины вечного движения, он выполнил свое намерение с завидной
скрупулезностью. В разделе книги, посвященном «водяным вечным двигателям», Уилкинс
подробно говорит о преимуществах архимедова винта перед насосом, а затем продолжает:
«Еслирассматриватьэтимеханизмысовместно,томожетпоказаться,чтопостроитьвечный
двигательнетакужесложно.Дляэтогодостаточноиметьводяноеколесо,покоторомубы
опускался, приводя его в действие, ранее поднятый вверх поток воды. Это колесо вращало
бывинт,поднимавшийтакоеколичествоводы,котороебылонеобходимодлядвижениявсей
машины в целом. Движение это было бы непрерывным, поскольку количество воды,
выносимое вверх вращающимся винтом, равняется количеству воды, падающему по колесу
вниз.Еслижеокажется,чтодействияводынаодноколесонедостаточнодляприведенияв
движение архимедова винта, то почему бы не использовать несколько колес: два, три —
словомстолько,сколькопозволяютразмерывсеймашины.
{36}
Рис. 7. В 1648 году епископ Уилкинс тщательно изучил действие архимедова винта и
пришелктвердомуубеждению,чтонаосновеэтогоустройстваневозможносоздатьвечный
двигатель.
Обратимсятеперькрисунку.ЗдесьдетальLM,изображеннаявнизу,представляетсобой
деревянный цилиндр, в котором вырезан спиральный желоб. В устройстве этот цилиндр
закрывается жестяными пластинами АВ. Три водяных колеса отмечены буквами H, I, K, а
расположенныйвнизурезервуарсводой—буквамиСD.Привращениицилиндравсявода,
которая поднимается им из резервуара вверх, будет поступать в сосуд Е, а из этого сосуда
выливатьсянаколесоНи,следовательно,вращатьиколесоивесьвинтвцелом.Еслижедля
вращения винта количества воды, падающего на колесо H, окажется недостаточно, тогда
можнобудетиспользоватьводу,стекающуюсэтогоколесавсосудF ипопадающуюдалее
на колесо I. В результате этого сила действия воды удвоится. Если же и этого окажется
недостаточно,тогдавода,поступающаянавтороеколесоI,можетбытьнаправленавсосуд
G и на третье колесо K. Этот каскад можно продолжить, установив такое количество
дополнительных колес, какое позволяют размеры всего устройства. Однако увеличение
числа колес утяжеляет винт и для его вращения потребуется воды больше, чем он сможет
поднять. Но если вода будет в избытке, то почему бы не использовать часть ее на
хозяйственные нужды (при условии, конечно, что оставшейся воды будет достаточно для
вращениявинта)?
Когда я впервые сделал такое открытие, то едва удержался от того, чтобы, подобно
Архимеду, не закричать „Эврика!“. Этот способ создания вечного движения казался мне
стольбезупречным,чтоврядлиможнобылобынайтипротивнегокакие-либовозражения.
Однакопослецелогорядапопытокяпришелквыводуополнойнесостоятельностисвоего
замысла. Устройство не будет работать по двум причинам. Во-первых, вода, которая
подымается наверх, не образует сколько-нибудь значительного потока, устремляющегося
затемвниз.Во-вторых,этотпоток,дажеввидекаскада,неспособенвращатьвинт».
Таким образом, епископ Уилкинс не только задумал весьма оригинальный вечный
механизм, но и взял на себя труд построить модель устройства и подвергнуть ее
испытаниям. В результате этого исследования Уилкинс убедился в полной непригодности
механизмаичеткоуяснилдлясебяпричиныидейнойнесостоятельностипроекта.Еслибы
все изобретатели вечных двигателей следовали примеру славного епископа и, прежде чем
предавать свои изобретения гласности, столь тщательно оценивали их! Например, уже
знакомыйнамРобертФлуддпредложилв1618годуаналогичныйвечныйдвигатель,ноне
пошел дальше его описания. В его проекте водяное колесо с помощью зубчатых колес
приводит в движение насос, который доставляет воду, необходимую для вращения самого
колеса.
Подводя итоги сказанному, следует задаться вопросом: насколько широко была
распространенавXVIиXVIIвекахидеясозданиявечногодвигателя?
В 1588 году в Париже увидел свет классический компендиум различных машин и
механизмов эпохи Возрождения, принадлежавший перу Агостино Рамелли . Это
поражающее воображение сочинение, названное автором «Различные хитроумные
машины», содержит описание огромных водяных устройств для подъема воды на виадуки,
сифонов, насосов двойного действия, роликовых подшипников с уменьшенной силой
трения, реечных передач, эксцентриков, реверсивных зубчатых передач, «персидских
колес», наклонных секционных желобов для подъема воды, а также превосходную
коллекцию гравюр, изображающих сложные образцы военной техники, среди которых
разборныепонтонныемосты,переносныеручныеинструментыдляразрушенияподъемных
решетоккрепостныхворотиснятияэтихворотспетель,прицелыдляпушекит.д.Рамелли
был,несомненно,высокоталантливыминженером,любопытно,однако,чтовегоработемы
не встречаем никаких упоминаний о вечных механизмах. Некоторые предложенные им
«хитроумные машины» близки к идее вечного двигателя, но все они имеют чисто
практическоеназначение.Вернеевсегопредположить,что,еслибыРамеллидействительно
былзнакомсэтойидеей,оннавернякапопыталсябысоздатьвечныймеханизмиоставилбы
егоописание.Отсутствиежеперпетууммобилевегокнигесвидетельствуетотом,чтосама
идеявечногодвижениявXVIвекенаходиласьещевзачаточномсостоянии.
{37}
История, как известно, повторяется, и то же самое происходит, вероятно, и с
изобретениями. В 1648 году епископ Уилкинс отверг идею «колесно-насосного» вечного
двигателя, а более чем через двести лет модифицированный проект того же самого
устройства с искренним энтузиазмом первооткрывателя был предложен неким читателем
журналу«Инглишмикэник».Вотчтописализобретатель:«НарисункебукваАобозначает
винт, ось которого закреплена в двух опорных точках G,G.Буквой В обозначена емкость,
которая наполнена ртутью до уровня нижнего отверстия винта (ртуть, по мнению многих,
предпочтительнее воды, потому что она не оседает на стенках резервуара, а также не
испаряется подобно воде). Буквой С обозначен резервуар, в который при повороте винта
попадает падающая сверху ртуть. Из этого резервуара выходит трубка, по которой
вследствиедействиясилытяжестиртутьперетекаетналопастнуюплощадкуЕ(мыназвали
ее так за неимением более подходящего термина). Лопасти представляют собой
перегородкимеждуразличнымисекторамиплощадки.Ртуть,попавшаявсекторыплощадки,
давит на лопасти-перегородки и приводит во вращение площадку и, следовательно, винт.
Когда сектор в процессе вращения площадки поравняется с резервуаром Е, наклон
перегородок оказывается таким, что ртуть стекает по желобу в этот резервуар, а затем
оказывается в емкости G. Оттуда винт, находящийся в постоянном вращении, вновь
подхватитртутьивынесетнаверх».
Рис.8.
Нужно отдать должное творческой мысли изобретателя, выбравшего очень тяжелую и
подвижнуюжидкостьдляприведениявдействие«лопастнойплощадки».Жальтолько,что
этотяжелоевещество—ртуть—должнобылоподниматьсяспомощьювинта.Мы-товедь
знаем, что это невозможно. Если бы этот изобретатель мог соединить знания инженерамеханика и знания алхимика, он наверняка превратил бы ртуть в порошок алюминия или
какой-нибудь газ, чтобы она могла легко подниматься по винту Архимеда. А затем,
оказавшись сверху, эта волшебная субстанция вновь легко превращалась бы в тяжелую,
подвижную ртуть, которая при падении вниз еще сильнее раскручивала бы винт.
Печально,чтотакойпроектдажеменеереален,чемпредыдущий.Темже,ктоубежден,что
нетвещейболеенеосуществимых,чемпростонеосуществимые,япозволюсебенапомнить
поговорку времен второй мировой войны: «Невозможное мы совершаем мгновенно, а на
чудесатребуетсябольшевремени».
3.Самовращающиесяколесаи
неуравновешенныегрузы
Можно смело утверждать, что все ранние попытки построить вечный двигатель
связывались с созданием такого колеса, которое вращалось бы само по себе. Нетрудно
понять,почемуименноколесооказалосьвцентревниманияизобретателей,раздумывавших
над тайнами вечного движения. Если первым орудием человека был каменный топор, то
первым механизмом стало вращающееся на оси колесо. Использование колеса лежало в
основе всех ранних механизмов, созданных руками человека, будь то приводимый в
движение лошадьми круг для подъема пустой породы из шахт или воды из колодцев, или
водяноеколесо,спомощьюкоторогомололосьзернонамельницах,илиразличныеколеса,
приводящие в движение ветряные мельницы. Корончатые колеса, колеса со штифтами,
осуществлявшие изменения ориентации оси вращения, прерывистые передачи, подъемные
устройства — вот далеко не полный перечень простейших механизмов, в основе которых
лежало использование колеса. Все это великое множество устройств создавалось
механиками средневековья и Возрождения, которые одной и той же идее (идее
вращающегосяколеса)придавалинапрактикестольразнообразныеформы .
В предыдущих главах я показал, в каких направлениях работала творческая мысль
инженеров и философствующих механиков самого раннего периода. Сегодня достаточно
заглянуть на ветряную мельницу, прислушаться к шуму работающих механизмов,
посмотретьнаотполированныедетализубчатыхпередач,чтобыубедитьсявтом,чтопервые
создатели колесных механизмов слишком мало значения придавали проблеме трения.
Многиеизних,какмнекажется,неосознанноверили,чтотрение—этонекоепостоянное
свойство, присущее любому механизму. Единственный путь для уменьшения его влияния
они видели в том, чтобы создавать устройства как можно большего размера, полагая, что,
чембольшихразмеровбудетмеханизмичембольшевнембудетразныхколес,темближе
они подойдут к созданию механизма, в котором трение вообще отсутствует. Потом
останетсяввестивконструкциюмашиныкакой-нибудьэлемент(пустьэтобудетещеодно
колесоиличерпакдляводы),иможнобудетнетолькополностьюпреодолетьсилутрения,
но и достичь такого совершенства всей системы, когда колеса станут вращаться сами по
себе.
И как ни наивно выглядит это убеждение сегодня, ему можно найти свое оправдание.
Ведьеслимыпопытаемсяпредставить,чтоунаснетниопыта,низнанийлюдейдвадцатого
столетия,товечноедвижениедействительноможетпоказатьсяоднимизявленийприроды,
котороенужноиспользоватьснаибольшейдлячеловекапользой.
В70-хгодахпрошлогостолетиянемецкийфилологГейгервыдвинулвесьмаинтересную
гипотезуивскореотыскалубедительныедоводытого,чтобуддистскиемолитвенныеколеса
(на которых укреплялись тексты молитв верующих и которые вращались под действием
силыводы)былипервымвариантомводяногодвигателя.
Примитивным средством для подъема воды было так называемое персидское колесо.
Действуя автоматически в текущем потоке воды, оно поднимало ее на определенную
высоту. Чрезвычайная простота и доступность устройства вдохновляли бесчисленное
{38}
множество создателей вечных механизмов. Существует одно непременное условие работы
этого простейшего водоподъемника: чтобы персидское колесо вращалось, его диаметр
долженбытьбольшетойвысоты,накоторуюнужноподнятьводу.
Рис. 9. В различных вариантах персидского колеса использовались либо полые спицы,
которые наполнялись водой через отверстия в ободе и опорожнялись через ступицу, либо
изогнутые спицы, сделанные наподобие гребного колеса. Эти колеса назывались
соответственно «рогатым барабаном» или насосом де ла Фейе и приводились в действие
потокомречнойводы.
Водоподъемник состоял из деревянного колеса, свободно вращающегося на валу. По
ободу колеса на осях подвешен ряд черпаков. Когда поток поворачивает колесо, черпаки
попадают в воду и погружаются в нее. Колесо продолжает поворачиваться, перенося
черпаки и поднимая их до уровня желоба, отводящего воду от устройства. Здесь черпаки
переворачиваются,выливаютводуипустымисовершаютвращениесколесом,покасноване
погрузятсявводу.
Существовал вариант персидского колеса, в котором вместо черпаков использовались
полыеизогнутыетрубки.ИногдатакоеустройствоназывалинасосомделаФейе.Онгодился
дляподъемаводытолькодоуровняосиколеса.Работалонзасчетнаполненияводойполых
трубок через отверстия на ободе. Во время вращения колеса вода выливалась из трубок в
водоприемник, расположенный ниже его оси. На репродукции очень старой гравюры
изображеныиполыетрубки,икачающиесячерпаки.
Существовал еще один вариант персидского колеса, получивший название рогатого
барабана.
Персидское колесо почти полностью вышло из употребления к 1840 году, но на
протяжениимногихстолетийоносуспехомиспользовалосьнаирригационныхработах,не
требуяпочтиникакогоуходазасобой.Колесавращалосьисовершалонеобходимыйобъем,
работывтехслучаях,когдаимелсядостаточномощныйпотокводы.Приэтом,однако,оно
расходовало гораздо больше энергии, чем может показаться на первый взгляд.
Приблизительныеоценкипоказывают,чтоэффективностьустройства(заисключениемтого
случая, когда оно находилось в потоке воды, приводящем в движение мельничное колесо)
составляет всего лишь пятнадцать-двадцать процентов от эффективности водяного колеса.
Заметим, что с помощью лошадей, вращавших персидское колесо, аналогичным образом
моглаподниматьсяистоячаяводаизводоемов.
Персидское колесо было грубым вариантом устройства, известного еще Витрувию и
описанного им в 50 году до нашей эры. В Европу оно, очевидно, попало из Египта. Это
водоподъемное колесо — tympanum — использовалось для осушения болот и представляло
собой разновидность винта Архимеда, но только как бы расплющенного. Французский
инженер и мостостроитель Перронэ применил один из вариантов тимпанума для откачки
воды из отгороженных запрудами участков русла рек при строительстве мостов в Нейи и
Орлеане.Такоежеустройство,получившееназваниечерпаковогоколеса,использовалосьв
начале прошлого столетия для осушения болот в Восточной Англии. Эти колеса,
приводимыевдействияпаровымимашинами,оказалисьболееэффективными,чемнасосыи
ветряныемельницыголландскоготипа,ранееприменявшиесядляэтихжецелей.
Ещеоднимвариантомперсидскогоколесабылаnoria,хорошоизвестнаявпрошломвеке
в Китае и вообще в странах Востока. Эти колеса, приводимые в движение потоком воды,
имели очень большие диаметры, достигавшие иногда восьмидесяти-девяноста футов (по
данным надежных источников)[6]. Одно такое колесо диаметром в тридцать футов было
сделаноизбамбукаиприводилосьвовращениепотокомречнойводы.Ононеслодвадцать
черпаков,которыеподнимализаодиноборотдвенадцатьгаллоновводы[7].Совершаячетыре
оборота в минуту, колесо за день переносило более трехсот тонн воды. Но и здесь
фактическая эффективность устройства была очень низкой, и если бы не даровая энергия,
создаваемая потоком текущей воды, затраты на эксплуатацию нории (в единицах цены
расходуемойэнергии)никогдабынеокупились.
Все приведенные примеры свидетельствуют о культе колеса и о той важной роли,
которую оно играло в практической жизни человека, определяя также и направление
развития его технической мысли. Не удивительно, что колесо использовалось и в вечной
мельнице—устройстве,очевиднаяпростотакоторогонедавалаповодаусомнитьсявтом,
чтоонобудетработать.Засчетиспользованиянесколькихцепейсчерпакамиможнобыло
поднять воду на большую высоту, на промежуточных высотах передавая дополнительное
количествоэнергиинацентральныйвал.После этоговодападалавниз наводяноеколесо,
приводявсеустройствовдвижение.
Колеса,вращаемыесилойводыиливетра,—этолегкоосуществимаязатея.Подлинным
же испытанием для изобретателя вечного двигателя являлось создание такого колеса,
котороевращалосьбыбезвоздействиявнешнейсилы.
{39}
Рис. 10. Одним из вариантов нории является система из трех колес, предложенная
Якобом Леупольдом. Задуманная как средство для выполнения ирригационных работ
установка внешне напоминала вечный двигатель. Из-за низкой эффективности
практическогоприменениянеполучила.
Из тех отдаленных времен, когда появилась упомянутая нами санскритская работа по
астрономии,мыперенесемсявтринадцатоестолетиеирассмотримнаброски,оставленные
архитекторомВиларомдеОннекуром(ихоригиналвнастоящеевремяхранитсявПариже)
. В них мы находим рисунок вечного двигателя и следующие слова о нем: «Много раз
искусные умельцы пытались изобрести колесо, которое вращалось бы само по себе. Вот
способ создать такое колесо с помощью нечетного числа деревянных молоточков или
{40}
посредствомртути».
На рисунке, сопровождающем описание, изображено четыре деревянных молоточка,
расположенныхнаопускающейсячастиколеса,итримолоточка—наегоподнимающейся
части. Опускающиеся молоточки, таким образом, не уравновешены поднимающимися.
Подобное асимметричное расположение молоточков являлось, как видим, условием
вращения колеса. Для выполнения этого условия было необходимо, чтобы самый верхний
молоточек на опускающейся стороне упал бы до того момента, когда его ручка примет
вертикальное положение. До тех пор пока это будет происходить с каждым молоточком
верхнейчастиопускающейсястороныколеса,онобудетвращатьсядополногоизноса.Но—
увы! — единственный способ осуществить такое вращение заключается в использовании
какой-нибудь внешней силы для движения молоточка. И опять наши поиски окончились
неудачей—нашииВиларадеОннекура .
{41}
Рис.11.Вариант«вечного»колесаснавешенныминаободедеревяннымимолоточками.
Двумя столетиями позднее Леонардо да Винчи сделал наброски шести конструкций
перпетууммобиле.Однакодосихпорнеизвестно,являютсялиониегоизобретениямиили
заимствованы у других авторов . Начиная с этого времени многие создатели вечных
двигателей направляли свои усилия на конструирование различного рода автоматически
вращающихсяколес.
К 1685 году искатели вечного движения все еще пытались использовать кажущиеся
магическими свойства «быстрого серебра» (ртути) для вращения колес. Спицы
неуравновешенныхколесделалисьполыми,инаконцекаждойизнихпомещалсякожаный
мешок.Ртутьдолжнабылавытекатьизособогорезервуара,кактольковпроцессевращения
колеса он оказывался выше горизонтальной оси. По внутреннему каналу спицы она
попадала в мешок на опускающейся стороне, ускоряя таким образом вращение. Однако и
длятехизобретателей,которыеиспользоваливсвоихколесахртуть,идлятех,ктовцелях
экономии заменял ее свинцовыми шариками, вечное движение оставалось несбыточной
мечтой.Всеихпопыткикончалисьнеудачей.
{42}
Рис. 12. Колесо, вращающееся вечно, является самым старым заблуждением
изобретателей перпетуум мобиле. В процессе вращения искривленные спицы далеко
отбрасываюттяжелыешарынаоднусторонуколеса,азатемвыносятихкцентрунадругой
егостороне.Однакосуммамоментовдвиженияшаровотносительноцентравращениявсегда
остаетсяпостоянной,и,следовательно,вечноевращениеневозможно.
Тогда же появилось несколько странных механизмов, которые принесли их авторам
шумную,нобыстропроходящуюславусоздателейперпетууммобиле.Преждечемподробно
рассказывать об этих устройствах, мне хотелось бы напомнить читателю о том, что
создавалисьонивтакоевремя,когдамирбылболеедоверчивименееискушен,чемсегодня,
ипоэтомуумномуиловкомучеловекутогдабылогораздолегчеодурачиватьокружающих.
Рис. 13. Реконструкция колеса, построенного маркизом Ворчестерским. Вращение
колесапредполагалосьподдерживатьспомощьюукрепленныхнашнурахтяжелыхгрузов.
Первая таинственная история о самостоятельно вращающемся колесе рассказана
маркизом Ворчестерским в его книге «Столетие изобретений». В описании изобретения,
названногомаркизом«полезнымизменениемцентров»ивключенноговкнигуподномером
LVI,говорится:«Необходимообеспечить,чтобывсегрузынаопускающейсясторонеколеса
постояннонаходилисьдальшеотегоцентра,чемгрузынаегоподнимающейсястороне.При
этом число грузов и их вес на каждой стороне колеса должны быть одинаковы. Чтобы
поверить в эту вещь, ее надо увидеть. Она испытывалась под моим руководством в
присутствии ныне покойного короля (благословенной памяти) в Тауэре. Его величество
сопровождали два чрезвычайных посла, а также герцог Ричмонд и герцог Гамильтон с
большойсвитойсвоихподданных».
«Колесовокружностиимелочетырнадцатьфутовинеслосорокгрузов,каждыйвесомв
пятьдесятфунтов.СэрУильямБальфур,тогдашнийкомендантТауэра,иещенескольколиц
могут подтвердить это. Все они видели: до того как эти большие грузы проходили
положениеравновесиявнижнейточкеколеса,ониоткидывалисьнафутдальшеотцентра,а
померетогокакониподнималисьвверх,онисдвигалисьнафутближекцентру.Судитео
последствияхсами».
У нас нет причин сомневаться в том, что маркиз действительно сконструировал свое
колесо и что оно демонстрировалось в Тауэре. Я не сомневаюсь и в том, что оно
действительно вращалось. Однако я не могу себе представить, каким же образом колесо
могло продолжать вращение, после того как его впервые привели в действие. Можно
предположить, что колесо таких размеров, если оно изготовлено с очень большой
точностью и снабжено подшипниками, сила трения в которых сравнительно невелика,
действительно могло вращаться длительное время наподобие обычного маховика. Имея
четырнадцатьфутоввдиаметреидветысячифунтоввеса,оно,должнобыть,производило
большое впечатление на зрителей. Вращалось колесо, вероятно, достаточно долго, чтобы
убедить легковерную публику в том, что она является свидетельницей самостоятельного
вращения колеса. Нужно заметить, что и сами маховики в те времена были большой
редкостью. Их назначение к механике еще не было до конца понято, и столь явные
техническиевозможностиоставалисьнеизвестнымиширокойпублике.
Многиеписателипрошлогонамекалинато,чтомаркизВорчестерскийизобрелвечный
двигатель. Однако, как я уже говорил, иллюзорная идея вечного двигателя владела умами
людей задолго до семнадцатого столетия. Наверняка маркиз знал, что его усилия не
увенчалисьуспехом.Яуверен,чтооноправдывалсяпередсамимсобой,рассуждая,чтоего
колесо должно было работать вечно, как он о том и заявлял, а свои неудачи полностью
относил на счет технических неточностей в работе изготовителей двигателя. Будь их
мастерство выше, колесо работало бы вечно. Таково старое оправдание изобретателей
машинвечногодвижения.
МеханикомумаркизаВорчестерскогослужилнектоКаспарКалтофф,инетсомненийв
том,чтоколесоонсобиралвспешке,чтобыуспетьвыставитьегодляобозренияпослучаю
визита Карла II в Тауэр. Существует предположение, что вскоре после этого маркиз
прекратилработунадсвоимдвигателем.
Несколькими годами раньше он занимался усовершенствованием изобретенной им
«машины, управляющей водой» (water-commanding engine), проводя многочисленные
экспериментывсвоемзамкеРегланвМонмаутшире.ПослепораженияКарлаIвборьбеза
власть[8]ЭдуардСомерсетмаркизВорчестерскийбежалвоФранцию.Когдаже,наконец,он
вернулся на родину, его арестовали и заточили в лондонский Тауэр. Именно к этому
времени относят изобретение описанного выше колеса. Может быть, благодаря этому
изобретению маркиз был освобожден Карлом II. Он поселился в Воксхолле, где под
покровительствомактаанглийскогопарламентадоконцасвоихднейпродолжалтрудиться
надулучшениемсвоеймашины,вконечномсчетелучшимсвоимизобретением.Маркизне
дожил до того дня, когда его эксперименты получили практическое воплощение, но его
машина стала предтечей парового двигателя, принесшего процветание Англии во время
промышленной революции. Самовращающееся же колесо осталось бесполезным
прожектом .
Примернов1715годуинженер-механик(втевременалюдейэтойпрофессииназывали
простомеханиками)саксонецИоганнЭрнстЭлиасБесслер(1680—1745)изобрелмашину,
{43}
наделавшуюмногошумаповсейЕвропе.ВскорепослеэтогоБесслерсменилсвоеимяивзял
другое — Орфиреус, составленное, как он говорил, из двух рядов букв, между которыми
располагалосьегонастоящееимяиизкоторыхпоочереднобыливыбраныбуквыверхнегои
нижнегорядов.Вмолодости,получивхорошеедуховноеобразование,Бесслертемнеменее
занялсямеханикойивскоресталвесьмаопытнымчасовыхделмастером.Судяпоотзывам
современников,этобылчеловекспротиворечивым,вспыльчивымивесьмапеременчивым
характером. Интерес к идее вечного движения возник у него очень рано, и он провел
эксперименты не менее чем с тремястами различными механизмами, пока, наконец, не
изобрелустройство,которое,казалось,заработало.ОднакоправителиземлиГессен,гдеон
жил, обложили это устройство таким тяжким налогом, что изобретатель вынужден был
разрушитьсвоедетище.
Несмотря на это, Орфиреус вскоре построил второе колесо и показал его ландграфу
Гессен-Кассельскому,которыйразрешилпоместитьколесоводнойизкомнатсвоегозамка.
Комната держалась на запоре, а замок был опечатан личной печатью ландграфа. Когда по
истечениидвухмесяцевкомнатуотперли,колесопо-прежнемувращалосьспервоначальной
скоростью.
Взамокстекалиськороли,принцы,ландграфы,неговоряужеомногочисленныхученых
мужах, чтобы подивиться на колесо и уехать убежденными в абсолютной достоверности
устройства. Колесо это, одно из нескольких самовращающихся колес, которые, как
утверждают, построил Орфиреус, имело в диаметре двенадцать футов, а толщина его
достигла четырнадцати дюймов. Сделано оно было из легких сосновых досок и покрыто
вощеной оболочкой, прятавшей внутреннее устройство механизма. Диаметр вала, на
которомколесовращалось,равнялсявосьмидюймам.
Некий барон Фишер после осмотра колеса в кассельском замке Виссенштайн писал
французскомунатурфилософудокторуЖануДезагюлье :
«Колесо вращается с поразительной скоростью. Посредством привязанного к его валу
каната оно приводит в движение архимедов винт, с помощью которого осуществляется
подъем воды. И при этом колесо совершает двадцать оборотов в минуту. Я несколько раз
проверял это, пользуясь часами, и скорость каждый раз была одной и той же. Если бы
какой-нибудьчеловекпопыталсявнезапноостановитьколесо,оноподнялобыегонавоздух.
Будучивсежеостановленным,колесотакипребывалонеподвижным(вэтомзаключается
убедительноедоказательствоналичиявечногодвижения).Оченьосторожноявновьпривел
колесо в движение, чтобы посмотреть, сможет ли оно без постороннего вмешательства
набрать прежнюю скорость вращения (в чем я очень сомневался). К моему величайшему
удивлению,яувидел,чтомало-помалускоростьвращенияколесаувеличиваласьдотехпор,
пока оно не сделало два оборота. После этого колесо набрало прежнюю скорость. Этот
эксперимент,демонстрирующийувеличениескоростивращенияколеса—оточеньнизкой
первоначальной до необычайно высокой конечной, — гораздо сильнее убедил меня в том,
что я вижу перед собой вечное движение, чем целый год наблюдений, во время которых
скорость вращения могла незаметно гаснуть, пока колесо вообще не остановилось бы.
Увеличивать скорость, а не терять ее, увеличивать ее до определенного предела, несмотря
на сопротивление воздуха и силу трения, — вот истинное доказательство достоверности
работымеханизма».
Повсейвероятности,колесобылоостановлено,чтобыпредохранитьегоотчрезмерного
изнашивания. Однако изобретатель держал в тайне секрет устройства. Ландграф одарил
{44}
Орфиреуса «чудесным подарком» и был допущен к осмотру колеса, но предварительно
изобретатель взял с него слово не рассказывать никому об увиденном и не использовать
полученные сведения. За свой секрет Орфиреус запросил с ландграфа сумму,
соответствующую примерно двадцати пяти тысячам фунтов стерлингов, вряд ли кто-либо
смогбывыплатитьловкачуэтукучуденег.
Орфиреус написал несколько памфлетов, восхваляя в них достоинства своего колеса[9],
демонстрировалпублике,каконоподнималоиопускалокамнииливоду.Кколесу,которое,
как мы уже упоминали, было заперто в одной из комнат замка, никто из посторонних не
допускался. Желающие взглянуть на его работу могли удовлетворить свое любопытство,
взобравшись по веревке, спущенной из бойницы в стене замка. По мнению изобретателя,
этогобыловполнедостаточнодлязнакомствасмеханизмом.
И все-таки находились люди, которые не верили Орфиреусу. Один из них по имени
Крузацписал:«Во-первых,Орфиреус—глупец,во-вторых,совершенноневозможно,чтобы
одинглупецсмоготкрытьто,чтобольшоечислоумныхлюдейискалобезвсякогоуспеха,втретьих, я не верю в невозможное... в-пятых, служанка Орфиреуса, сбежавшая от него из
страхабытьудушенной,письменнопоказала,чтоонвзялснеестрашнуюклятвумолчанияи
пытался заключить в тюрьму до окончания работ над этой машиной... в-восьмых,
действительно,вегодомеестьустройство,получившееназваниевечногодвигателинооно
малоиегонельзяпереноситьвдругоеместо».
Эти странные комментарии могли натолкнуть на мысль, что дела с «вечным» колесом
Орфиреусаобстоятнесовсемблагополучно(неговоряужеостольпечальнозакончившихся
приготовлениях его автора к духовной карьере). Подозрения эти так никогда и не
подтвердились,однакопоследующиесобытияещебольшеихусилили.Ландграфпригласил
лейденского профессора Гравезанда (1688—1742), философа и инженера, чтобы тот
исследовалтаинственноеколесо,насколькоэтобыловозможнымбезизучениявнутреннего
устройства машины . Потом голландский ученый писал сэру Исааку Ньютону об
изобретенииОрфиреуса:
«Оносостоитизнесколькихперекрещивающихсякусковдерева,скрепленныхободом,и
покрыто сверху холстиной, скрывающей его внутреннее устройство от посторонних глаз.
Сквозь центр колеса проходит ось диаметром около шести дюймов, на обоих концах
заканчивающаяся железными топориками диаметром около трех четвертей дюйма. Я
осмотрел эти топорики и теперь твердо убежден в том, что колесо вращается без какоголибо внешнего воздействия. Когда я с большими предосторожностями тронул колесо, оно
двинулось,ностоиломнеубратьруку,каконотутжеостановилось.Однакокогдаясообщал
емузначительнуюскоростьвращения,мневсегдаприходилосьприкладыватьусилие,чтобы
остановить его. Через два-три оборота после пуска колесо набирало максимальную
скорость,азатемвращалось,делаядвадцатьпять—двадцатьшестьоборотоввминуту.Такое
вращениесохранилосьвтечениедвухмесяцевводномизапартаментовзамка,причемдвери
иокнаегобылизапертыиопечатаны».
Каквидноизписьма,профессорвкакой-томереверилвто,чтоколесоспособнобыло
вращаться без воздействия какой-либо внешней силы. Не следует забывать, однако, что
ничегонестоилоодурачитьпочтенногоученого,чьяверавправдивостьближнихбыла,по
всейвероятности,непоколебима.
Орфиреус,узнав,что,егоколесосталопредметомобследования,пришелвтакуюярость,
чторазнесеговщепки,анастенекомнатыоставилзаписку,гдесообщал,чтовынудилаего
{45}
ктакомушагунаглостьпрофессораи,посути,самоголандграфа.
Сведенийотом,получиллиГравезандответнасвоеписьмоотсэраИсаакаНьютона,у
наснет.НеизвестнаидальнейшаясудьбаОрфиреусаиегостранныхколес .
Нет, однако, сомнений в том, что колесо Орфиреуса приводилось в действие каким-то
механизмом,имевшимвалоченьбольшогодиаметра.Обманбылискусным.Вспомним,что
одновремяОрфиреусбылчасовыхделмастером,адажевтевременаможнобылосделать
часы,которыедлительноевремяработалибыбезподзавода.Поэтомутридцать-сорокдней
непрерывнойработымеханизма—это,всущности,нетакужмного.
{46}
Рис. 14. В «вечном» колесе Леупольда использованы шары, скользящие вдоль
прямолинейных стенок отсеков, па которые разделено пространство внутри колеса.
Леупольд полагал, что всегда будет избыток правовращающего момента сил относительно
оси вращения: когда стенка отсека займет горизонтальное положение, соответствующий
шарначнетперекатыватьсяизкрайнеголевогоположениявкрайнееправое.
Устройство,несколькоболеесложное,чемколесоОрфиреуса,изобрелоколо1790года
докторКонрадШивьерс.Оносостоялоизразделенногонасекцииколеса,напоминающего
водяное, и замкнутой цепи, проходящей по блокам. Над колесом в желобе помещались
шары,которые,скатываясьпонаклоннойплоскостиодинзадругим,падаливсекцииколеса
и поворачивали его. А затем в нижней части колеса каждый шар попадал в один из
черпаков,расположенныхназамкнутойцепи,исеепомощьюмогякобыподнятьсявверхи
сноваоказатьсявжелобе.Колесодолжнобылоприводитьвдвижениецепь,ацепь,всвою
очередь,заставлятьдвигатьколесо...
Рис. 15. Об этой сложной схеме самовращающегося колеса 25 июля 1749 года сообщал
журнал «Газетер»; опубликована она была в сентябре того же года. Давая читателям
подробную инструкцию но изготовлению колеса, изобретатель советовал: «Длину рычагов
можноувеличитьпринеобходимости;чембольшебудетспиц,темдлиннеебудетрычаг;для
выполнения очень тяжелой работы каждой спице придайте 6 грузов вместо 3, например 2
большихи4малых;соответственноувеличьтеразмерысамогоколеса».
Нодажехорошосконструированноеустройствонемоглозаставитьдвигатьсясамоесебя.
Из этого же урожая было изобретение некоего Джона Хейвуда. Его колесо было
насажено на коленчатый вал, к концу которого крепилось несколько стержней. Стержни
проходили вдоль главного колеса, от одной его стороны до другой, и оканчивались
маленькими колесиками, перекатывавшимися по внутренней стороне обода. Хейвуд
полагал, что в такой конструкции всегда будет сохраняться преобладание в весе
опускающейсячастиколеса—той,покоторойперекатывалосьмаленькоеколесико.Точки,
где стержни поддерживались коленчатым валом, постоянно менялись. При этом
образовывалисьрычаги,чьиболеедлинныеплечивсегдаоказывалисьвопускающейсячасти
колеса. Изобретение Хейвуда представляло собой, таким образом, устройство, в котором
однодвижениемоглобудтобыподдерживатьдругое.
Рис. 16. В последние десятилетня прошлого века вечные двигатели, аналогичные
изображенному на рисунке, создавались повсюду. В этом двигателе использовано колесо,
подобное водяному. Оно должно приводиться в движение с помощью тяжелых шаров,
необходимый запас которых имеется в устройстве. Энергия, вырабатываемая таким
мотором,передастсяремнемнаблок,расположенныйвверхусправа.
Рис.17.Вэтомустройствеправаястороназамкнутойцепидвижетсявнизподдействием
падающих шаров. После выполнения операции шары попадают во вращающийся
винтообразный подъемник. Вращение подъемника поддерживает зубчатая передача. С его
помощьюшарывновьпопадаютвуглубления—чашки.Вверхнейчастиустройстваимеется
регулятор,которыйнедопускаетслишкомвысокоготемпаработымеханизма.
Рис. 18. Уникальная система, в которой использованы две спиральные решетки
различных размеров, несущие шары. Основаниями решетки опираются на оси l, верхние
концы которых связаны с кривошипами H. Коническое зубчатое колесо соединяет
кривошипытакимобразом,чтобыдвижениерешеткиА,вызнанноепадениемвнеетяжелых
шаров в, передавалось решетке В, поднимающей шары вверх. Шары перекатываются из
одной решетки в другую но горизонтальным желобам. Большие шары в верхней части
каждойрешеткииграютрольмаховиков.
Все устройства, о которых я говорил в этой главе, — это лишь отдельные примеры
многочисленныхпопытоксоздатьсамый,вероятно,популярныйтипвечногомеханизма.
Вот еще несколько более поздних изобретений. Ловким обманом была интересная
конструкция неуравновешенного колеса, построенная неким Э. П. Уиллисом из
Коннектикута. Ангрист склонен считать это устройство наиболее изящным среди
аналогичных перпетуум мобиле. Состояло оно из большого зубчатого колеса,
расположенногоподугломкгоризонтальнойплоскостииснабженногосложнойсистемой
грузовистержней,которыепредназначалисьдлявращенияменьшего,маховогоколеса.Вся
установкабыласмонтировананарамеипомещенавзапаянныйстеклянныйфутляр.
Уиллис получил разрешение на демонстрацию своего изобретения на выставке в НьюХавене, где оно вызвало большой интерес посетителей. Затем в 1856 году он перевез
механизмвНью-Йорк.Тамустройствобылообследованопатентнымэкспертом,темсамым,
которыйв1871годуязвительнозаявил,чтокаждыйгодизобретателипредставляютемуна
рассмотрение тот или иной вариант флуддовской водяной мельницы замкнутого цикла.
Устроители выставок, заметил эксперт, были достаточно осторожны, чтобы не объявлять
Уиллиса изобретателем вечного двигателя, однако они не потрудились дать какое- либо
объяснениеработеустройства.
Несмотря на то что стеклянный футляр не давал возможности рассмотреть устройство
вблизи, эксперт заметил необычную и по всей видимости ненужную стойку,
расположеннуюпочтивплотнуюккраюпологомаховика.Тайнаустройствабылараскрыта.
Заключаласьонавтом,чтопостоянныйпотоксжатоговоздуха,незаметнопоступающийв
футляризвне,заставлялвращатьсямаховик,который,всвоюочередь,приводилвдвижение
большоезубчатоеколесо.
Разновидностью колес с неуравновешенными грузами были колеса, приводимые в
движениемаятником.Некоторыеизнихпредставлялисобойэлектромагнитныеустройства,
но все они действовали за счет колебаний маятника, который с помощью храпового
регулятора поворачивал колесо на определенный угол. Колесо же при этом сообщало
маятникуколичествоэнергии,достаточноедляподдержанияегоколебаний.
Рис.19.Колеблющийся«вечный»механизмЛитона,1866год.
Когда У. Литон, один из читателей журнала «Инглиш микэник», обратился к его
редактору с подробным описанием изобретенного им механизма, он постарался избежать
какогобытонибылоупоминанияовечномдвижении.ПисьмоЛитона,опубликованное8
августа1866года,содержалорисунокизобретения.
Изобретатель писал: «Сэр! Позвольте мне предложить вниманию ваших читателей
проектустройства,сохраняющеговпроцессеработысобственнуюэнергию.Яполагаю,что
он непременно привлечет к себе внимание тех, кто питает интерес к этой области
механики. Механизм, построенный по этому проекту, будет постоянно находиться в
движенииисовершатьопределеннуюполезнуюработу.Благодаряколебаниямкоромыслас
грузамиAA,рычажкиВВпоследовательноопускаютсяиповорачиваютхраповыеколесаСС.
Потери энергии во время цикла движения восполняются дополнительным импульсом,
производимым регулятором храпового типа D. Изобретатель этого устройства с
благодарностьюприметвовниманиевсезамеченныеподписчикамиошибкивконструкции
илирасчетах,еслитаковыеобнаружатся».
Предприимчивый мистер Литон, по существу, сконструировал качающийся маятник с
той только разницей, что в отличие от всем известного часового маятника его устройство
использовалось не для регулирования расхода энергии, а для ее выработки. Поскольку у
качающегося коромысла, несущего грузы АА, было две точки опоры, требовался
дополнительныйгруздлятого,чтобыопуститьнаходящеесявверхуплечокоромысла.Затем
(и с той же целью) этот дополнительный груз следовало передвинуть к другому концу
коромысла. Однако храповой регулятор Д вряд ли мог служить этим целям, так как на
практике он создавал лишь некоторое дополнительное трение и только уменьшал
вероятность движения устройства. Что же касается так называемого «импульса» в каждом
тактеработы,тооткудаемубыловзяться!
Рис.20.Цельюэтогоустройстваявляетсяполучениевечногоколебательногодвижения.
Центральный мостик D, установленный на опоре, несет шар Х, который может по нему
перекатываться.Мостиксвязан посредством раздвигающейся трубки G с осями двух колес
М.Этиколеса,всвоюочередь,соединеныспаройшаровN,которыедвижутсяпоизогнутым
направляющим I. Когда шар X оказывается в положении, показанном на рисунке
пунктирными линиями, шары N катятся вверх по направляющим I, и мост их опускается
вправо. ЗатемшарыN откатываютсяназад, шар X занимает прежнее положение, и мостик
наклоняетсявлево.Послеэтоговесьциклповторяется.
Рис.21.ЧарлзБетчелеризамериканскогоштатаАйоваполучилпатентнаэтотмеханизм
в 1870 году. На двойной раме расположены два вала. Оба они приводятся в движение с
помощью сцепленныхзубчатых передач G, G, но вращаются при этом в противоположных
направлениях. На каждом валу находится центральная зубчатая передача и пересекающая
егорукояткаВ,накаждомконцекоторойрасположенопосцепленномузубчатомуколесу.К
осям зубчатых колес прикреплены грузы грушевидной формы (они помечены буквами Е).
Пересекающая рукоятка первого вала наклонена вправо относительно такой же рукоятки
второго вала. Действие маятниковых грузов создает постоянный момент вращения, и
результирующая сила может передаваться на любую сторону механизма с помощью
зубчатыхколесилиблочногоколесаD.
Кчестиизобретателя,онвысказалготовностьучестьвсепоправкичитателей,аэтобыло
большойредкостьюсредиегоколлег.
Некийавстралиец,обратившийся16ноября1900годав«Инглишмикэнак»,заявил,что
имраскрытсекретвечногодвиженияичтоунегодоманаходитсямодельгравитационного
колеса.
«От центра этого колеса расходятся стержни, к которым прикреплены концентричные
кольца. Предполагается, что эти стержни или грузы будут выполнять роль балансира или
приводногоустройства.Онирасположеныстольудачно,чтововремядвиженияколесадве
трети общего веса грузов будет приходиться на его нижнюю часть, чем и обеспечивается
непрерывное,вечноедвижение».
ПослетогокакпотерпелафиаскоКомпанияюжныхморей,образованнаяв1711годуи
вошедшая в летопись грандиозных финансовых афер под названием «Мыльный пузырь
южных морей», министр юстиции Англии провел в палате лордов закон, призванный
очистить страну от нелегальных компаний, занимающихся размещением ценных бумаг. В
основном эти компании занимались тем, что облегчали карманы и кошельки богатых
глупцов. Одно из таких предприятий имело пышное название «За колесо для вечного
двигателя. Капитал в один миллион». По всей вероятности, министр юстиции имел более
ясное представление о вечном движении, получаемом с помощью колеса, чем члены этой
акционернойкомпании.
4.Природныемагниты,электромагнетизми
пар
Мечта человека о создании вечного двигателя с помощью электричества или магнитов
тожеродиласьвоченьдавниевремена.Ужесамоераннеезнакомствочеловекасчерными
металлами раскрыло перед ним замечательное свойство, присущее некоторым веществам,
—магнитноепритяжение.Природныемагниты,или,попростуговоря,кусочкимагнитного
железняка, магнетика, состоящего из окиси и закиси железа, были известны многим
народам.Вдревностикрупныезалежиприродныхмагнитовнаходиливжелезорудныхкопях
в Германии, Швеции, Норвегии, Испании, Италии, Китае и других странах. Темно-серого
цвета, с металлическим блеском, они обычно имели форму правильных октаэдров, а
удельный вес их составлял 4,25. В те далекие времена высоко ценилась «особая» сила
магнита и его способность, соприкасаясь с железом или сталью, сообщать им часть своих
свойств. Намагниченные таким образом предметы именовались искусственными
магнитами .
Знаменательно,чтооднаизсамыхраннихпопытоксозданиявечногодвигателясвязанас
использованием этого природного явления. И предпринял ее Пьетро Перегрино, живший
примерновсерединеXIIIвека.ЕгоимячастосвязываютсименемРоджераБэкона,может
быть, самого великого ученого средневековья . Изучив свойства природных магнитов,
Пьетро пришел было к заключению о возможности использования магнитов в машине
вечного движения. Он, однако, оказался гораздо прозорливее других изобретателей, ибо
оченьскороотказалсяотэтойзатеииперенессвоиусилиянаделаболеереальные.
Тем не менее в 1269 году, находясь в военном лагере среди войск, осаждавших
итальянскийгородЛючеру,Перегринонаписалсвоезнаменитое«Посланиеомагните».Для
нас наибольший интерес представляет та часть «Послания», в которой говорится о
перпетуум мобиле . Перегрино описывает устройство зубчатого железного колеса,
расположенного по отношению к магниту таким образом, что каждый зубец в
определенный момент времени оказывался наведенным на этот магнит. Каким-то
необъяснимымобразомотталкиваясьотмагнита,зубецповорачивалвсеколесо,вследствие
чего позицию наведения на магнит занималследующийзубец.СамПерегриносчитал, что
установка приходит во вращение за счет какого-то значительного по величине стороннего
импульса,безкоторогосовершениепервогоциклаработыбылобыневозможно.
В1570годуиезуитИоганнТэснериуспредложилустройство,приводимоев действие с
помощью природного магнита. Это был первый «магнитный» вечный двигатель, описание
которого сопровождалось иллюстрацией. Под действием магнита, который изобретатель
поместил на верх колонны, металлические шары должны были вкатываться по
прислоненнойкколонненаклоннойплоскости .
Я уже упоминал о сочинении епископа Уилкинса «Математическая магия». Епископ
подробно изучил проекты Тэснериуса по книге, опубликованной отцом иезуитом до 1579
годаипосвященнойрешениюпроблемвечногодвиженияспомощьюмагнетизма.
Комментируя принцип действия «колонны Тэснериуса» Уилкинс писал: «Среди всех
изобретений этого рода наиболее достоверным представляется устройство, в котором
{47}
{48}
{49}
{50}
природный магнит установлен таким образом, чтобы притягивать стальное ядро,
движущееся вверх по наклонной плоскости. Приблизившись к магниту, ядро падает вниз
через отверстие на плоскости и затем возвращается к тому месту, откуда началось его
движение.Далеемагнитснованачинаетпритягиватьядро,заставляяегодвигатьсявверхдо
тех пор, пока оно вновь не достигнет отверстия и не упадет вниз. Движение ядра будет
вечным,чтолегкопонять,глядянарисунок».
Рис. 22. Самый изящный и самый простой из всех проектов вечных двигателей, когдалибосозданных!АмериканскийизобретательФ.Дж.Вудвордсчитал,чтоеслимеждудвумя
вращающимися цилиндрами поместить тяжелое кольцеобразное колесо, одна половина
этогоколесавсегдабудеттяжелеедругой.Ксожалению,изобретательошибался.
ДалееУилкинсобъяснял,чтохотяприродныймагнитинеобладаетсилойпритяжения,
достаточнойдляподъемашарапрямосземли,этолегкоможносделатьспомощьюмагнита
инаклоннойплоскости.
Нетрудно видеть, однако, что если магнит будет обладать силой притяжения,
достаточной для подъема шара по уклону, то он вряд ли позволит шару упасть вниз через
отверстие. Следовательно, маловероятно, чтобы шар вернулся к исходной точке своего
движения.КтакомужезаключениюпришелиепископУилкинс,считавший,чтовданном
случаедвижениевообщеневозможно,неговоряужеодвижениивечном.Ноонзамечалпри
этом: «Итак, ни один из этих ранее проведенных магнетических экспериментов не в
состоянии обеспечить вечное движение. Тем не менее я полагаю, что в будущем свойства
магнитавсе-такимогутбытьиспользованыприсозданиивечногодвигателя».
Как видно, вера в осуществление идеи вечного движения так никогда и не покидала
досточтимогосвященнослужителя.
Сердечники из магнито-мягкого материала, скользящие по спицам колес и
притягивающиеся к неподвижно установленным магнитам, превращая нашего старого
знакомца неуравновешенное колесо в колесо магнитоуправляемое, — вот идея, которая
привлекала многих изобретателей начала девятнадцатого столетия. Впервые она была,
вероятно,высказанаангличаниномУ.Стефаном.Конструкцияегоперпетууммобиле(1799)
состояла из деревянного колеса с прямоугольными прорезями, в которых скользили
намагниченные железные бруски. Колесо вращалось между магнитами противоположных
полярностей.
Рис.23.Магнитподнимаетстальнойшарпонаклоннойплоскостидотехпор,покаонне
проваливаетсявотверстиевверхнейчастиплоскости.Далеешарскатываетсявнизичерез
отверстие в нижней части плоскости возвращается к началу движения. В дальнейшем
магнитвновьпритягиваетшарит.д.
Многие изобретатели тратили время и силы, пытаясь найти или создать особое
вещество, которое нейтрализовало бы действие магнитной силы. Пластина из такого
вещества,помещеннаямеждумагнитомисердечником,должнабылавнужныемоментыкак
бы включать и выключать магнитное притяжение. Предполагалось использовать этот
эффект для непрерывного вращения медного колеса, несущего на спицах скользящие
железные грузы и расположенного между двумя магнитами. Сколько изобретателей
претендовало на открытие такого чудо-вещества! Самое интересное из этих «открытий»
сделалбашмачникизшотландскогогородкаЛинлитгоупофамилииСпенс.Онзаявил,что
нашел некое черное вещество, нейтрализующее действие магнитного притяжения и
отталкивания, и изготовил две машины, движущиеся благодаря использованию этого
вещества. Жульничество было очень быстро раскрыто, но стоит упомянуть о том, что сэр
Дэвид Брюстер (1781—1868), известный физик (и, кстати, изобретатель калейдоскопа),
поддалсянаобманисчелнужнымупомянутьобизобретенииСпенсав«Анналесдехими»
за 1818 год. «Мистер Плейфэер и капитан Катер осмотрели обе машины и с
удовлетворением пришли к выводу, что проблема вечного движения решена», — писал
Брюстер . На самом же деле ни сам Спенс, ни его черное вещество не смогли обойти
законытермодинамики.
{51}
Рис.24.а)ЛондонецВ.Стефанполучилпатентнаэтотмеханизмв1799году.Магниты,
скользящие в прорезях сплошного колеса, выполняют роль неуравновешенных грузов, с
помощью которых одна сторона колеса становится тяжелее другой. Полюса поочередно
притягиваются или отталкиваются магнитами, прикрепленными к поворотным опорам с
каждойстороныколеса;б)СтальнойшарСпостояннопритягиваетсякмагнитуВ,который
расположен так, что под его влиянием вращается колесо со щелями на ободе. Пока шар
движется,вращаетсяиколесо.Таквовсякомслучаесчитализобретатель,которыйнеучел,
однако,чтосилатяжестиимагнитноепритяжениеуравновешиваютдругдруга.
Не менее абсурдными были попытки найти средство, способное приостанавливать
действиесилытяжести.Апоискитакогосредствастимулировалисьвсетойжепроблемой
перпетууммобиле.Некоторыеученыемужиутверждали,чтоключомкрешениюпроблемы
вечного двигателя является создание «прерывателя» действия силы тяжести, с помощью
которогоужехорошознакомоенамнеуравновешенноеколесодействительнопревратилось
бы в перпетуум мобиле. Этот простейший механизм состоял бы из закрепленного на оси
самого обычного колеса, одна половина которого находилась над «прерывателем».
Незащищеннаяотдействиясилытяжестиполовинаколесавсегдабылабытяжелее,иколесо
смоглобывращатьсясбольшойскоростью.
К началу девятнадцатого столетия относятся первые, еще робкие шаги в области
исследований электромагнетизма (явление статического электричества было изучено
ранее). Со времени водяных мельниц наука шагнула далеко вперед. Подвинулись в своих
поисках волшебного «эликсира движения» и изобретатели «вечных двигателей». Вода как
источник энергии уступила место неуравновешенным грузам, затем им на смену пришли
магниты и электричество. В тот период, когда природа многих физических явлений
оставаласьещеоченьнеясной(вспомнимхотябыепископаУилкинсасегометаллическим
шаром, притягиваемым вверх по наклонной плоскости природным магнитом), попытки
ученых использовать явление магнетизма наталкивались и на целый ряд практических
трудностей. Однакопришловремя,когданавыки,приобретенныемеханикамиивчасовом
деле,ивконструированииразличныхмашин,моглибытьиспользованыэнтузиастамиидеи
вечного движения. Хорошо уравновешенные колеса на драгоценных камнях, «доведенные»
или отполированные скользящие части, высокоточные детали — все это позволило
уменьшить силу трения, а вместе с тем повысить шансы на успех создателей перпетуум
мобиле. Не нужно было более тратить усилия на поиски антимагнитов, «прерывателей»
действия силы тяжести и тому подобные вещи. Все внимание изобретателей
сосредоточилосьтеперьнаэлектромагнитныхявлениях.
И вот появился проект колеса, приводимого во вращение кривошипом, который был
связан с подвижным контактом электромагнита. Когда цепь питания электромагнита
замыкалась, магнитное притяжение толкало связующий шток и поворачивало колесо. В
процессе вращения колеса питание к электромагниту подводилось с помощью двух
угольныхщеток.Послетогокакколесосовершалополныйоборот,токпитанияпрерывался,
затем вновь включался (для совершения следующего оборота) и так далее. Автор этого
проектасчитал,что,начаводнаждыдвижение,колесобудетвращаться,покадеталиегоне
износятся. Увы, изобретатель заблуждался — неизбежные потери энергии на трение и
электрическоесопротивлениеделаютиэтотпроектсовершеннонесбыточным.Чтокасается
установок, использующих неуравновешенные колеса, то некоторые оптимисты пытались
вмонтироватьвнихпружины,чтобыусилитьэффектвращения,совершеннозабываяотом,
что для сжатия и растяжения самой пружины нужна дополнительная энергия, причем
гораздобольшая,чемта,которуювырабатываетустановка.
Самым распространенным проектом вечного двигателя, использующего силу тока, был
электромотор, приводящий в действие генератор, который, в свою очередь, обеспечивал
этот мотор энергией. Одни варианты этого проекта были проще, другие сложнее, и лишь
немногиебылисозданыдействительноталантливымиинженерами.Но,конечно,ниодиниз
этихмоторовтакинезаработалпопринципуперпетууммобиле.
Летом 1902 года газета «Дейли мейл» поместила заметку одного из своих
корреспондентов под названием «Заявка на выдающееся изобретение, подлинность
которого еще не удалось установить». Заявка была сделана синьором Фигейрасом с
Канарских островов, который длительное время был профессором физики в колледже Св.
АвгустинавЛас-Пальмасе.
Я цитирую: «Многие годы, не предавая дело огласке, синьор Фигейрас работал над
методом прямого использования атмосферного электричества в практических целях без
затрат какой-либо движущей силы. Он заявляет о том, что изобрел генератор, способный
накапливать и хранить электричество, а по мере надобности снабжать им магазины,
железные дороги или, скажем, фабрики. Синьор Фигейрас не раскрывает тайны своего
изобретения, но считает удивительным, что для обнаружения некого простого научного
фактапотребовалосьтакмноговремени.Иэто,поегомнению,являетсясамымнеобычным
вегоизобретении.Изписем,полученныхвЛондонедругомизобретателя,мистеромЭ.Ли,
мы узнаем о том, что синьор Фигейрас сконструировал весьма несовершенный аппарат, с
помощью которого, несмотря на малые размеры и имеющиеся дефекты, он получает
напряжение в 550 вольт и использует его для освещения своего дома и для приведения в
действие мотора мощностью в 20 лошадиных сил. Синьор Фигейрас в скором времени
прибудет в Лондон, и не с эскизами или моделями, а с действующим аппаратом.
Изобретеннаяимустановкавключаетгенератор,моторирегулятор.Онанастолькопроста
посвоемуустройству,чтоснейможетобращатьсяребенок».
Чтожевсе-такиизобрелуважаемыйпрофессор?Аккумуляторнуюбатареюиликакой-то
странныйвечныйдвигатель?Увы,этотакиосталосьтайной.Пятисотпятидесятивольтовая
установкадлядомашнегопользованиябыла,конечно,определеннымдостижением,правда,
весьмаопаснымдляжизни.
Чтобы читатель понял, какие странные представления об электричестве бытовали в то
время, напомню, что в том же 1902 году французский ученый-вулканолог Теквин на
страницах журнала «Ревью сайнтифик» подверг резкой критике тех, кто считал причиной
извержения вулканов огонь, бушующий в недрах земной коры. Теквин утверждал, что вся
история наблюдений за вулканическими извержениями дает основание считать, что они
вызваны исключительно зарядами электричества, в возникновении которых повинны
Солнце и даже Луна. Горы, по мнению этого ученого, являлись преградой для
электрических зарядов и превращали их в огонь. Вода же в горах меняла свои химические
свойства и становилась легко воспламеняющимся веществом. И этот человек, заметьте,
считалсявиднымспециалистом-вулканологом! .
В 1870 году в городе Ньюарк, штат Нью- Джерси, некий Пейн выставил на всеобщее
обозрение электромагнитную машину. В компанию по сбору средств для ее «дальнейшего
усовершенствования»былововлеченонемалолюдей,срединихоказалисьите,ктополучил
достаточноеобразование.Осмотревкак-томашину,одинизжителейгорода,докторГенри
Мортон, счел возможным заявить, что с ее помощью можно пилить лесоматериалы,
приводить в действие токарные станки и другие механизмы. Машина начинала работать в
тот момент, когда ее соединяли с маленькой батареей, состоящей из четырех элементов.
ЦелыйденьМортонизучалустройство,нотакинесмогопределить,какжеегосоздателю
удалосьтакловкоодурачитьдоверчивуюпублику.
{52}
Рис. 25. Каким подарком для велосипедистов был бы этот «вечный» мотор! Масса
гонщика, сидящего в седле, оказывает давление на воду в полой трубке D, и она вытекает
через выпускные отверстия, вращая колесо В. После этого вода поступает в камеру G, из
которойзатемвновьперекачивается-насосамиHвтрубкуD.Насосыприводятсявдвижение
колесомВпосредствомцилиндрическойпередачи.ВертикальныйшпиндельМимеетпаз,в
который входят блоки, находящиеся на каждом штоке насоса. Велосипед приводится в
движение ременной передачей от колеса В. Очевидно, что, для того чтобы остановить
велосипед.достаточноприподнятьсянадседлом.
Аобмантемнеменеебылналицо:машинапотреблялагораздобольшеэнергии,чемее
могливыработатьмаленькиеэлектрическиеэлементы.Наступилвечер,иПейн,чтобыеще
раз продемонстрировать работу машины, соединил ее с батареей. Но на этот раз машина
оставалась неподвижной. Изобретатель, извинившись перед собравшимися, объяснил
причинунеудачиполомкойкакой-тодетали.Мортонрешилуйти,но,выходяизпомещения,
гдедемонстрировалосьизобретение,взглянулначасы—онипоказывали18часов5минут.
В том же здании размещались мастерские со множеством механизмов, которые
приводились в действие паровым двигателем, расположенным этажом ниже. Все работы в
мастерскихзаканчивалисьвшестьчасоввечера.Совпадениевремени«поломки»машиныи
окончания работ показалось Мортону очень странным, и он заключил, что электрическая
батарея в установке Пейна могла служить двум целям: либо с ее помощью машина
подключалась к хорошо спрятанному приводу, работающему от парового двигателя, либо
онавключаласигнализациюдляпомощникаПейна,которыйвыполнялэтоподключение.
ВскорепослеэтоговкладчикипредприятияПейнаобнаружили, чтоизобретательиего
машина исчезли. В помещении для демонстрации осталась лишь часть железной рамы,
которая поддерживала устройство Пейна. Рама оказалась полой, и размеры полости были
вполне достаточны, чтобы из нижнего помещения прямо к машине подвести приводной
ремень.Итак,электромагнитныйдвигательприводилсявдействиепаром.
Заявки на изобретение перпетуум мобиле делали и создатели паровых двигателей.
Однимизтакихпроектовбылвоздушно-паровойдвигатель.Этобылобычныйдвигатель,в
котором предусматривалось поступление воздуха в цилиндр во время хода поршня. Целый
рядэкспериментовпоказал,чтоспомощьюэтогоскоростьдвигателяможнобылоувеличить
примерно на двадцать процентов. Казалось, что, используя воздух в качестве топлива,
можно построить двигатель воздушного цикла. Позже, однако, было установлено, что
несовершенная конструкция котла в этих экспериментальных двигателях не могла
обеспечитьдостаточногоколичествапарадлясозданиявысокойскоростидвиженияпоршня
и, таким образом, противодавление значительно снижало ее. Введение воздуха в нужный
моментцикласнижалоэтопротиводавление,ипоэтомускоростьдвигателяувеличивалась.
Подобную же волну энтузиазма вызвало предложение использовать в качестве топлива
воду. Как ни странно, вода действительно применяется сегодня как средство увеличения
мощностинекоторыхреактивныхдвигателей(вкамерахсгоранияонапревращаетсявпар),
ноотнюдьнекактопливо.
5.Капиллярноепритяжениеиколесаизгубок
Читателю,вероятно,приходилосьнаблюдать,какнамокаетполотенце,забытоенакраю
наполненнойводойванны.Происходитэтооттого,чтоводаподдействиемтакназываемого
капиллярного притяжения, пропитывая ткань, начинает подниматься вверх. Ряд
изобретателейусмотреливэтомявлениивозможностьпостроениявечногодвигателя.
Но прежде чем рассказать об этих изобретениях, я хотел бы рассмотреть несколько
весьмасвоеобразныхсхемгидростатическихвечныхдвигателей.
Рис.26.Схемавечногодвижения,предложеннаяР.Бойлем.
Гидростатический парадокс, который заключается в том, что очень малое количество
жидкости уравновешивает очень большое ее количество, неоднократно предлагался в
качестве способа построения очередного перпетуум мобиле . Устройство, описанное
физиком Дени Папеном (1647—1712) в «Философикэл транзекшнс» за 1685 год, по
существу ничем не отличается от схемы вечного двигателя, приведенной на рис. 26.
Изображенныйнарисункекубокможетбытьсделанизлюбогоматериала,нолучшевсего,
если он выдут из стекла. Ножка кубка имеет форму сужающейся полой трубки, которая
загибаетсякверхуиоткрытымсвоимконцомнависаетнадкубком.Гипотезаизобретателя,
конечно же наивная с нашей точки зрения, состоит в следующем. Площадь поперечного
сечения кубка в любой его плоскости больше площади поперечного сечения трубки.
Поэтому под действием силы, создаваемой жидкостью в кубке, последняя будет
передавливатьсявполуютрубку;гидростатическоеравновесиевконцеконцовнарушитсяи
жидкость будет выливаться обратно в кубок. Автор проекта искренне верил в то, что,
однаждыначавшись,такойкруговоротводыникогданеостановится,ижидкостьбудеттечь
позамкнутомуконтуру,поканеиспарится.Доводомвпользуэтогомненияслужилото,что
пинта воды в кубке весит больше, чем унция воды в трубке[10]. Естественно, изобретатель
был обескуражен результатом эксперимента, показавшего, что уровень воды и в самом
кубке,ивегоузкойизогнутойножкеодинаков.
Аналогичная схема гидростатического вечного двигателя была предложена аббатом де
ла Рок и описана им на страницах парижского «Журналь де Саване» (1686). Устройство
представлялособойU-образнуютрубку,коленакоторойимелиразнуюдлину.Трубкабыла
установлена наклонно так, чтобы жидкость могла перетекать из длинного колена в
{53}
{54}
отверстие более короткого. На этом простота устройства и оканчивалась, потому что
короткое колено должно быть сделано из воска, а длинное — из металла. Полагая, что
жидкостьвметаллическойтрубке«болеесгущена»,чемввосковой,изобретательнадеялся
получитьнепрерывное,вечноедвижениежидкостиизметаллическогоколенаввосковое(и
далеепозамкнутомуконтуру).
Неудачи очень многих авторов проектов перпетуум мобиле можно объяснить слабой
научной подготовкой, а иногда и отсутствием элементарных знаний по физике. Этого,
однако, никак нельзя сказать о знаменитом математике и философе Иоганне Бернулли
(1667—1748),которыйтакжепыталсясоздатьвечнодействующееустройство .
ВотописаниесхемывечногодвигателяБернулливпереводеслатыни.
«Преждевсегосформулируемследующиеусловия:
1.Еслиимеютсядвежидкости,отношениеплотностейкоторыхвыражаетсядробьювида
G/L,тоотношениевысотравныхповесустолбовэтихжидкостей,находящихсявцилиндрах
равногорадиуса,выражаетсяобратнойдробью,аименноL/G.
2.Соответственно,есливысотастолбаоднойжидкостиAC,содержащейсявсосудеACDB
находится в указанном отношении к высоте столба EF другой жидкости, помещенной в
открытую с обоих концов трубку, так, как это показано на рисунке, то жидкости будут
пребыватьвсостояниипокоя.
3.Но если отношение AC/EFбудетбольше отношенияL/G,тожидкостьвтрубкебудет
подниматься и выливаться через ее край, если длина трубки EF недостаточно велика (это
следуетизгидростатическогопринципа).
4.Возможноналичиедвухнесмешивающихсяразноплотныхжидкостей.
5.Спомощьюфильтра,дуршлагаиликакого-нибудьдругогосепаратораможноотделить
легкуюжидкость,смешаннуюсболеетяжелой».
«Конструкция устройства. Приняв во внимание сформулированные выше условия, я
предложилследующийпроектвечногодвигателя.Возьмемдвелюбыепорцииразноплотных
жидкостей(дляопределенности—равныхобъемов)инаполнимимисосудACDBдоуровня
А. Пусть отношение плотностей этих жидкостей будет выражаться отношением G/L.
Возьмем затем открытую с обоих концов трубку EF такой длины, что AC/EF > 2L/G+L.
Закроем нижнее отверстие F трубки фильтром или каким-либо материалом, отделяющим
болеелегкуюжидкостьотболеетяжелой(см.условие5).Установимподготовленнуютаким
образом трубку на дно сосуда. Я утверждаю, что жидкость будет непрерывно проходить
черезфильтрвотверстииFтрубкиивыливатьсячерезеекрайЕобратновсосуд.
{55}
Рис.27.СхемавечногодвигателяБернулли.
Доказательство. Согласно конструкции устройства отверстие F закрыто фильтром,
который отделяет более легкую жидкость от более тяжелой. Поэтому при погружении
трубки в сосуд более легкая жидкость должна через фильтр подняться вверх. Уровень
жидкости в трубке при этом превысит уровень жидкости в сосуде (см. условие 2) и будет
повышатьсядотехпор,поканебудетдостигнуторавенствоAC/EF=2L/G+L.Нопоскольку
конструкция устройства выполнена так, что AC/EF > 2L/G+L, более легкая жидкость
непременнодолжнастекатьвсосудивновьсмешиватьсятамсболеетяжелойжидкостью.
Затемонавновьбудетпросачиватьсячерезфильтр,подыматьуровеньжидкостивтрубкеи
вновьвозвращатьсявсосуд.Такимобразомдвижениежидкостибудетдлитьсявечно».
С помощью своей теории Бернулли объяснял непрерывный подъем воды в горы и
стекание рек в моря, полагал в противовес «ложной теории капиллярных сил», что
истинной причиной круговорота воды в природе является разность плотностей соленой и
преснойводы.
Эта замечательная теория, столь искусно изложенная авторитетным ученым, оставляет
читателя в недоумении, ибо он должен, с одной стороны, выбирать между стройными и
продуманными гипотезами, безупречной логикой доказательств, построенных в духе
античности,исдругойстороны,стольважнымивыводами,основанныминавесьмазыбком
фундаменте.
ВотличиеотБернулли,верившеговвозможностьсозданияперпетууммобиленаоснове
различия плотностей жидкостей, Роберт Бойль (1627—1691) был убежден, что ключом к
решению проблемы вечного движения являются капиллярные силы . Он считал, что
некоторые явления природы могут быть объяснены исключительно действием этих сил.
Размышления Бойля о капиллярных силах появились сперва в журнале «Атлас», а затем в
1827годубылиперепечатаныжурналом«Микэниксмэгэзин».«Вприродепостоянноимеет
местоогромноеколичествоявлений,которыезаставляютдумать,чтоисточником,дающим
начало ручьям и рекам на вершинах и склонах гор, является возникающее под действием
капиллярныхсилскоплениеводынавозвышенияхземногорельефа.Этикапиллярныесилы
{56}
действуютвбольшихскопленияхпористогоматериалаилислоистыхвеществ».
Рис.28.ВечныйдвигательУильямаКонгревасцепьюизгубок.
Пропитываясь водой, эти массы со временем становятся источниками, питающими
ручьи и дающими начало рекам. В масштабах всей земли непрерывный круговорот
поднимающихся вверх и вновь стекающих вниз вод и создает, как считал Бойль, вечное
движение в самом прямом понимании этого термина. Однако вполне вероятно, что любая
имитация этих явлений в искусственных лабораторных условиях не даст желаемого
эффекта. Природа за счет огромного диапазона совершаемых в ней явлений способна
создать непрерывный процесс, но простое копирование его человеком с помощью
механическихсредствобреченонанеудачу.
Рис. 29. Это устройство с цепью из губок изобрел около 1870 года Уильям Чейпер из
Филадельфии.Праваяполовиназамкнутойцепинаходитсявбакесводой.Предполагается,
чтотрениегубокоднобакаотсутствует.
В основу вечного двигателя, предложенного сэром Уильямом Конгревом (1772—1828),
также положено капиллярное притяжение. Сэр Уильям, политический деятель и инженер,
изобретательназваннойегоименемракеты,занималсяпроблемойвечногодвиженияв1827
году,набираясьсилпослеизнурительнойболезни .
{57}
Рис. 30. Было предложено множество вариантов «поплавковых» моторов. Наиболее
распространенный показан на рисунке. Колесо установлено таким образом, что одна его
половина находится вне жидкости, в воздухе или вакуумной камере. Под действием
выталкивающей силы на погруженную в жидкость часть колеса последнее приходит во
вращение.Впроектенерешенапроблемасозданияводонепроницаемогозатвора.
ВегомеханизмеиспользоваласьсоответствующимобразомизмененнаяидеяСтевинао
наклонных плоскостях. В углах вертикально расположенной рамы, имеющей форму
прямоугольного треугольника с одним из катетов в основании, на горизонтальных осях
установлены три ролика. На ролики насажен ремень, к которому прикреплены губки, а
поверхгубокнадетацепьсравномернораспределеннымигрузами.Нижняячастьустройства
погружена в воду на такую глубину, что губки, находящиеся между нижними роликами,
оказываются под водой. Под действием капиллярных явлений в губках ремень должен
вращаться в направлении против часовой стрелки. На вертикальном участке замкнутого
треугольногоконтурацепьсгрузаминеоказываетдействиянагубки,которыеудерживают
впитаннуюимиранееводу.Втожевремягубки,находящиесянанаклонномучасткерамы,
сжимаются под действием грузов и отдают воду. Таким образом, губки вертикального
участка имеют больший вес и тянут всю цепь вниз. Этим и обеспечивается непрерывное
движениевустройстве.
СэрУильямпроизвелрасчетколичестваработы,которуюможно,какондумал,получить
с помощью его машины. Согласно подсчетам, хорошая губка способна впитать такое
количество воды, что уровень последне понизится на один дюйм. При толщине ремня с
губками в один фут и ширине в шесть футов площадь оказавшейся под водой части
устройствасоставит864квадратныхдюйма.Следовательно,общийвесводы,поднятойпод
действиемкапиллярныхсил,достигнеттридцатифунтов.
Рис.31.УильямДэвисизДетройтапредложилвариантмотора,вкоторомиспользованы
резиновые мешочки с грузами. Пока рычаги опускаются вниз, грузы сжимают мешочки.
Когда же рычаги начинают подниматься, грузы растягивают мешочки. Воздух из сжатого
верхнегомешочкапополомустержнюпоступаетвнижниймешочекираздуваетего.
Рис. 32. Еще одна схема с резиновыми мешочками и шарами. В основу ее действия
положено вытеснение воздуха в гибкий полый ремень. Предпринята попытка снести к
минимумутрениемеждуремнемивращающимиегошкивами.
Этого, по мнению Конгрева, должно быть достаточно, чтобы превысить потери на
трениепридвиженииремнясгубкамивдольрамы.
Хотя Конгреву удалось запатентовать устройства, он так и не смог переубедить своих
критиков,утверждавших,что«вечныйдвигатель»несдвинетсясместа.
Рис. 33. В отличие от большинства изобретателей конца XIX века,
экспериментировавших с воздухом, нагнетаемым в резервуар с водой, автор этого проекта
попытался создать вечный двигатель, используя идеи XVIII века. Он обратился к
традиционным элементам — водяному колесу, насосу и кривошипу. Торжество
изобретателя было столь же недолгим, сколь и пребывание воды в коллекторе этого
«вечного»двигателя.
Что только не испробовали искатели вечного движения: погружаемые в воду губчатые
колеса;пневматическиемеханизмысрезиновымимехами,которыеподводойнаполнялись
воздухом, затем конвейерным ремнем подымались вверх и вновь опускались в воду
пустыми;устройства,вкоторыхиспользовалосьизменениедавлениявоздухаивакуума...
В1825годужурнал«Микэниксмэгэзин»поместилнасвоихстраницахописаниевесьма
замысловатого,нотемнеменеесовершеннонеосуществимогоустройства.
Рис. 34. в 1865 году швейцарец Герман Леонард изобрел этот «поплавковый» мотор,
стольжепростой,скольинереализуемый.
Вотчтописалонемкомментатор:
«Я позволю себе предложить вашему вниманию этот прибор. Признаюсь, я не сразу
понял, в чем заключалась ошибка автора проекта, хотя она совершенно очевидна. Идея
прибора состоит в том, чтобы заставить тело, которое тонет в легкой среде и плавает в
тяжелой, последовательно проходить из одной среды в другую, осуществляя это круговое
движение постоянно. Сказать, что невозможно сделать такие клапаны, которые позволят
телупроникатьизоднойсредывдругуюпопредложеннойавторомсхеме,значитупустить
ту главную причину, по которой вся идея этого прибора является ошибочной.
Предполагается,чтоконструкцияимеетформудвуколеннойтрубки,желательностеклянной
(чтобы можно было наблюдать движение шаров внутри трубки). Эти шары, попадая из
воздуха в воду и из воды в воздух, всплывают на поверхность или тонут. Нижний конец
трубки помещен в воду, но принцип действия прибора не изменится, если трубку снизу
закрыть».
[поменятьрисунок!]
Рис. 35. В 1825 году появилась схема вечного двигателя, состоящего из двухколенной
трубкисклапанамиималенькимишарами.
«Описаниерисунка.Левоеколеноприбора1наполненоводойдоотметкиA;клапаны2и
3открываютсятольковверх;правоеколено4заполненоповсейдлиневоздухом:клапаны5,
6открываютсятольковниз.Предполагается,чтовесьаппаратвоздухо-иводонепроницаем.
Кружки изображают полые шары, которые могут погружаться в воду на четверть своего
объема. Вес трех шаров, помещенных в правом колене над четвертым шаром, удерживает
последний у самой поверхности воды. Добавление еще одного шара в правое колено
вытеснит нижний шар к основанию левого колена С, в результате чего он начнет
подниматься.Такимобразом,всеустройствоприходитвдвижение.Шар8,поднимающийся
вверх по левому колену, доходит до клапана 3, ударяется в него и за счет выталкивающей
силыводыоткрываетего,проходявышепоколену.Послепроходашараклапан3спомощью
соответствующих грузов и пружин закрывается. Дойдя до следующего клапана 2, шар
сходнымобразомпроходитичерезнегоиустремляетсяещевыше.ДостигнувточкиА,шар8
всплывает на поверхность воды на три четверти своего объема. Следующий шар,
поднимающийся по левому колену следом за шаром 8, полностью вытеснит его из воды.
ПроходямимоточкиD,шар8попадаетвправоеколено(заполненноевоздухом)ипадаетна
клапан 5, который под действием удара открывается и пропускает шар ниже по колену.
Послеэтогоклапанзакроетсяспомощьюпружинигрузов.Далеешар8будеткатитьсяпо
изогнутой части правого колена прибора к клапану 6, который преодолевается уже
описаннымспособом.Изгибпозволяетувеличитьвремядвиженияшаровпоправомуколену
иделаетболеенагляднымипроисходящиевприборепроцессы.Затем,упавначетырешара,
находящиеся в нижней части правого колена, шар 8 заставляет самый нижний из них
сместитьсякточкеС.Наэтомциклработызаканчивается».
Рис. 36. Джон Сатклифф из Хантсвилла, штат Миссури, получил патент на
«поплавковый» мотор в 1882 году. Мехи приводились в действие кривошипом и
поджималисьтяжелымшаромОнинагнеталивоздухврезиновыйпузырь,когдапоследний
находилсяподводой.
Все это тяжеловесное описание не оставляет читателю никаких сомнений в том, что
автор проекта был не только человеком, далеким от практики, но и в том, что он имел
совершенно нелепые представления о физических свойствах воды и воздуха. Как можно
было ожидать, чтобы полый шар — «в одну четверть веса воды» — проходил через
изогнутую трубку или открывал клапаны в левом колене, преодолевая давление на них
столбаводы!
ДжонФинвсвоейкниге«Семьзаблужденийнауки»(Лондон,1913)приводитописание
болеепростой,ноотэтогонеболеереальнойсхемы,найденнойимнастраницахжурнала
«Пауэр» и относящейся к началу нашего столетия. Основным элементом устройства
является загнутая на одном конце трубка. Оба конца ее открыты, но нижний сужается на
конус.Хорошопромасленнаяпеньковаяверевкапроходитчерезтрубкуиподвешиваетсяна
блоке,которыйустановленнаднею.Загнутаячастьтрубкивыполняетрольнижнегоблока
или направляющей в этой системе, а ее конусообразный конец так плотно обхватывает
веревку, что между трубкой и веревкой образуется герметичный затвор. Затем трубка до
краев заполняется водой. Предполагается, что погруженная в воду часть промасленной
веревки начнет подниматься вверх, а веревка на другом конце блока под действием силы
тяжестииначавшегосядвиженияпогруженнойвводучастиверевкибудетдвигатьсявниз.
Рис.37.
Описанная схема практически неработоспособна, поскольку основывается на
совершенно невыполнимых условиях взаимодействия ее элементов. В частности, вечному
движению здесь препятствуют значительные силы трения, возникающие при контакте
веревки с сужающимся концом трубки (не говоря уже о трении в подшипниках блока).
Понятно, что, для того чтобы воспрепятствовать утечке жидкости из трубки, сужающийся
конец последней должен оказывать определенное давление на веревку. Если попытаться
увеличить«мощностьнаподнимание»,удлинивпрямуючастьтрубки,тоувеличитсяобъем
ивесводы,азначит,возрастетвероятностьееутечкиизконусообразногосужения.Всвою
очередь,этовызоветнеобходимостьещетужезажатьверевкувконцетрубки,увеличивтем
самым трение между веревкой и трубкой... Коэффициент полезного действия такого
устройства будет значительно меньше единицы, а ведь вечное движение возможно лишь
тогда,когдаэтоткоэффициент,напротив,большеединицы.
Чтобы хоть немного увеличить коэффициент полезного действия губчатых колес,
изобретателииспробовалисочетаниясамыхразличныхжидкостей.
Я уже описал устройство, в котором использованы две разные среды — воздух и вода.
Предлагались,однако,итакиесложныесистемы,основанныенадействиикапиллярныхсил,
построить которые было просто невозможно. Приведу описание одной из них. Замкнутый
губчатый ремень проходит через два ролика, один из которых погружен в жидкость,
находящуюсявбаке,адругойнаходитсяввоздухенадбаком.Бакразделенповертикали:в
одной части находится чистая вода, а в другой — соляной раствор. Губчатый ремень
проходит через сальник, в котором отсутствует трение и который каким-то образом зажат
между двумя жидкостями. Автор изобретения с большим оптимизмом относился к задаче
практической реализации такого двигателя. Более того, он утверждал, что механизм будет
работатьсбольшейскоростью,еслиоднаполовинабакабудетнаполненаводой,авторая—
керосином.
Похоже,чтовотличиеотизобретателейсамовращающихсяколес,которые,какправило,
доискивалисьдопричинпостигавшихихнеудач,большаячастьэкспериментаторов,занятых
капиллярными системами, была несведуща в фундаментальных вопросах физики и
механики.Исключениесоставляет,пожалуй,лишь,сэрКонгрев.Егосхемагубчатогоколеса
была,покрайнеймере,найотуболеереалистичной,чемвсеостальные.Ихотянеудачаесть
неудача, независимо от приведших к ней причин, тот путь, пусть ошибочный, который
проделал этот изобретатель, снискал ему уважение современников, а нас заставил еще раз
задуматьсянадпроблемой.
6.ВечныйдвигательРедхеффера
Филадельфия — город, являющийся с самого начала своего существования крупным
административным и промышленным центром Соединенных Штатов Америки, — стал
родиной нескольких весьма примечательных вечных двигателей. Сегодня в
филадельфийскоминститутеФранклинадемонстрируютсядвамеханизма,авторы которых
были увлечены столь трудными поисками вечного движения. Создание обоих механизмов
связанособразованиемпредприятий,стоившихихдоверчивымвладельцамнемалыхденег,
постепенноперекочевавшихвкарманылжеизобретателей.
Чтобырассказатьисториюболеераннегоизэтихдвухпроектов,нампридетсявернуться
в 1812 год. В этом году в Филадельфии появился человек по имени Чарльз Редхеффер
(иногда его фамилия произносится как Редхофер или Редхифер) вместе с диковинным
аппаратом. Желающие посмотреть на работу машины Редхеффера могли сделать это в его
доме на окраине города, где она была установлена. В те далекие дни изобретения такого
рода возбуждали острое любопытство огромного числа людей, то самое любопытство,
котороезатемпостепеннобылоутраченопоследующимипоколениями.
Машина Редхеффера работала день и ночь, не требуя за собой никакого ухода. Как и
следовалоожидать,возбуждениегородскойпубликискородостиглосвоегопредела.Неужто
это был долгожданный вечный двигатель? Заключались пари на огромные суммы
относительноподлинностиизобретения.
Некто Чарльз Гоберт, инженер-строитель, вероятно (я не могу отделаться от этого
чувства), оплачиваемый Редхеффером, 12 июля 1813 года поместил в городской газете
объявление следующего содержания: «Я объявляю, что готов по первому же предложению
заключитьодноилинесколькопаринасуммуотшестидостатысячдолларовизапарудней
доказать с помощью математических расчетов и ряда экспериментов, что изобретение
мистера Редхеффера подлинно и что в нем бесспорно реализуется принцип вечного
движения. Я берусь сделать это в присутствии компетентных судей, избранных из числа
наиболее уважаемых граждан города. Пари можно заключать до захода солнца 15 числа
текущегомесяца».
Тем временем Редхеффер обратился к городским властям с просьбой о выделении ему
денежныхсредствнадальнейшеесовершенствованиевеликогоизобретения.Отцамигорода
была назначена комиссия, в обязанности которой входило ознакомление с проектом и
представлениеотчетаоегореализуемости.
МеханизмпоместиливодноиззданийнаберегуШилкил-ривервФиладельфии,куда21
января 1813 года и явились эксперты. Один из них по имени Натан Селлерс взял с собой
сына.ЭтотмальчикпозднеесталотцомпрофессораКолменаСеллерса,откоторогоистали
известныподробностиописываемыхсобытий.
Когда члены комиссии вошли в дом, они обнаружили, что дверь комнаты, в которой,
находился загадочный аппарат, заперта. Ключ, как и следовало ожидать, оказался
утерянным, и единственное, что оставалось экспертам, — это постараться получше
рассмотретьустройствочереззарешеченноеокно.
МолодойСеллерс,сзавиднымусердиемвстольсложныхусловияхизучавшиймеханизм,
сделал любопытное открытие. Дело в том, что в устройстве Редхеффера имелся
вращающийсяплоскийдиск,зубчатыекраякоторогобылисцепленысшестеренкой.Члены
комиссии считали, что с помощью этой шестеренки непрерывное вращение диска
передавалось какому-то механизму, совершавшему полезную работу. Так вот, Селлерсмладший обнаружил, что трением отполированы кромки зубьев диска и шестеренки,
которые при этом не должны были участвовать в работе зацепления. Это обстоятельство,
чрезвычайно важное для последующего разоблачения Редхеффера, легко пояснить с
помощью простой схемы. Если А — вращающийся диск, приводящий шестеренку В в
движение в направлении, указанном стрелкой, то, значит, передние кромки зубьев диска
будут давить на задние кромки зубьев шестеренки, и вследствие трения при работе
зацепления эти рабочие кромки окажутся отполированными. Между тем в модели
Редхеффера были отполированы передние кромки зубьев шестеренки и задние диски.
Следовательно,недисквращалшестеренку,ашестеренкадиск!Вотэтозаметилмальчики
сообщилотцувкачестведоказательстватого,чтовечныйдвигательприводитсявдействие
откакого-тоскрытогоисточникаэнергии.
Рис.38.
Рис.39.МодельвечногодвигателяРедхеффера,хранящаясявоФранклинскоминституте
вФиладельфии.
Согласившись с доводами сына, Натан Селлерс решил, что в интересах других людей,
ставших жертвой обмана, и в назидание искателям легкой наживы шарлатану следует
преподатьхорошийурок.ОсвоихнамеренияхонрассказалАйзеЛьюкенсу.
ВтовремяЛьюкенсготовилсязанятьпостывице-президентаФранклинскогоинститута
и председателя комитета по науке и ремеслам. Этих высоких должностей он добился
благодаря своему незаурядному таланту инженера и экспериментатора. Селлерс подробно
описал Льюкенсу увиденное им устройство и попросил его сконструировать и изготовить
возможно близкую ее копию, которая бы имела особенность, подмеченную
наблюдательныммальчиком.
Льюкенс блестяще справился с этой задачей. Созданная им модель устройства состоит
из горизонтально расположенного плоского диска, насаженного на центральный
вертикальныйвал.Валустановленвопорах.Надискенаходятсядвенаклонныеплощадкина
колесиках,похожиенашахтныевагонетки.Накаждойплощадкерасположеноещепоодной
маленькой вагонетке, несущей два съемных грузика. Площадки и вагонетки соединены с
рычагами.Скатываясьпонаклоннымплощадкам,вагонеткивынуждалиихдвигатьсявперед
и посредством рычагов приводили во вращение центральный вал и диск. Модель работала
превосходно. Стоило только вынуть грузы из маленьких вагончиков, весь механизм
останавливался. Как только грузы возвращались на место, работа устройства
возобновлялась.
Однако кажущаяся сплошной опорная подставка в действительности была сделана из
тонких деревянных пластин. Внутри ее помещался весьма хитроумно сделанный часовой
механизм, достаточно мощный при столь небольших размерах. Вечный двигатель
помещалсяподстекляннымколпаком,украшеннымнаверхучетырьмяшарами.Одинизэтих
шаров был заводным ключом к часовому механизму, и служитель мог каждый день
незаметно заводить часы, делая вид, что старательно вытирает пыль со стеклянного
колпака. Часовой механизм приводил в движение маленькую пластинку, на которой
покоилась опора центрального вертикального вала. Когда из маленьких вагонеток
убиралисьгрузы,трениемеждуосьюопорыипластинкойоказывалосьнедостаточнымдля
передачинепрерывногодвиженияотчасовогомеханизмавалу.Ностоилотольковернутьих
на место, сила трения между частями устройства увеличивалась, и пластина начинала
вращатьвал.
Селлерс и Льюкенс устроили демонстрацию модели и позаботились о том, чтобы при
этомприсутствовалЧарльзРедхеффер.Видмашины,работавшейпопринципу,которыйему
так и не удалось реализовать, привел Редхеффера в такое изумление, что он тайно
предложил Селлерсу большую сумму денег за «секрет» устройства. Селлерс же, не
раскрывая modus operandi (принцип действия) своего вечного двигателя, сделал все
возможное,чтобыоразоблачениишарлатанаузналокакможнобольшелюдей.
Редхефферу к тому времени уже удалось выкачать сотни долларов из карманов
доверчивых жителей Филадельфии, и хотя имя его стало пользоваться в городе дурной
славой,оннискольконесомневалсявтом,чтосумеетповторитьсвойтрюквНью-Йорке.В
тевременасвязьмеждугородамибылавесьмапримитивной,и,какправильнорассчитывал
Редхеффер,нью-йоркцынеимелинималейшегопредставленияоскандале,разразившемсяв
Филадельфии.Поэтомувтомже1813годуРедхефферначалдемонстрироватьвНью-Йорке
свойвечныйдвигатель.
Но если в Филадельфии падению лжеизобретателя способствовали Селлерсы и Айза
Льюкенс,товНью-ЙоркеонпопалвещеболеежесткиерукиРобертаФултона .Ороли,
которую сыграл этот талантливый инженер-механик в разоблачении Редхеффера,
рассказываетсявкниге«ЖизньРобертаФултона»,написаннойв1817годуКадуолладером
Д.Колденом.
Похоже,ФултонсразуженеповерилРедхефферу,несмотрянаустроеннуюмошенником
шумихувокругизобретения.Оннеподдалсяцарившемувгородеажиотажуинепоследовал
примеру толпы, ежедневно осаждавшей двери дома в предместье, где был выставлен
таинственный аппарат. Но спустя некоторое время друзьям удалось убедить Фултона
осмотретьтворениеРедхеффера.
Войдявкомнату,гденаходилсявечныйдвигатель,иприглядевшиськегоработе,Фултон
воскликнул: «Ба, да ведь здесь должна быть заводная ручка!» Он заметил, что устройство
вращаетсяснеравномернойскоростью,ипришелкзаключению,чтоприводитсявдвижение
вручную,спомощьюспрятанногогде-топривода(добитьсяприэтомпостояннойскорости
вращениядовольнотрудно).Крометого,тренированноеухоуловит,чтошум,производимый
механизмом, меняется вместе с изменением скорости движения. Если бы этот механизм
{58}
действительно был вечным двигателем, рассудил Фултон, скорость вращения и уровень
шумабылибыпостоянными.
Расспросив Редхеффера, Фултон во всеуслышание уличил его в мошенничестве. Тот
пришелвярость,однакоФултоннастаивалнасвоемобвинении.Онзаявил,чтопопытается
доказатьсказанноеиготовпонестилюбоенаказание,еслиокажетсянеправ.
С одобрения всех присутствовавших, за исключением, конечно, самого Редхеффера,
Фултон начал снимать тонкие деревянные дощечки. Оказалось, что они не были частью
устройства, а, закрывая зазор между рамой механизма и стеной, служили всего лишь
подставками. Эти кусочки дерева скрывали тонкий, как струна, ременный привод,
проходившийсквозьрамумеханизмаксамомуцентрувертикальноговалаосновногоколеса.
Другойконецприводадлинойвнесколькоярдовтянулсясквозьстенуиперекрытиявторого
этажа к чердаку в задней части дома. На чердаке Фултон обнаружил истинный источник
энергии, который приводил в действие вечный двигатель Редхеффера. Это был
длиннобородый старик, бывший по всем признакам узником этого дома на протяжении
долгоговремени.Человекнеимелнималейшегопредставленияопроисходящемисиделна
стуле,вращаяручкупривода.Толпапосетителейразрушиламеханизм,асамомуРедхефферу
удалось спастись бегством. Обман, позволивший нажить солидное состояние, наконец-то
былраскрыт.
«В Истории Филадельфии» Шарда и Весткотта есть репродукция рекламной афишки,
зазывавшейпосетителейнавыставкуРедхефферавФиладельфии.Изафишкиявствует,что
изобретательимелнаглостьвзиматьпопятьдолларовскаждогомужчины;правда,женщин
приглашалвзглянутьнадиковинкубесплатно.
Профессор Колмен Селлерс в заметке, помещенной в январском номере журнала
«Кессирс мэгэзин» за 1895 год, рассказывает, что Айза Льюкенс построил не одну, а две
моделипредполагаемоговечногодвигателяпо«принципу»Редхеффера.Однаиз нихбыла
изготовлена для Франклинского института, а вторая, более поздней конструкции,
предназначалась для коллекции филадельфийского музея и в каталоге значилась как
«ВечныйдвигательАйзыЛьюкенса».
Колмен Селлерс писал: «Единственная имеющаяся в моем распоряжении информация
относительноболеепозднеймоделиполученаотодногоизмоихбратьев,которомутеперь
уже около девяноста лет. Много лет назад он рассказал мне об особенностях, которые
отличалистаруюмодельотнынесуществующей.Модельмузея,вероятно,пропалавместес
той частью коллекции Пила, которая погибла при пожаре здания, находившегося на углу
СедьмойиКаштановойулицвФиладельфии.
МойотецКолменСеллерс,умершийв1834году,былблизкимдругомАйзыЛьюкенсаи,
по всей видимости, по его совету и под его руководством в конструкцию модели были
внесеныулучшившиеееизменения.
В модели, хранящейся во Франклинском институте, часовой механизм, приводящий в
движениеколесо,спрятанвоснованиимашины.Вероятно,этичасыниктотакинеувидел
на протяжении очень многих лет. Заводились они при повороте одного из четырех шаров,
венчавших колонны, которые поддерживали раму устройства. С помощью вертикального
вала энергия подводилась к основному колесу, на котором помещались наклонные
плоскости и вагончики, а затем через цилиндрическую шестерню — ко второму колесу,
насаженному на центральный вал. Оба колеса были скрыты в медной обойме. В обойме
оставалось еще место для стеклянной пластинки величиной с обычное предметное стекло
микроскопа.Втораятакаяжепластинкаподдерживаланижнееоснованиеприводноговала.
Обе стеклянные пластинки можно было вынуть, и, по всей видимости, они не имели
никакого отношения к работе механизма. Однако и вертикальный вал основного колеса, и
вал,накоторыйбыланасаженацилиндрическаяшестерня,опиралисьнаэтипластинки.
Во второй модели (той, что хранилась в музее) эта часть устройства выглядит
совершенно иначе. Ось механизма, находящаяся в стеклянном вкладыше, проходит через
подставку—основание,накоторомлежитстекляннаяпластинка.Повидуонанапоминает
неподвижно закрепленную ступеньку, на которой расположена другая, но уже из
отшлифованнойстали.Вовремяработычасовстекляннаяпластинкапостоянновращается,
нодлявращенияколесанеобходимо,чтобызасчетпомещенныхвтележкигрузоввозникло
достаточно плотное сцепление между деталями привода. При желании всю модель можно
разобрать на части, разложить отдельные детали на столе и рассмотреть внимательно и
придирчиво. После того как она будет собрана, а грузы вложены в тележки, движение ее
начинается вновь. Сначала оно будет медленным, а под конец достигнет той предельной
скорости, которая достижима при работе часового механизма. Именно благодаря этой
особенностивконструкциимеханизма,позволявшейразбиратьисобиратьдвигатель,часы
можно было время от времени заводить, не боясь повредить в механизме какую-нибудь
деталь».
Описывая события, происшедшие в нью-йоркском доме Редхеффера в тот памятный
день, когда туда явился Фултон, Колден рассказывает, что струна привода подводилась
сквозь рейки и раму прямо к вертикальной оси основного колеса. В устройстве было два
колеса, одно большое, а второе, зубчатое, поменьше. По мнению Селлерса, на выставке,
устроеннойРедхефферомвФиладельфии,второеколесоприводиловдействиежерновили
какой-либо другой механизм, который, в свою очередь, заставлял работать вечный
двигатель. Как уже говорилось, это было доказано с помощью тонкого наблюдения
Селлерса-младшего.Колдентакжесоглашаетсясдоводами,которыеприводилипротивники
РедхефферавФиладельфии.
МноговремениисилпотратилпрофессорСеллерснато,чтобынайтилюдей,помнящих
аферу Редхеффера. Удостоверился он и в научной квалификации лиц, которые вошли в
составкомиссий,назначеннойвластямиштата.Так,онустановил,чтооднимизэкспертов
былвыдающийсяинженерОливерЭвенс.Никтоизчленовкомиссиинесомневалсявтом,
что имеют дело с прямым надувательством. Обширные знания, которыми располагали эти
люди,недалиспутатьискуснуюподделкусистиннымфеноменомприроды.
Из всех сохранившихся описаний явствует, что механизм, продемонстрированный
Редхеффером в Филадельфии, сильно отличался от того варианта модели, с которым
авантюрист появился в Нью-Йорке. В Филадельфии механизм Редхеффера приводил в
действие точильный станок, вырабатывая количество энергии, достаточное для заточки
стальных инструментов. Один вал станка, находясь подозрительно близко от комнатной
перегородки, был замаскирован деревянными брусками и, казалось, не был соединен с
механизмом. Высказывалось предположение, что этот вал проходил в соседнюю комнату,
где находился человек, приводивший в движение все устройство с помощью обычной
заводнойручки.
Спустя некоторое время после начала демонстрации двигателя Редхеффера городской
совет Филадельфии вынес решение о создании новой комиссии. Комиссия должна была
удостовериться в том, что механизм, работающий по предложенному Редхеффером
принципу, сможет поднимать на достаточную высоту такое количество воды, которое
удовлетворяло быпотребностижителейгорода.Наследующийжеденьвгородскойгазете
«Аврора» появилась статья, подписанная неким Риттеном Хаузом. Автор ее заявлял, что
никтоиникогданевидел,чтобымеханизмработалдольшеполовиныдняичтовообщевсе
это—сплошнойобман.
Страстипостепеннонакалялись,и«Аврора»превратиласьваренуборьбысторонникови
противников «вечного двигателя Редхеффера». Похоже, что сама газета вместе со своим
издателембыланасторонеизобретателяперпетууммобиле.
Хочетсярассказатьещеободнойподробности,связаннойстойсамоймодельювечного
двигателя, которая хранится во Франклинском институте и о которой уже столько было
сказанонастраницахэтойкниги.Наоднойизраннихиллюстраций,изображающихмодель,
художник сверху нарисовал человека, стоящего на тяжелом чемодане и пытающегося с
помощьюлямокподнятьисебя,ичемодан.Ксамоймоделиэтотрисунокнеимелникакого
отношения. Вероятно, художник пытался символически выразить мысль о невозможности
существованиявечногодвигателя.
Теперьяхочурассказатьещеободномвечномдвигателе,основанномналожнойидееоб
использовании колеса с неуравновешенными грузами. Я решил поместить свой рассказ
именновэтуглавупонесколькимпричинам:во-первых,механизмприводилсявдействиес
помощьюскрытоговнутричасовогоустройства,во-вторых,событияпроходиливещеодном
городе штата Пенсильвания, и, в-третьих, изобретателя очередного самовращающегося
колесапостиглатажесудьба,чтоиРедхеффера.Приводимыемноюсведениязаимствованы
изстатьи,опубликованнойв«СайнтификАмерикэн»за1июля1899года.
Примернов1897годувнебольшомгородкеБредфорде,штатПенсильвания,человекпо
имени Дж. М. Олдрих продемонстрировал нескольким любопытным машину, которую он
называлмотором.Удостоенныетакойчестизрителипришливвосторготдействиямашины,
иизобретательтутжебылвознагражденвнушительнойсуммой.Воодушевленныйуспехом,
Олдрих решил расширить круг избранных, а заодно и пополнить свои карманы. Однако
оченьскоропубликапочувствоваласебяобманутой,недовольстворосло,ивконцеконцов
Олдрих оказался за решеткой. В тюрьме шарлатан пробыл около четырех месяцев. Люди,
ставшие жертвами обмана, не смогли представить убедительные доказательства его вины:
им не хватало для этого знаний по физике и механике. Решением суда изобретатель был
выпущениз-подстражи.
Человекболееблагоразумныйизвлекбыхорошийурокизслучившегосяипопыталсябы
найтиинойспособлегкойнаживы.ОднакоОлдрихперевезсвойаттракционвдругойгород
ипродолжалещенескольколетжитьзасчетновыхжертвлегковерия.Новотвмарте1899
годаодинизтех,ктооказывалматериальнуюподдержкуизобретателю,завладелмодельюи
отправил ее на экспертизу в патентное бюро. Квалифицированные эксперты без особого
труда установили, что работа устройства основана на механическом принципе, а
действительнымисточникомэнергии,приводившиммоторвдвижение,былаобыкновенная
пружина.
Самаконструкциямоделибыла,однако,оченьинтересной:некоторыедеталиееимели
столь необычную форму, что эксперты даже пришли к заключению, будто Олдрих был
близоккуспехунапутикдействующемувечномудвигателю(!).Онирешили,чточасовой
механизм изобретатель ввел в устройство лишь тогда, когда, несмотря на все хитроумные
двойные шарниры, наклонные плоскости, кулачки и грузы, он так и не смог преодолеть
действие силы трения, в результате которого машина со временем останавливалась. А так
как работа устройства, снабженного скрытым источником энергии, производила большое
впечатление, автор и воспользовался этим, чтобы возместить свои затраты столь
рискованнымпутем.
Рис. 40. Вечный двигатель Олдриха. В подставке видно спрятанное там часовое
устройство.
Устройство, которое первоначально пытался построить Олдрих, должно бы до
приводиться в действие силой тяжести неуравновешенных грузов. Оно состояло из
вращающегосявала,двухпоперечныхручек,расположенныхнавалуподпрямымугломдруг
кдругу,ишарнирнозакрепленныхнаконцахэтихручекрычаговихназначениезаключалось
втом,чтобыпостояннообеспечиватьизбытокмоментавращениянаоднойстороневала.К
рычагам крепились дискообразные грузы. Весь механизм мог совершать качательное
движениеотносительновалавпределахдуги90°.
Вал вращался по часовой стрелке. Рычаги с грузами крепились к концам ручек таким
образом,чтовнижнейфазекаждогооборотаонивытягивалисьвдлину,увеличиваярадиус
движения относительно главного вала. Находясь же в верхней фазе, они как бы
складывались, и при этом грузы описывали дугу меньшего радиуса. В поперечных ручках
имелисьцентральныепрорези,благодарякоторымручкимоглисвободноскользитьпотелу
вала,увеличиваямоментвращениявнижнейфазе.Кактолькоручкасшарнирнымрычагом
игрузомоказываласьнемноговышегоризонтальнойлинии,онаначиналаскользитьвперед
и вниз. При этом груз на ее противоположном конце еще дальше отбрасывался от центра,
увеличивая момент вращения на одной стороне вала и уменьшая на другой. Положение
ручекподдерживалосьспомощьюприкрепленныхкнимнебольшихкачающихсярычажков.
Олдрих позаботился о том, чтобы ускорение и скорость вращения устройства были не
слишкомвелики.Сэтойцельюоколооднойизвертикальныхопор,несущихглавныйвал.он
установилцентробежныйрегуляторскорости.Крометого,любойизбытокэнергиимогбыть
устранен с помощью небольшого тормоза, воздействовавшего на маховое колесо, которое
находилосьнавалуустройства.
Похоже, Олдрих действительно рассчитывал, что механизм, сделанный столь искусно,
будетработать.Изобретательбылубежденвтом,чтоблагодаряособойконструкцииручекс
грузами этот механизм не только сможет поддерживать вечное движение, но и
вырабатывать значительное количество энергии. Можно представить себе, какое глубокое
разочарование постигло Олдриха, когда он в первый раз попытался запустить машину и
обнаружил, что она недееспособна. Ибо, даже устрани он трение, постоянно
присутствующий на валу момент вращения он все равно создать не смог бы (по
принципиальным причинам, о которых мы говорили выше). И вот тогда-то изобретатель,
видимо,решилхотябывернутьзатраченныенамодельсредстваи,еслиудастся,обеспечить
себебезбедноесуществование.Послетогокакобманбылвторичнораскрыт,аизобретатель
не только разоблачен, но и лишен своей модели, корреспондент «Сайнтифик Америкэн»
получил доступ к мотору. В считанные секунды рентгеновский снимок подставки
обнаружилзамаскированныйвнейсбольшимискусствомчасовоймеханизм.
ПредоставимпоследнеесловоомашинеОлдрихаредакторамжурнала:
«Зубчатые колеса часового механизма соединялись с главным валом посредством
тонкогостержня,проходящеговнутриполойправойзубчатойпередачи.Модель,стоящаяна
нашем редакционном столе, просто шедевр надувательства, причем до мелочей
продуманногодлятого,чтобынаправитьдоверчивыхлюдейположномуследу.Например,
пытаясь скрыть соединительный шов, образовавшийся после того, как часовой механизм
былпомещенвполуюподставкумашины,изобретательвыполнилеговвидекосогостыка,
совпадающегоснижнимкраемподставки.Сделаноэтобылостольискусно,чтозаподозрить
обман было совершенно невозможно. Иллюзия правдоподобности усиливалась еще и от
того, что все остальные стыковочные соединения были сделаны весьма грубо. Если
маленький блок, несущий тормоз, предварительно отвести в сторону, а затем поднять, то
взору отроются два отверстия в подставке, служившие для завода часовой пружины.
Удивительно, с каким виртуозным артистизмом выполнены все детали устройства!
Отверстия, имитирующие червоточины, просверлены с аккуратностью ювелира и вместе с
темвыполненыстойнарочитойнебрежностью,котораянеоставляетсомнениявтом,будто
поподставкедействительнопрогулялсянастоящийдревесныйчервь.
Глядя на все это, остается только сожалеть, что бесспорный талант изобретателя не
нашелсебелучшегоприменения».
Да, этот лжеперпетуум мобиле был сделан так же искусно, как и часы, изготовленные
сто двадцать лет назад неким Гайзером из Тюбенгена. Он объявил, что нашел
оригинальный, хитроумный и очень простой способ осуществления вечного движения.
После смерти Гайзера его изобретение подверглось тщательному осмотру, и вскоре
обнаружилось, что рама, несущая цилиндры часов, полая. В ней был спрятан другой
хитроумно сделанный часовой механизм, который заводился с помощью ключа. Ключ
вставлялсявмаленькоеотверстие,закрытоесекунднойстрелкой.
Еще один шарлатан по фамилии Адаме в течение восьми или девяти дней
демонстрировал в Лондоне вечный двигатель, сильно облегчая при этом карманы своих
покровителей. Однажды кто-то из зрителей взялся рукой за какую-то деталь и слегка ее
приподнял. При этом он, видимо, отделил от двигателя спрятанный внутри этой детали
часовой механизм, характерный звук которого он уловил чутким ухом. Хозяин пришёл в
ярость,поспешнопоставилдетальнаместоипродолжалдемонстрацию.Вернувшисьчерез
некоторое время со своим приятелем, посетитель, подозрения которого лишь усилились,
уселсясоднойстороныработающегомеханизма,аегоприятельсдругой.Затем,невзираяна
протесты Адамса, они еще раз подняли ту самую деталь, скрывавшую источник шума.
Спрятанная внутри подставки заведенная пружина начала раскручиваться, и вскоре звук
прекратился.Послеэтогодрузьяпоставиликолесонаместоитутжепредложиливладельцу
пятьдесятдолларовзато,чтобыонвновьпривелмеханизмвдействие.Адаменесмогэтого
сделать, и друзья позвали полицию. В муниципалитете изобретатель вынужден был
подписатьсоответствующийдокумент,признаваясьвсовершенномобмане.
Совсем иначе выглядит проект вечного двигателя, который был предложен Артуром
Джильбертом, весьма квалифицированным английским инженером. Схема была помещена
на страницах майского номера журнала «Инглиш микэник» за 1902 год. Описание,
составленноеДжильбертом,начиналосьследующимисловами:
«Своюстатьюяпишупоследвадцатилетнихраздумийиэкспериментов,приведшихменя
к глубокому убеждению, что грузы способны постоянно вращаться вокруг оси за счет
механическоговоздействия.
Цельмоегоизобретениязаключаетсявтом,чтобызаставитьмоторработатьпостоянно
или в течение необходимого интервала времени безо всякого внешнего воздействия, а
только за счет механического взаимодействия его частей, приводя при этом в движение
динамо-, электрические и другие машины, требующие для своей работы расхода топлива.
Чтобы осуществить вечный двигатель, я использую работу, совершаемую грузом или
грузами. Грузы могут иметь форму дисков, с острыми как нож краями, чтобы рассекать
воздух,идолжнывзаимодействоватьсвалом,накоторомможетнаходиться(аможетине
находиться)маховоеколесо.
Рис.41.ВечныйдвигательАртураДжильберта,1902год.
В своей конструкции я использую наклонные стойки, соединенные вместе с верхней
частью устройства и укрепленные на наклонном основании. Стойки наклонены под углом
приблизительно в 45° в направлении грузов, движущихся вниз, но могут отклоняться и в
противоположнуюсторону...»
В стиле патентного описания автор продолжает рассказывать о машине, которая будто
бы«работаетсамапосебе».
Увы,иэтотмоторсовсемиегокулачками,пружинамиигрузами-дисками,краякоторых
«острыкакнож»,вечнымдвигателемтакинестал.
7.Килииегоудивительныймотор
Мир был свидетелем многих финансовых авантюр, связанных с созданием вечных
двигателей.Ивсе-такитаафера,окоторойпойдетречьвэтойглаве,незнаетсеберавных.Я
имею в виду существовавшую в прошлом веке в Соединенных Штатах «Компанию по
производствумоторовКили».
Создатель этой компании Джон У. Кили оказался одним из владельцев огромного
акционерного капитала, составленного из вкладов многочисленных пайщиков. Вряд ли он
когда-либочестнопыталсясконструироватьвечныйдвигатель.Несомненнолишьодно:он
сумелхорошопожитьнасредстваакционеров,иосталосьмноголюдей,горькосожалевших
о том, что Кили умер прежде, чем его сумели разоблачить и подвергнуть заслуженному
наказанию.Случисьэтоприегожизни,мошенниквлучшемслучаенадолгиегодыоказался
бызарешеткой,авхудшем—сталбыжертвойсамосуда.
Джон Уоррелл Кили родился 3 сентября 1837 года в Филадельфии и до 1872 года
зарабатывал хлеб свой насущный плотницким ремеслом. В этом году, как впоследствии
Кили сам рассказывал, наблюдая за работой камертона, он пришел к мысли о
существованиинекоегоновоговидадвижущейсилыиобъявилобэтомкакоботкрытии.И
хотя сразу нашлись люди, высмеявшие Кили, популярность его стала расти. Вера в Кили
укрепилась еще более после того, как несколько хорошо известных и всеми уважаемых
ученых, присутствовавших при экспериментах, которые он проводил зимой 1873/74 года,
так и не обнаружили обмана. Им, однако, не разрешили более внимательно смотреть
устройство.ВтечениеследующегогодаКилиширокодемонстрировалсвойприборкрупным
промышленникам в Филадельфии, Нью-Йорке, Бостоне, убеждая аудиторию в том, что
открылмощнуюсилу,получаемуюврезультатерасщеплениянесколькихкапельводы.
Рассказыодиковиннойэнергиипередавалисьизуствуста,вестьонейразнеслиповсей
стране репортеры многочисленных газет, подогревая на страницах бульварной прессы
интерес обывателей к открытию, якобы сделанному Кили. И так искренни, так полны
энтузиазмабылиихрепортажи,чтовскоремногиелюдиивпрямьсталисомневатьсявтом,
чтозаконыприродыизложенывшкольныхучебникахабсолютнополноиверно.
Доверие к открытию было столь велико, что уже через несколько месяцев после его
обнародования шарлатан смог создать «Компанию про производству моторов Кили» с
капиталом в пять миллионов долларов. Самым неотразимым доводом в пользу этого
предприятия было утверждение Кили о том, что открытая им «эфирная сила», которую
можно извлекать из небольшого количества воды, позволит заменить все существующие
источники энергии, надо только наладить промышленное производство моторов,
работающих по установленному Кили принципу. Кили обещал заманчивую и, казалось,
реальнуюперспективуобогащения.
В отличие от большинства великих изобретателей Джон Кили не получил никакого
образования. Впервые его имя стало известно публике за несколько лет до появления
мотора. На выставке, устроенной в одной из жилых построек на Маркет-стрит в
Филадельфии,Килидемонстрировалсозданныйимвечныйдвигатель.
Как выглядел Кили? На сохранившихся фотографиях запечатлен высокий, атлетически
сложенный человек, с квадратным подбородком, широкоплечий и мускулистый, вероятно,
всегдаготовыйпоказатьсвоюсилу.
Говорил он очень быстро и, рассказывая о своих экспериментах, завоевывал доверие
слушателейтем,чтосготовностьюотвечалналюбыевопросы,дажекаверзные.Многимон
казалсяабсолютночестным,искренним,ничегонескрывающимипотомузаслуживающим
уважения.
Хотя, по правде говоря, будь слушатели Кили чуточку пообразованнее, они нашли бы,
чтоонговорилпоменьшеймерестранныевещи.Егоречьизобиловалапсевдотехническими
терминами вроде «гидропневматически пульсирующая вакуум-машина», «ответное
разновесие», «эфирное расщепление» и даже «учетверенные отрицательные гармоники»,
самые обычные слова в его устах приобретали совершенно несвойственное им значение.
Такаяманераизъяснятьсяприводилактому,чтовсякий,ктожелалхотьчто-либоуразуметь
относительноприроды«открытой»имсилы,оставался,всущности,нисчем.
ИсториясозданиямотораКилираспадаетсянадвапериода.
СпервымпериодомсвязанызаявленияКилиополученииимновогоисточникаэнергии.
К этому времени относится создание прибора, названного им «Либерейтор»
(«Освободитель»), с помощью которого расщеплялась вода. Доверчивые обладатели акций
«КомпаниипопроизводствумоторовКили»тешилисебярадужныминадеждами,созерцая
изображениеэтогоприбораначертежах,хранившихсявправлениикомпании.
Второйпериодначалсяпримернов1886—1888годах,когдаКилиобъявилосвоемновом
открытии. На этот раз оно касалось энергии, получаемой при вибрации какой-то
неизвестной жидкости, находящейся в пространстве между атомами безграничного эфира
(?!). К этому времени держатели контрольного пакета акций «Компании по производству
моторов Кили», разочарованные неспособностью изобретателя создать хоть какой- нибудь
мотор, представляющий практический и коммерческий интерес, попросту перестали
снабжатьегоденьгами.
Вовремяпервогопериодакурсакцийкомпаниибылнеобычайновысок.Способствовал
этому не только почти истерический ажиотаж, который подняли многие газеты вокруг
предприятия Кили. Весьма существенную роль в этом сыграло также и то обстоятельство,
чтонекоторыевыдающиесяученые,правданефизики,нетолькоодобрительноотнеслиськ
заявлениям Кили, но и стали держателями акций его компании. Поэтому нет ничего
удивительного,чтовФиладельфииивдругихгородахАмерикиакционерамипредприятия
Килистановилисьмногиетысячилюдей.Среди них былиите,ктоедвали могпозволить
себе пойти на такой риск, — мелкие служащие, продавцы, вдовы и сироты. И все они с
надеждой ждали дня, когда вклады их начнут приносить доходы и сделают их
состоятельнымиинезависимымилюдьми.
Спекуляции на бирже прекратились после того, как несколько консервативных газет,
включая и филадельфийскую «Леджер», во всеуслышание заговорили об абсурдности
научных притязаний Джона Кили. Появилось несколько статей, написанных известными
физиками, в которых Кили без обиняков обвинялся в шарлатанстве. Среди авторов статей
были доктор Крессон и доктор Баркер. Однако Кили каким-то образом сумел
воспрепятствовать дальнейшим расследованиям, заявив, что он не позволит совать нос в
своеизобретениелюдям,которыенемогутинехотятпонятьегосути.
Рис. 42. Генератор Кили. Этот генератор, по утверждению изобретателя, при подаче
«вибрационной энергии» превращал обычную воду из водопровода в «эфирные пары»
высокого давления. После смерти изобретателя выяснилось, что и генератор и мотор
работалинасжатомвоздухе.
Остаетсятолькостроитьпредположенияотносительнотого,кудажедевалисьогромные
суммы денег, полученные Кили, когда курс акций резко поднялся. Он, вероятно, жил на
широкую ногу, не стесняя себя в средствах, делал пожертвования на благотворительные
цели, приобретал бриллианты («в качестве капиталовложений», как он объяснял своим
друзьям) и вообще вращался среди тех, кто поддерживал его планы, вел себя как
состоятельный человек. Однако с прекращением финансовой помощи со стороны
«КомпаниипопроизводствумоторовКили»он,очевидно,оказалсябезсредств.Интереск
изобретателю угасал, на него почти перестали обращать внимание. Именно в таком
плачевномположениинашлаДжонаКилиоднавесьмасостоятельнаяособа.Былоэтотоли
в 1881, то ли в 1882 году. Покровительницей Джона Кили стала вдова бывшего владельца
филадельфийскойбумажноймануфактурыБлумфильдаМура,умершего5июля1878годаи
оставившегоженесостояниеприблизительновпятьсполовиноймиллионовдолларов.
Газетная статья, которую прочла вдова Мура, повествовала о том, что изобретатель,
пытаясь усовершенствовать свой аппарат, впал в полную нищету и находится на грани
голодаиотчаяния.ПозднеемиссисКлараБлумфильдМуррассказывала,чтовтойжегазете
вместесостатьейоКилионапрочладругуюисториюобизобретателе,которомуприжизни
никогонеудалосьзаинтересоватьсвоимоткрытиемилишьпослеегосмертиэтооткрытие
было по достоинству оценено. Впечатлительная миссис Мур разыскала Кили, они
познакомились.КолесофортунывновьповернулоськКили,ивегокарманывновьпотекли
деньги.
Через год Джон Кили, обретя материальное благополучие, объявил об открытии им
«вибрационной силы», а вдова Мура еще больше преисполнилась глубокой веры в него.
Обширные связи с самыми влиятельными кругами не только в Америке, но и в Европе
позволилиэтойженщине,оказавшейсяспособнойжурналисткой,широкоразрекламировать
эксперименты и открытия Кили. Надежды «Компании по производству моторов Кили»
вновь возродились. Однако Кили рассудил иначе. Акционеры могли потребовать от него
(принимаявовниманиеденьгимиссисМур)компенсациюзапонесенныеимиубытки,аон
вовсе не намеревался огорчать свою «Золотую Гусыню». Поэтому Кили заявил, что
компания не имеет никаких прав на его новые открытия, поскольку она сама же от него
отреклась. Тогда один из владельцев компании решил обратиться в суд с требованием
установить,действительнолидваоткрытияКилиотличаютсядруготдруга.
Суд обязал Кили представить необходимые доказательства, но изобретатель отказался
раскрытьсвоисекретыизанеуважениексудубылотправлензарешетку.Тюремнаяжизнь
несулиланичегоприятного,иКилирешилпойтинакомпромисс.Онсогласилсядопустить
эксперта-механика к своему аппарату с тем, чтобы тот изучил его и представил
соответствующийотчетсуду.Экспертсделалвсе,начтобылспособен,изаявил,чтоКили
принадлежат действительно два разных открытия. Судьи были удовлетворены, и
изобретателявыпустилинасвободу.
Рис. 43. Модель гидровакуумного двигателя, который Кили построил в 1872 году; в
настоящеевремямодельнаходитсявоФранклинскоминституте.
Миссис Мур, непоколебимо веря в исключительную гениальность Кили, пригласила
ведущихамериканскихиевропейскихфизиковизучитьегооткрытияидатьимоценку.Но
те ученые, которые приняли приглашение и явились в дом Кили, не получили разрешение
хозяинаосмотретьоборудованиеивынужденыбылидовольствоватьсялишьвозможностью
присутствоватьпридемонстрацииопытов.Однибылипростоозадаченыувиденным,другие
стали строить догадки относительно того, каким образом всем известные силы природы
моглидатьстольнеожиданныерезультаты.Однаконичегоизсказанногоилинаписанного
имитакинесмоглопоколебатьверупочитателейКиливегооткрытия.
Миссис Мур, англичанка по происхождению, всю жизнь сохраняла привязанность к
родине и Лондон предпочитала Филадельфии. Пробыв несколько лет в Англии, она
вернулась затем в Соединенные Штаты с тем, чтобы уладить судебные дела, связанные с
опекойнадимениемеепокойногомужа.Судебнаятяжбабылакаким-тообразомсвязанас
ее финансовым участием в делах Кили. И вот, чтобы укрепить свои позиции в судебном
процессе, миссис Мур решила привлечь к изучению изобретений Кили нескольких
выдающихсяфизиковтоговремени.Предприимчиваялединадеялась,чтоотчетыэкспертов
будутввысшейстепениблагоприятнымиипомогутвыигратьейсудебныйпроцесс.Однако
все приглашенные, а среди них были Томас Эдисон и Никола Тесла , под разными
предлогами уклонились от участия в этом деле. Время между тем шло, а ясности с
открытиямиКилиненаступало.МиссисМур,всеещеверявчестностьКили,решила,чтоее
протежесамдолженпомочьейвсудебномделе.Этостольестественноенамерениеистало
началомконцашумнойистории,связаннойсизобретениямиДжонаКили.
В ноябре 1895 года миссис Мур пригласила президента Спринггарденского института
АддисонаБеркаизучитьсделанныеКилиоткрытия.Берк,всвоюочередь,запросилсогласие
на участие в экспертизе инженера-электрика Александра Скотта. Просьба Берка была
удовлетворена, и Скотт принял участие в расследовании. Участие Скотта было вполне
оправдано, поскольку он был хорошо осведомлен о работах Кили, встречался с
изобретателемибеседовалснимв1874году.Крометого,онбылхорошознакомсмнением
группы инженеров, которые состояли на службе в государственных учреждениях и
присутствовалипридемонстрациинекоторыхэкспериментов,проводившихсяКиливфорте
Лафайет.
Первый свой визит в лабораторию Кили Скотт нанес вместе с миссис Мур. Это
произошло 9 ноября 1895 года. В течение нескольких часов Скотт беседовал с Кили. Ни в
этотсвойвизит,нивпоследующиеонивидунеподал,чтосомневаетсявправдивостислов
изобретателя. Любой неосторожный вопрос, если бы он был задан, мог бы вызвать
подозрение у Кили и тем самым лишить Скотта возможности увидеть эксперименты,
которыеподтвердилибыегоубежденностьвмошенничествебывшегоплотника.Терпениеи
выдержка Скотта были вознаграждены, и он увидел многое из того, о чем столько
говорилось на протяжении нескольких лет. Среди опытов Кили был и эксперимент по
левитации,вовремякотороготяжелыегрузыподнималисьввоздух,азатемподдействием
музыкальных звуков определенной высоты падали в воду. Этот эффектный трюк, всегда
имевшийшумныйуспехупоклонниковКилиивкладчиковвегопредприятия,былчастью
мифа, созданного Кили. После демонстрации опытов Скотт покинул лабораторию,
удовлетворенный тем, что увиденное им никак не предполагает существования некоего
новоговидаэнергии.
Во время второго и третьего визитов вместе со Скоттом в лаборатории присутствовал
Берк. Анализируя потом увиденное, оба они пришли к заключению, что почти во всех
экспериментахвкачествеглавнойдвижущейсилыКилииспользовалсжатыйвоздух.Весьма
вероятно, что существовал и другой, тщательно скрытый источник энергии. Оказалось,
например,чтотяжелыегрузы,поднимавшиесявверх,азатемпадавшиевниз,насамомделе
представлялисобойполыешарыидиски.Этасистемашаровидисковбыласбалансирована
так точно, что в зависимости от того, уменьшалось ли давление внутри них или
увеличивалось, эти предметы тонули в воде или поднимались на ее поверхность.
Необходимые для этого перепады давления создавались путем откачки воздуха из
пространства внутри шаров и дисков или, наоборот, нагнетания его через тонкую трубку.
Кили, правда, уверял, что детали, кажущиеся трубками, на самом деле сплошные. Тогда в
один из своих визитов Скотт незаметно оторвал конец трубки и убедился, что она полая.
Такие трубки подводились почти к каждой детали аппарата, стоящего в лаборатории.
Выяснилось, что и другой аппарат, вызывавший столько восторгов у бывших вкладчиков,
{59}
{60}
работал на хорошо известном физическом принципе. Кили, как теперь окончательно
убедились Скотт и Берк, изобрел не новый источник энергии, а новый способ надувать
простодушных. Об этом они и уведомили миссис Мур, которая, как нетрудно себе
представить,быладонекоторойстепениозадачена.
В феврале 1896 года миссис Мур обратилась к английскому физику профессору У.
Леселесс-Скотту:Килистареет,иона,всеещебудучиувереннойвважностисделанныхим
открытий, хотела бы, чтобы ее подопечный успел передать свои знания какому-нибудь
ученому-англичанину,которыйвслучаесмертиКилисмогбызавершитьсозданиемотора.
Профессоруразрешилиосмотретьвсе,чтоонпожелал,исамКиливручилемуинструкцию
по обращению с аппаратами. После месяца исследований почтенный профессор заявил на
ученомсобраниивоФранклинскоминституте,что«Килиснеоспоримойубедительностью
продемонстрировалналичиесилы,дотоленеизвестной».Воистинусмелыеслова!
Миссис Мур торжествовала и, чтобы доказать ошибочность вынесенного Александром
Скоттом приговора, вновь пригласила его посмотреть эксперименты (на этот раз
проводимыевлабораториипрофессораЛеселесс-Скотта).Приглашениебылопринято.Все
троесогласилисьстем,чтоповторныйпоказопытовпреждевсеговинтересахсамогоКили.
Однако на этот раз, чтобы убедиться в том, что тонкая трубка не играла в эксперименте
сколько-нибудь важной роли, решили в ходе опытов ее перерезать. Миссис Мур одобрила
этотплан,ивотввоскресенье,3мая1896года,профессорявилсякДжонуКилииуведомил
егоонеобходимостиижелательностиновойэкспертизы.Подробносообщаяпотомобэтом
визитевдовеМур,Леселесс-Скоттписал:«Кмоемуудивлению,мистерКиликатегорически
отказался от демонстрации опытов на предложенных ему условиях». Далее профессор
убеждалмиссисМур«немедляповеритьвсправедливостьдоводовСкоттаисделатьэтокак
всобственныхинтересах,такивинтересахКили».«Былобыкрайнеопрометчиво,—писал
он, — продолжать дальнейшие дискуссии по этому вопросу во франклинском институте».
Не нанеся визита миссис Мур, профессор тут же вернулся в Англию, а вдова немедленно
прекратилафинансовуюподдержкуКили.Случилосьэтовмае1896года.
Кили продолжал настаивать на действенности своего устройства. Однако миссис Мур
ужепотерялавнеговсякуюверуивоставшиесядоегосмертигодыежемесячновыдавала
емуденежноесодержаниевразмеревсеголишь250долларов.
18ноября1898годаКилиумер,такиунесяссобойвмогилусвоипсевдомеханические
«секреты». И все-таки он не смог избежать публичного разоблачения. Сразу же после его
смерти«КомпанияпопроизводствумоторовКили»завладелаеголабораторией.Спомощью
бостонского электрика Бертона Кинрейда, который в разное время имел с Кили дело,
лабораториябыладемонтирована,амоторперенесенвдомКинрейданаДжамайкаПлейнс.
ТамКинрейдвтечениенекотороговременипыталсяпривестиегоидействие.
Тем временем Скотт и Берк начали обследование самого дома Кили, поскольку
«Компания по производству моторов Кили» сосредоточила все свое внимание на одном
только моторе и не интересовалась другим оборудованием лаборатории. 20 декабря 1898
года Кинрейд натолкнулся на первое свидетельство обмана. В это же время вдова
покойного, до тех пор остававшаяся в тени, стала подвергаться официальным нападкам со
стороны компании. 29 января 1899 года поверенный в делах вдовы Кили Чарлз Хилл
объявил на весь мир правду о Кили и его грандиозном надувательстве, о котором эта
женщина,каквидно,инеподозревала.
Новость тут же стала достоянием филадельфийской прессы. Газеты запестрели
заголовками:«СекретамотораКилибольшенесуществует»,«Кили—грандиозныйобман
века»ит.д.Человек,бывшийблизкимдругомКиливФиладельфии,поведал,какоднажды,
когдаонспросилстареющегоизобретателяотом,какуюэпитафиютотхотелбыиметьна
своеймогиле,Килиответил:«Кили,величайшиймошенникXIXвека».
Как ни странно, несколько директоров «Компании по производству моторов Кили»
продолжали сохранять веру в свое предприятие и бороться за его существование. Но
Кинрейд выступил с официальным заявлением, в котором утверждал, что созданные Кили
механизмыможноотнестикрядувеличайшихнадувательстввека.
ЧтожедомиссисМур,то,посколькуздоровьееевсеухудшалось,онавернуласьвсвой
роднойЛондонещедосмертиКили.Вестьоегоразоблачениипринеспочтеннойженщине
ее внук, граф Юджин фон Розен, атташе дипломатической миссии короля Швеции и
Норвегии в Англии. Позднее граф рассказывал, что, когда он сообщил эту новость своей
бабушке, та не шелохнулась. «Надеюсь,— произнесла она затем, — что он передал свой
секреткому-нибудьпередсмертью».5января1899годаонаумерла.Говорят,чтопоследние
неудачи Кили сильно укоротили ее жизнь. После смерти миссис Мур ее состояние
насчитывалонеболееодногомиллионадолларов,несчитаянедвижимости.
Какие же «странные силы» открыл Кили? Шарлатан заявлял, что созданные им
устройства, многие из которых соединялись с музыкальными инструментами (такими, как
«автоматическая»арфа,губнаягармошка)иликамертоном,приводилисьвдействиезасчет
усиления интерференции различных звуковых волн. Пресловутый мотор Кили,
заправленный одной квартой воды, мог, как заверял его создатель, домчать пассажирский
состав из Филадельфии до Сан-Франциско — через весь Североамериканский континент!
Галлона этой же жидкости было достаточно, чтобы морское судно, выйдя из Нью-Йорка,
достиглоСан-Франциско.
В результате детального исследования аппаратов Кили оказалось, что в основе всех
чудеслежалоиспользованиетонкихтрубокилиполыхпрутков. Ихназначенияонникогда
толком не объяснял, однако во время демонстрации своих опытов старался показать, что
внутри они не полые, и для вещей убедительности один пруток обязательно перепиливал.
По этим трубкам с очень маленьким диаметром внутреннего канала проходил сжатый
воздух из цилиндра, который находился на чердаке дома, а в качестве компрессора
использовался водяной мотор. Все устройство приводилось в действие с помощью целого
ряда спрятанных под полом резиновых груш, на которые можно было нажимать ногой. На
рис.66представленасхемадомаКили,опубликованнаяжурналом«Нью-Йоркджорнэл».
Кем же нам считать Кили? Мошенником? Да, безусловно, но при этом весьма умным
мошенником. Ведь он был способным инженером-самоучкой. Было в нем что-то и от
пророка: он предсказал возможность создания летательного аппарата, утверждая, что
именно усовершенствование его мотора сделает этот аппарат реальностью. Кили изобрел
пневматическое ружье, сам сконструировал все оборудование для своей лаборатории,
проявив при этом незаурядное мастерство. Один человек, побывавший в его лаборатории,
рассказывал, что пинта воды, заливаемая в цилиндр специального устройства, создавала
давлениевпятьдесяттысячфунтовнаквадратныйдюйм.Аведьэтосовсемнемало.Кили,
конечно, не вошел в историю науки, и придуманная им же самим эпитафия по-прежнему
остаетсяверной.Непытайсяонтаксказочноразбогатетьнасвоихизобретениях,егомогли
бы помнить до сих пор, как помним мы создателей разных уникальных диковинок (вроде
«девушки-невидимки», о которой я рассказал в своей книге «Часовая музыка», и других
хитроумныхмеханическихфокусов,которыетакчастопоказывалисьвпрошломстолетиив
Лондонеикоторыенезабытыипоныне).
8.Странныеидеиобиспаренииисжижении
Мысль о возможности использования перехода вещества из одного состояния в другое
занимала умы многих создателей вечных двигателей. Подобно тому как алхимики искали
средство превращения обычных металлов в драгоценные, как врачи-шарлатаны пытались
найти лекарство для лечения богачей, которое пришлось бы им по вкусу, по цвету и по
запаху, так и многие искатели перпетуум мобиле вынашивали идею превращения газа в
жидкость с помощью высокого давления или перехода вещества из твердого состояния в
газообразноепринагревании.
Второй закон термодинамики ничего не значил для самоотверженного и
целеустремленного изобретателя, отметавшего все, что могло помешать осуществлению
великой цели. Слишком заманчивые и поистине безграничные возможности открывались
перед теми, кто получал в руки вечный двигатель. Слишком велики были потребности
современного общества, упорно изыскивавшего новые источники энергии. Каждый шаг
наукивпередвселялнадеждунато,чтоновоеоткрытиераздвинетеегоризонтыипозволит
обойти ограничения, установленные более ранними, отрывочными и несовершенными
знаниями.
История,окоторойпойдетречьвэтойглаве,связанасвесьманеобычнымпредприятием
икасаетсявечногодвигателя,сконструированногопрофессоромГэмджи.Главныйинженер
военно-морского департамента США Б. Ф. Ашпервуд представил секретарю департамента
доклад о двигателе.Выдержкиизэтогодокументапозднеебылиопубликованыв «Канзасситиревью»(т.5,1882,с.86—89).
Цитирую:
«Наблюдения, сделанные профессором Гэмджи в ходе проводимых им экспериментов,
позволили говорить о возможности создания двигателя, который профессор назвал нульмотором. В этом моторе тепло внешней окружающей среды (воды или другой жидкости),
имеющей нормальную температуру, с помощью изобретенного профессором прибора
используется для выпаривания жидкого аммиака, который находится под очень высоким
давлением. Получающийсяпривыпариваниигазообразныйаммиак,находясьподбольшим
давлением, расширяется и приводит в движение поршень. По мере движения поршня газ
увеличивает свой объем и сильно охлаждается, так что к концу хода поршня часть
газообразного аммиака превращается в жидкий, резко уменьшая при этом свой объем.
Образовавшийся таким путем жидкий аммиак стекает, как это следует из конструкции
прибора,ваммиачныйкотел.Такимобразомсоздаютсяусловиядлязамкнутогоцикличного
процесса без потерь, поскольку теплота не покидает двигатель. Работа двигателя
совершается за счет возникающей разницы в объемах аммиака при входе его в котел и
выходе из него. Эта разница в объемах создается благодаря теплу, получаемому из
окружающей аммиачный котел внешней среды, а также при охлаждении аммиака в
процессепревращениячастиэтоготеплавмеханическуюработудвигателя.Существование
этой разницы в объемах совершенно бесспорно. Поэтому если бы удалось создать
работающийнаэтомпринципемеханизм,тонуль-моторсталбыреальностью.Источником
получаемой в нуль-моторе энергии является не искусственное тепло, выделяемое при
сгорании топлива, а тепло окружающей среды, имеющей обычную температуру, то есть
тепло,нетребующеедлясвоеговозникновенияникакихзатрат.
При изучении машины профессора Гэмджи департамент не имеет в виду проверку
возможностисжижениявнейаммиака.Гораздоважнеепроверитьправильностьсделанных
профессоромнаблюденийотносительноагрегатныхпревращенийаммиаказавремяполного
цикла. Без этого невозможно приступить к промышленному производству нуль-моторов,
которымсужденоприйтинасменупаровымдвигателям.Вотпочемуявнимательноизучил
работу этого устройства. Хорошо известно, что жидкий аммиак при нормальной
температуре, но при очень высоком давлении способен превращаться в газ, который,
расширяясь и совершая работу, резко охлаждается. Однако необходимо проверить, весь ли
газообразныйаммиак,входящийвцилиндр,превращаетсявжидкость,атакжеустановить,
позволяет ли сама конструкция машины осуществить эту проверку. Все это создало бы
необходимые предпосылки для конструирования нового мотора, имеющего совершенно
безграничные возможности. Принимая во внимание чрезвычайную важность этого
изобретениякакдлявоенно-морскогофлотаСША,такидлявсегочеловечествавцелом,я
настоятельно рекомендую департаменту создать профессору Гэмджи наиболее
благоприятныеусловиядляпродолженияегоэкспериментальныхисследованийидоложить
о них правительству Соединенных Штатов. Профессор выражает готовность представить
своеизобретениедлясамойтщательнойэкспертизыисделатьэтобезотлагательно.Сэтой
цельюоннамеренвкратчайшиесрокизавершитьизготовлениемеханизмаивприсутствии
совета экспертов продемонстрировать его работу. Он предполагает использовать те узлы
своегоохлаждающегоустройства,которыевойдутсоставнойчастьювнуль-мотор,добавив
некоторыенеобходимыедетали.Такимобразом,приминимальныхзатратахвременипутем
несложныхиспытанийможнобудетудостоверитьсявосуществимостинапрактикепроекта,
которыйпредставляетсястольпривлекательнымибесспорнымвтеоретическомотношении.
ПрофессорГэмджипроизвелвсенеобходимыематематическиерасчетыдляобоснования
возможности использования своего изобретения в хозяйственных целях. Остается лишь
проверитьспособность устройствасовершать механическуюработу.Профессорпредлагает
внестиследующиеусовершенствованиявосновнойпроект:
— в качестве цилиндра, в котором расширяется и сжижается аммиак, использовать
паровойцилиндр;
— имеющийся аммиачный котел использовать как котел низкого давления, введя при
этом в конструкцию еще один аммиачный котел, который будет выполнять роль котла
высокогодавления;
— расположить между цилиндром, где происходит сжижение аммиака, то есть
конденсатором, и котлом низкого давления струйный насос, а между котлом низкого и
котлом высокого давления насос для перекачки жидкого аммиака из первого котла во
второй.
Все это и составит нуль-мотор — машину, которая, как это видно из самого краткого
описания, представляет собой очень дешевый и очень простой по конструкции и
управлениютипдвигателя...
Остается только подвергнуть описанное устройство практическим испытаниям, чтобы
убедиться,чтопредложенныймеханизмбудетобладатьвысокимкоэффициентомполезного
действия и оправдает возлагаемые на него надежды. И если это так, в самом ближайшем
будущемнуль-моторпридетнасменупаровомудвигателю,посколькуотпадетнадобностьв
огромныхзатратахугля,расходынакоторыйсоставляютколоссальныесуммы.Стоиттолько
доказать на практике, какими преимуществами обладает этот мотор, гораздо более
дешевый, легкий и занимающий значительно меньше места, чем паровой двигатель, как в
самых широких масштабах начнется его использование во всех сферах промышленного
производства...
Создание нуль-мотора — вопрос чрезвычайной важности для военно-морского флота
США. В отличие от европейских морских держав, владеющих колониями и базами с
запасами топлива в разных районах земного шара, держав, которые следует рассматривать
как потенциальных противников в будущих военных конфликтах, США не имеют ни того,
ни другого. Поэтому в ходе военных действий вдали от своих берегов флот США может
оказаться в крайне невыгодном стратегическом положении из-за отсутствия баз с
топливными запасами. Позиции сторон будут в этом отношении уравнены, если военноморские силы США получат двигатели нового типа. В этом случае наши крейсеры смогут
проникнутьнасамыеудаленныеакваториистольжепросто,какифлотытехстран,которые
располагаюттамзапасамитоплива.
Все сказанное было необходимо для того, чтобы показать сущность и масштабы
сделанного профессором Гэмджи изобретения. Созданный им механизм служит
чрезвычайно важной цели получения энергии, что делает его, строго говоря, основой для
созданиявсехдругихмеханизмов...»
Редактор газеты «Канзас-сити ревью» так прокомментировал высказывания главного
инженера военно-морского департамента США: «Практика в конечном счете покажет
истинные достоинства этого изобретения». В основу идеи Гэмджи, как уже говорилось,
было положено свойство аммиака превращаться в газ при низких температурах. При 0°С
давлениегазавчетыреразапревышаетатмосферное.Изобретательпришелкзаключению,
что тепла, отбираемого из окружающей атмосферы, будет вполне достаточно для
превращенияжидкогоаммиакавгаз.Помнениюавторапроекта,этотгаз,находясьвкотле
под большим давлением, способен приводить в движение поршень двигателя. Расширяясь,
газ охлаждается до такой степени, что вновь превращается в жидкость, которая стекает в
котел,ициклповторяется.
Ходреальныхфизическихпроцессоввописываемомустройстве,которыйсегоднястоль
очевиден, глубоко разочаровал бы Гэмджи и его сторонников. Несомненно, тепло,
забираемое из атмосферы, обеспечивало испарение жидкого аммиака и отдавалось через
конденсатор в окружающую среду при расширении газа. Начав расширяться при 0°С и
давлении в четыре атмосферы, газ увеличивал свой объем вчетверо к тому моменту, когда
его температура падала до —33°С. Для последующего сжижения газа в цилиндре и
конденсаторе необходимо поддерживать температуру ниже —33°С. В расчетах автора
проектазатратынасжижениеаммиаканебылиучтенывобщембалансеэнергии.Будьэто
сделано, стало бы ясно, что эти затраты превышают полезную работу, которую способен
произвестинуль-мотор.Второйзаконтермодинамикиосталсянезыблем,ануль-мотортаки
незаработал.
Рис. 44. Рабочий цикл в устройстве, созданном профессором Гэмджи в 1880 году:
давление газа приводит в движение поршень. Изобретатель предположил, что
расширяющийсянадпоршнемгаззатемсжижаетсяистекаетвкотел.
Я не смог проследить за судьбой дальнейших переговоров, которые велись в военноморском ведомстве относительно изобретения профессора и к которым Айшервуд
относилсястакимэнтузиазмом.Действительно,президентГарфилдинесколькоминистров
из состава его правительства рассматривали модели мотора Гэмджи, однако, несмотря на
все это, военно-морской флот США так и не связал свое будущее с успехами в создании
двигателейсохлаждаемымиузлами.
ДениелХерингвсвоейкниге«Причудыизаблуждениянауки»напоминает,чток1895
году газы стали сжижаться с меньшими трудностями и затратами, чем это было ранее,
благодаря использованию так называемого регенеративного метода. Несколькими годами
позже Чарлз Триплер из Нью-Йорка сконструировал аппарат, позволявший сжижать
значительное количество воздуха. В марте 1899 года в журнале «Макклюрз мэгэзин»
появиласьнаучно-популярнаястатья,посвященнаялабораторииТриплераипроводимымим
замечательным работам. Статья была написана членом редакционной коллегии журнала
РеемСтенардомБейкеромисодержалаошеломляющиевыводы.Авторопровергалверность
второго закона термодинамики и провозглашал Триплера создателем вечного двигателя,
приводя собственные слова изобретателя: «Использовав в своей машине три галлона
воздуха,яполучилвожижителеоколодесятигаллоновжидкости.Такимобразом,возникла
прибавка в 7 галлонов, которая ничего мне не стоила и которую я могу использовать где
угоднодлясовершенияполезнойработы».
ИдеяТриплерасостоялавследующем.Поддействиемтемпературыокружающейсреды
сильно охлажденный ожиженный воздух будет превращаться в пар. Давление в котле
двигателя, следовательно, резко увеличится, и двигатель начнет работать. В свою очередь,
он будет сжижать новую порцию воздуха, которая далее используется для совершения
полезнойработы.
Само по себе использование воздуха для работы двигателя не представляло ни
теоретических, ни практических трудностей. Однако в соответствии с законами
термодинамики как для сжижения воздуха, так и для обратного превращения его в газ с
нормальным давлением и температурой требуются одинаковые (в сумме равные нулю)
затраты энергии. Тем не менее Чарлз Триплер упорно настаивал на своем и предлагал
проверить осенившую его идею в лабораторных условиях. При посредничестве Бейкера
журнал «Макклюрз мэгэзин» пригласил двух профессоров, возглавлявших факультеты
физики и химии в крупном университете, посетить лабораторию Триплера. Оказалось,
однако, что визит этот, хотя и сделанный по взаимному соглашению, пришелся на
неудобное для Триплера время и, по существу, ничего не дал, если не считать нескольких
критических замечаний, высказанных профессорами в адрес изобретателя. Но об этом
журнал не сообщил своим читателям, и идея использования ожиженного воздуха
продолжала завоевывать все новых сторонников. Ниспровергатели второго закона
термодинамикиторжествовали.
Триплер предпочитал не называть свое изобретение проектом вечного двигателя,
настойчиво утверждая, что внешним источником энергии являлось тепло окружающего
воздуха. При этом он категорически отрицал необходимость дополнительных затрат
энергии для снижения температуры рабочего объема воздуха ниже температуры
окружающей среды. Иными словами, Триплер отрицал действие второго закона
термодинамики.
Надеждынасозданиевечногодвигателя,работающегонажидкомвоздухе,несмотряна
всю их сомнительность, были весьма привлекательны, и сторонники идеи Триплера еще
некотороевремяпродолжаливеритьвуспехегоизобретения.Прошлонескольколет,пока
идея, казавшаяся исключением из неумолимо действовавшего закона, была признана
заблуждениеми,наконец,отвергнутавовсе.
Мы уже достаточно много говорили о воздухе и его физических свойствах. Обратимся
теперь к событиям, происшедшим в начале нынешнего столетия. Перед нами памфлет,
озаглавленный «Теория перпетуум мобиле». Автор его — Франц Гоффман — жил в
Восточной Пруссии. Этот любопытный очерк был опубликован в Лейпциге в 1912 году,
через три года после того, как в Реймсе состоялась международная встреча авиаторов.
Нужно заметить, что немецкие аэропланы потерпели тогда серьезное поражение в
состязании с французскими и американскими летательными аппаратами (для
патриотически настроенных английских читателей я замечу, что в этой встрече,
состоявшейся22августа1909года,английскиеавиаторыучастиянепринимали).Гоффман
опубликовалсвойдовольносложныйпроектвечногодвигателязадвагодадоначалапервой
мировой войны. И этим, вероятно, объясняются наивно патриотические тона, в которые
окрашенызавершающиестрокипамфлета.
«СегоднявГерманиинепонимаютважностисозданиявечныхдвигателей,уподобляясь
скептикам, которые еще лет десять назад отрицали возможность появления летательных
аппаратовтяжелеевоздуха.Следствиемэтогоневерияявилосьто,чтонескольколетназадв
Реймсефранцузыиамериканцыдоказали,чтоименноони,аненемцы,являютсянациями,
лидирующимиввоздухоплавании.Дайбог,чтобыблагосклоннаяфортунауберегланемцев
от еще одного реймского позора. А ведь похоже на то, что, до тех пор пока американец
ДжонифранцузПьерненагрянутвГамбургилиБерлиннакораблях,оснащенныхвечными
двигателями,немецкийМихельнеочнетсяотлетаргическогосна».
Гоффман, видимо, не был фанатичным сторонником создания вечного двигателя в
Германии. Его попытки пробудить в своих читателях-соотечественниках интерес к этой
проблеме имели патриотическую цель: в меру своих сил он стремился к тому, чтобы его
странадобиласьлидирующегоположенияхотябывобластиперпетууммобиле.
Иногдаспециалистводнойотраслинаукивдругрешает,чтосовершилважноеоткрытие
винойобластизнания.Многиепринципиальноновыетехническиенаходкиобязанысвоим
возникновением научным поискам, которые велись совсем в других направлениях. Очень
частокажущаясяабсурдностьэтихпоисковобъясняетсяневозможностьюихпрактического
воплощенияспомощьюсовременныхтехническихсредств.ТомасЭдисонпредвиделвремя,
когда телевизионное изображение будет передаваться по телефону. Технически это стало
возможным лишь совсем недавно. Провидцами такого рода были Жюль Верн и Герберт
Уэллс. В широком смысле ученые все еще заметно отстают от писателей-фантастов,
нередкостольпроницательныхвсвоихпредвидениях.
В конце прошлого столетия житель Нью-Йорка некий Дж. Гамильтон исследовал
возможность применения пара для работы вечного двигателя. Он решил использовать
хорошо известный инжекторный клапан, предварительно изменив его конструкцию таким
образом, чтобы давление проходящей через него струи воды было равно или превышало
давление струи пара. Это, по мысли Гамильтона, увеличивало скорость потока воды,
вытекающего из отверстия в верхней части резервуара. Благодаря получаемой таким
образом скоростной добавке вода, возвращаясь в резервуар, совершает по пути еще и
полезнуюработу.
Гамильтон писал: «Приведя турбину в действие с помощью какого-то внешнего
источникаэнергии(мотораилидвигателя),устанавливаемнеобходимыйначальныйуровень
давления в инжекторе, обеспечивающий отток воды из резервуара. Вода, пройдя через
турбину,приобретаетзасчетсопловогоэффектанавыходебольшуюскорость,чемнавходе,
и возвращается в резервуар. Турбина продолжает вращаться за счет новых порций
поступающейвнееводы,ненуждаясьболеевэнергиивнешнегоисточника.Циклдвижения
воды по замкнутому контуру повторяется многократно, благодаря чему скорость воды на
выходеизтурбиныпостоянновозрастает».
Авторпроектаничегонеговоритотом,засчетчеговсе-такиобеспечиваетсявращение
турбины, если вода на выходе ее обладает большей скоростью движения и соответственно
большей энергией, чем на входе. Очевидно, что успешная работа такого двигателя
противоречила бы закону сохранения энергии. Если бы такого противоречия не было, то
случилось бы то, чего так боялись многие изобретатели вечных двигателей. По мере
накопления энергии скорость работы двигателя возрастала бы до тех пор, пока он не
разлетался бы на куски (не зря же во многих проектах вечных двигателей предусмотрен
тормоз).Такоебеспредельноеувеличениескоростилежитвосновепроцессаделенияатома,
нонеимеетникакогоотношениякмеханическимустройствам.
9.ЗагадочныйпроектГарабеда
Однажды (обычно это случается в молодые годы) мы вдруг начинаем по-новому
смотретьнавещи,казавшиесянампривычнымиихорошознакомыми.Поройнамкажется,
что мы сделали настоящее открытие или, по крайней мере, набрели на идею, которая
должнапотрястимир.Почемуже,снедоумениемспрашиваеммысебя,никтонедодумался
до этого раньше? И тут мы получаем отрезвляющий ответ: либо открытие наше давно уже
сделано и отвергнуто как несостоятельное, либо обманчивая простота, с которой оно
предсталопереднами,скрываетэтунесостоятельность.
Одиноченьквалифицированныйинженер,впрошломас,имевшийвысокийофицерский
чин в военно-воздушных силах Великобритании, как-то признался мне по секрету: что в
возрасте семи лет он был убежден в том, что постиг тайну полета. В те нежные годы он
считал, что достаточно лишь подпрыгнуть вверх, а затем в самой верхней точке прыжка
вновьподпрыгнутьипрыгать,поканебудетдостигнутанужнаявысота.
Яуверен,чтовсемальчишкивсвоевремяподолгувозилисьсмаховикомиливолчком,
раскручиваяихинаблюдаясвойстваполученноготакимобразомгироскопа.Янеслучайно
упомянуломаховике,таккаквэтойглавепойдетречьосвязанныхснимсобытиях,которые
произошливСоединенныхШтатахв1917—1918годах.
Выходец из Армении Гарабед Гирагосян предложил вниманию американской
общественности способ получения «свободной энергии». Гирагосян быстро завоевал
популярность среди американцев и заслужил репутацию энтузиаста, который с
подкупающимпростодушиемудивлялсясделанномуимжеоткрытию.
Ученые(исрединихпреждевсеготе,ктообогатилнаукувыдающимисядостижениями),
как правило, без труда распознают, имеет ли человек, мыслящий оригинально и
выдвигающий новую идею, в основе своих представлений глубокие знания и серьезную
научную подготовку. Уровень развития современной науки предъявляет к ученым высокие
требования. Научное открытие, когда-то доступное многим талантливым дилетантам, в
наше время стало уделом лишь тех, кто способен к точным наблюдениям и правильным
выводам,ктообладаетвысокойнаучнойквалификацией.Конечно,существуютисключения,
но они редки. Гарабеду Гирагосяну был задан вопрос: «Достаточно ли вы компетентны в
рассматриваемых вами вопросах?» Вместо ответа ему следовало бы представить
практические доказательства своей научной добросовестности, он же предпочел
прикрываться хвалебными рекомендациями своих не очень сведущих в науке друзей и
сторонников.
Реакция Гирагосяна вызвала большое недоумение у окружающих. Он никак не мог
понять, что отсутствовавшая у него инженерная подготовка необходима для придания его
претензиямнаучнойубедительности.Гирагосянвовсеуслышаниеобъявил,чтоимсделано
величайшееоткрытиезавсюисториючеловечества.Взапальчивостионутверждал,чтоего
машинапозволитповыситьблагосостояниеамериканскогонарода,иобратилсявконгресс,
где его заявления привлекли внимание. Однако автор проекта упорно уклонялся от
открытого обсуждения изобретения. Вероятно, он полагал, что, окажись сделанное им
открытие действительно ценным, широкая огласка могла быть использована любым
плагиатором и открытие было бы потеряно для Соединенных Штатов. Поэтому Гирагосян
продолжал в самых туманных выражениях повторять, что созданная им машина
представляет огромную ценность для государства. В отличие от многих шарлатанов
Гирагосянохотнопредлагалрассмотретьегопроектсамымтщательнымобразомипривлечь
для этой цели группу ведущих инженеров и ученых, назначенных американским
правительством.
Хужевсегобылото,чтоправительственнаяпечать,ухватившисьзаэтуисторию,раздула
еедоневероятныхразмеров,взбудоражив«проектомГарабеда»всюАмерику.Гирагосянне
скрывал, что его идея еще очень далека от реального воплощения и что не пришло еще то
время, когда обещанная им «свободная энергия» увеличит доходы американских
налогоплательщиков. Он обратился в конгресс и сенат США с просьбой о материальной
помощи.
К началу 1918 года специальная комиссия конгресса провела предварительное
расследование, а президент США назначил группу из пяти ученых для осмотра машины
Гирагосяна и оценки ее возможностей. Председателем так называемой «комиссии
Гарабеда» был Джеймс Мур. Результатов экспертизы напряженно ждала вся Америка. Не
удивительно, что в те дни в разных уголках страны провозглашались тосты за здоровье
изобретателя.Обещаннаяим«свободнаяэнергия»ввоображениимногихамериканцевуже
приводилавдействиезаводы,электростанции,водяныенасосыит.д.
В августе 1918 года «комиссия Гарабеда» закончила работу. Как и предполагали с
самого начала наиболее квалифицированные специалисты, в основе идеи получения
«свободной энергии» лежало ошибочное истолкование простого механического явления.
Весь проект стал казаться еще более нереальным после того, как Гирагосян отказался
сделать на него патентную заявку, полагая, что патентное бюро эту заявку не одобрит.
Вместоэтогоонвновьобратилсявконгрессспросьбойопрямойподдержке.Несмотряна
благожелательное отношение к Гарабеду, конгрессмены рекомендовали изобретателю
направить заявку по обычным каналам, то есть через патентное бюро. Вскоре комиссия
обнародовалаотчетобизобретенииГарабеда.Основнымэлементоммашиныбыл...тяжелый
маховик! Он устанавливался на подшипниках, значительно уменьшавших трение, и через
систему шкивов приводился во вращение электромотором малой мощности, который
питался от небольшой батареи. Мощность мотора подбиралась такой, чтобы ее было
достаточно для преодоления трения в деталях машины и сопротивления воздуха,
возникающего при вращении маховика. Гирагосян утверждал, что машина запускается и
разгоняетсятолькозасчетмотора,однакотребуетсяоченьмноговремени,чтобыскорость
вращениямаховикадостигламаксимальногозначения.
Именнопоэтойпричине,какписаливсвоемотчетечленыкомиссии,придемонстрации
машина была приведена в действие с помощью блоков и приводов человеком большой
физической силы. Разогнав таким способом маховик, включили мотор, который в
дальнейшемуженевключался.Маховикпродолжалвращатьсясокружнойскоростьюоколо
стафутоввминуту.
Рис. 45. Австрийский врач Алоиз Драш получил патент на этот загадочный вечный
двигательвдекабре1868года.
Мощность машины измерялась динамометром специальной конструкции. Результат
измерений пересчитывался в лошадиных силах. Оказалось, что для поддержания вращения
маховика требуется только одна двадцатая лошадиной силы, а вот для его остановки
необходимозатратитьцелыхдесять!ОтсюдаГирагосян,путаяпонятиямощностииэнергии,
заключил,чтоегомашинавырабатываетэнергию.
Гарабед заблуждался искренне, и честность его была совершенно очевидна, ибо он
никогоневводилвзаблуждениепреднамеренно.ЕслибыизобретениеГирагосянапрошло
через бюро патентов, ошибка автора обнаружилась бы сразу, и он получил бы
квалифицированное обоснование несостоятельности своего проекта. При этом было бы
сэкономлено много времени и общественных средств. После обнародования отчета
комиссии никто ничего о Гарабеде Гирагосяне больше не слышал, и, вероятно, Америка
забыла о нем так же быстро, как и обо всех тех, кто пытался создать недостижимый
перпетууммобиле.
Энтузиазм, с которым Гарабед представлял американской публике свое изобретение,
характереннетолькодляоднойстороныАтлантики.Позвольтемнепроцитироватьписьмо,
посланное15сентября1851годавБританскоепатентноеведомство:
«Джентельмены!
Я умоляю Вас предпринять меры для того, чтобы всем стало известно, что вчера я
завершил работу над изобретением, которое будет способствовать прогрессу всех стран на
Земле. Это изобретение — источник движения машин! — столь тщетно и долго искомый
ВечныйДвигатель!Одновремяменяподдерживаликоролеваиегокоролевскоевысочество
принц Альберт. Если вы, джентельмены, сможете дать совет, к кому обратиться мне за
вознаграждением, если таковое предусмотрено правительством, или поможете получить
патент на машину, или каким-либо другим способом облегчите мою великую работу, я
щедроотблагодарювасзаучастие.
Яглубокоубежденвтом,чтонесколькомоихизобретениймогутбытьосуществленыи,в
первую очередь, упомянутая машина, хотя в настоящее время она существует лишь в моей
голове.Яещенеизготовилее,посколькулишьвчера,ввоскресенье,изобрел,основываясь
нанекоторыхнеизменныхпринципахприроды!»
Так много мыслей, что требуется немедленное вознаграждение. Еще больше будет
разочарований...
10.«ВечныйДвигатель»Кокса
Сентиментальному читателю эта книга может показаться своеобразной хроникой
заблуждений, историей несбывшихся надежд, повестью о мудрецах, доведенных до
отчаяния,иоглупцах,превратившихсявшарлатанов.
Ивсе-такибылчеловек,которыйпостроилдействовавшийвечныйдвигатель!Имяэтого
человека — Джеймс Кокс, он жил и работал в Лондоне, а созданный им механизм
сохранилсяидонашихдней.
Кокс был известным часовых дел мастером, автором многочисленных причудливых
часовыхавтоматов,отмеченныхпризамивразличныхстранах.Ожизниэтоговыдающегося
механика и о некоторых уникальных экспонатах его замечательного музея я уже
рассказывал в своей книге «Часовая музыка». Ниже пойдет речь об устройстве, которое
Кокс называл «Вечным Двигателем» и которое на самом деле было превосходно
сконструированными и тщательно изготовленными часами, приводимыми в действие
перепадами атмосферного давления. Эти часы Кокс изготовил с помощью механика
Джозефа Мерлина в шестидесятые годы восемнадцатого столетия. Надо полагать, что
созданиюэтогомеханизмапредшествовалимноголетниеэксперименты.
Главное отличие «вечного» двигателя Кокса от великого множества других машин
вечного движения, созданных ранее (и создавшихся в последующие годы), заключалось в
следующем. Джеймс Кокс не ставил своей целью выработку энергии, хорошо понимая,
вероятно,неосуществимостьтакойзадачи,апопыталсяиспользоватьтуееформу,которую
можно было получить непосредственно в природе, без участия человека. Его двигатель
приводилсявдействиевпрямомсмыслеприроднымисилами.
Необходимо заметить, что в те времена, когда Кокс построил свои «вечные» часы и
показал их затем в собственном музее на Спринггарден, выставки диковинных вещей по
традиции было принято снабжать весьма витиевато написанными, полными мистики
пояснениями.
Я говорю об этом потому, что пояснительный текст, составленный самим Коксом, да
ещевтретьемлице,выдержанвтакомжедухе,поэтомуеголегкобылопринятьзаписанину
какого-либо шарлатана. Кокс же, вне всякого сомнения, был человеком весьма
изобретательнымиталантливым,каждаяизегоработ,дошедшихдонас,свидетельствуетоб
этом. Имея в виду знаменитую эпитафию сэру Кристоферу Рену, можно сказать, что
памятником Коксу служат созданные им устройства, хранящиеся в лучших музеях и
коллекцияхмира .
МеханизмКоксаописанвкаталогемузея,опубликованномв1774году.Последлинного
на шесть страниц панегирика автор переходит к «Экспонату сорок седьмому — „Вечному
Двигателю“ипишетследующее:
„Этомеханическиеифилософскиечасы,доведенные—вопрекимнениюскептиков—
довысокойстепенисовершенстваврезультатеогромноготруда,бесконечныхиспытанийи
огромных денежных затрат. Совместное использование в этом устройстве философских и
механических принципов позволило получить движение, которое будет продолжаться
вечно.Ихотястальимедь,изкоторыхизготовленычасы,должнысовременемразрушиться
(что, впрочем, ожидает и нашу планету, и все на ней живущее), первопричина работы
{61}
механизма останется неизменной, а поскольку трение между деталями часов крайне
незначительно, они будут находиться в движении гораздо дольше любого другого когдалибосозданногомеханическогоустройства.
Посвоимразмерамэтинеобыкновенныечасынеотличаютсяотобычныхмаятниковых
часов,заводкоторыхрассчитаннавосемьдней.Ихкорпусизготовленизкрасногодереваи
напоминает здание с колоннами и пилястрами, карнизами и лепными украшениями,
выполненными из меди ажурной ковки, с богатой позолотой и изящными безделушками.
Для того чтобы любознательный посетитель смог увидеть искусно сделанные детали
часовогомеханизмаинаблюдатьза егоработой,часы совсехсторонзастеклены.Часовой
механизм крепится к той части устройства, от которой поступает энергия для приведения
еговдействие.Часыизготовленынаалмазах,причем,говорятехническимязыком,камнями
снабженытедеталимеханизма,гдесилатрениядолжнабытьуменьшена.Дляподдержания
высокой точности требуется такой же уход за устройством, как и за обычными часами.
Кромечасовойиминутнойстрелок,вэтихнеобыкновенныхчасахимеетсяещеисекундная
стрелка, постоянно находящаяся в движении. Для того чтобы исключить всякую мысль о
надувательстве (а, кроме того, уберечь устройство от пыли), часы заключены под стекло.
Онивыставленывсамомцентремузеядлявсеобщегообозрения“.
Первые сведения о часах Кокса встречаются в ничем не примечательной книге
шотландского астронома Джеймса Фергюсона, изданной в 1769 году. Свидетельством
изобретательности замечательного английского механика являются следующие слова
Фергюсона,приведенныеввышеупомянутомкаталоге:
„Яосмотреливнимательноизучилэтичасы.Онипродолжаютработатьнепрерывноза
счетподъемаипаденияртутивсовершеннонеобычномбарометре.Нетникакихоснований
опасаться,чточасыкогда-нибудьостановятся.Внихсоздантакойзапасэнергии,который
даетвозможность часамработатьв течение года,дажееслибарометр будетубран.Изучив
конструкцию устройства, я утверждаю с полной ответственностью, что это самый
замечательныйизвсехкогда-либомноювиденныхмеханизмов.—ДжеймсФергюсон,Болткорт,Флит-стрит,28января1774года“.
„Ежегодный справочник за 1774 год“ (т. 17, с. 248) предваряет отзыв Фергюсона
следующимисловами:
„Среди других выдающихся экспонатов, представленных в музее мистера Кокса,
находится огромный барометр, необычайная конструкция которого позволила его автору
создатьединственныйвсвоемродевечныйдвигатель...“
ВсеэкспонатымузеяКокса,втомчислеи„ВечныйДвигатель“(аименнотакименовал
это устройство изобретатель), были разыграны в лотерее. Часы, вместе с рядом других
экспонатов, попали в руки Томаса Уикса, который открыл в Лондоне на Тичборн-стрит
„Механический музей Уикса“. Новый владелец „Вечного Двигателя“ внес, по-видимому,
некоторыеизмененияв устройство,касавшиесявосновном внешнегоукрашениячасов.На
сохранившейся гравюре, изображавшей часы и помещенной в каталоге Кокса, этих
изменений, естественно, нет. Зато к великому удивлению тех, кто привык видеть часы на
протяжениимногихлет,вновоммузееначасахпоявиласьиноваянадпись:„Королевский
музейУикса,1806год“.
Джеймс Кокс умер в 1788 году. После смерти Томаса Уикса в начале тридцатых годов
прошлогостолетиябольшинствоэкспонатовегомузеяпошлосмолотканадвухаукционах(в
июле и сентябре 1834 года). И здесь мы на некоторое время теряем след „Вечного
Двигателя“,который,кстати,небылвнесенвкаталогУикса.
Перед тем как рассказать о дальнейшей судьбе „Вечного Двигателя“, рассмотрим
подробнееустройствоипринципдействияэтогозамечательногоизобретения.Приводимые
ниже сведения заимствованы мной из превосходной статьи „По поводу вечного движения,
реализуемоговмашинахзасчетподъемаипаденияртутивбарометреилитемпературных
изменений размеров тел“, написанной Уильямом Николсоном и опубликованной в 1799
году в „Философикэл джорнэл“. В ней, кстати, автор сообщает, что некоторые части
механизмабылиизготовленынекимРее,иописываетболееранниепопыткисозданиячисто
механического вечного двигателя. Николсон выступает ярым сторонником вечного
движения .
„В своем предыдущем сообщении („Философикэл джорнэл“, 1799, т. 1, с. 375) я дал
оценку некоторым ошибочным проектам получения вечного движения из неизменных
источниковсилы.Яупоминалотом,чтотечениерек,сменаморскихприливовиотливов,
изменения в направлении ветров, расширение твердых тел и жидкостей при нагревании,
подъем и падение ртути в барометре, гигрометрические изменения в останках живой
материи или любые другие изменения в природных явлениях, которые постоянно
происходят вокруг нас, могут быть использованы в качестве перводвигателя для мельниц,
часов и других машин, поддерживая их работу непрерывно, вплоть до полного износа
механических частей. Многочисленные примеры применения этой разновидности вечного
движения мы наблюдаем в ветряных мельницах и других широко распространенных
устройствах,действиекоторыхстрогоограниченоопределеннымиместнымиусловиями“.
Далее Николсон переходит к описанию „Вечного Двигателя“ Кокса. Упоминание о
созданной „инженером Рее“ барометрической самозаводящейся системе сопровождается
словами:„задуманнаяивоплощеннаяим“,авсноскеговоритсяотом,чтовиюне1799года
Рее был назначен членом совета инспекторов по морским работам в адмиралтействе. Он
был,следовательно,человекомуважаемым,изаслугиегобылиобщепризнаны.
Рисунок, иллюстрирующий статью Николсона, заимствован из книги Фергюсона. Он
былсделан,вероятно,до1776года,когдавесьмузейКоксабылраспродан.(СамФергюсон
умервноябретогожегода).
Как уже говорилось, самозавод в часах Кокса осуществлялся с помощью
присоединенногокнимбарометра.Конструкциявсегоустройствабылавыполненатак,что
независимо от того, поднимается или опускается столбик ртути в барометре, колесо,
соединяющее барометр с часовым механизмом, всегда вращается в одном и том же
направлении.Врезультатеэтогогрузы,сообщающиедвижениечасам,всегда поднимались
вверх.
Наиболее серьезные и неожиданные затруднения, с которыми столкнулся Кокс при
конструированиисвоихчасов,былисвязаныстем,чтоизмененияатмосферногодавления,
столь незначительные, едва ощутимые, оказались слишком большими для нормальной
работымеханизмаподзавода;онимоглипривестикслишкомбыстромувращениюколесаи,
как следствие этого, к разрыву цепи, на которой крепились грузы. Но Кокс успешно
справилсясэтойзадачей.Ондобавилкмеханизмуустройство,котороевыводилоколесоиз
зацепления, если грузы были подняты до верхней точки траектории движения, и вновь
„включало“колесолишьпослетого,какгрузыопускалисьнанекотороерасстояние.
На рис. 46 показан эскиз общего вида „Вечного Двигателя“ и устройство
„барометрическогомеханизмаподзавода“(влевойчастирисунка).
{62}
Рис.46.
Важнейшими элементами устройства являются два качающихся рычага Аа и Вв. К
концамэтихрычаговспомощьюстержнейприсоединенаустановленнаянашарнирерамаF.
К раме прикреплена колба Н барометра, трубка которой опущена в стеклянный сосуд K,
наполненный ртутью. Сосуд также подвешен на стержнях к качающимся рычагам. Способ
соединения этих узлов и элементов механизма является важной частью изобретения.
Стержни,поддерживающиеколбу,закрепленывточкахА(улевогокраяодногорычага)ив
(у правого края другого рычага); сосуд же подвешен в других, противоположных концах
рычагов,тоестьвточкахВиа.Очевидно,чтопритакомсоединениирычаговсэлементами
барометра произойдет следующее: подъем колбы заставит сосуд опускаться, и, напротив,
приопусканииколбысосуддолженбудетподниматься,таккакодинконецрычагадвижется
вверх, а противоположный конец вниз. Поскольку сосуд сверху открыт, то под действием
атмосферного давления некоторая часть ртути вытесняется в колбу. При этом вес колбы
увеличивается,ионаопускаетсявниз(еслижертутьперетекаетизколбывсосуд,токолба,
становясьлегче,поднимаетсявверх).Вместесколбойподнимаетсяиопускаетсярама Fи
присоединенная к ней рама М, являющаяся частью механизма подзавода (см. левую часть
рисунка).ВрамеМсделанпрямоугольныйвырез,навнутреннихсторонахкоторого,какна
рейках,нарезанызубья.Соднойсторонывырезазубьянаправленывверх,сдругойстороны
—вниз.Когдарамаопускается,зубья,направленныевниз,зацепляютсясзубьямиколесаN,
когда они поднимаются, в зацепление входят зубья на противоположной стороне выреза.
Колесожеприэтомпостоянноповорачиваетсявнаправлениипочасовойстрелке.РамаМ
движется между четырьмя фрикционами, которые поддерживают ее в вертикальном
положении. Механизм снабжен стопором О, предотвращающим колесо от проворота в
противоположном направлении. Позади колеса N расположен блок или звездочка,
поддерживающая замкнутую цепь. Эта цепь проходит над блоками UU, далее под двумя
нижними блоками S и s, затем над блоками VV и над осью большого колеса R, которое с
помощьюгириТприводитчасывдействие.Соответствующаягиряtнадругойсторонецепи
служитпротивовесом,натягивающимэтучастьцепи,ипредставляетсобойпустоймедный
ящичек. Гиря Т — это такой же ящичек, но наполненный свинцом. Одна половина силы
тяжести этой гири воздействует на часть цепи, обозначенной цифрами 5 и 6, вторая ее
половина—напараллельнуючастьцепи7и8.
Движение всех элементов механизма подобрано таким образом, чтобы часы работали
без подзавода в течение целого года (при этом гиря Т опустится из верхнего своего
положениядоднафутлярачасов).Однакоизмененияатмосферногодавления,приводящиев
действие с помощью зубчатой рамы механизм подзавода, обеспечивают постоянное
подтягиваниегиривверх.
Для того чтобы колесо не вращалось слишком быстро, Кокс сконструировал его таким
образом, что оно свободно поворачивалось на своей оси; при этом вращение начиналось
только тогда, когда защелка (или предохранитель) падала на храповое колесо. Подъем
предохранителя с храповика и остановка вращающегося колеса происходили лишь в том
случае,есливерхушкарамыблокаSкасаласьстержняX.Совершенноочевидно,чтонавсех
этапах работы механизма необходимо было сохранить устойчивое равновесие его
элементов.ВотпочемурамаМуравновешиваласьцепьюсгирей,проходящейчерезблокYв
верхнейчастиустройства.
Так и стоял в музее Уикса „Вечный Двигатель“ — большой, тяжелый ящик красного
дерева, внутри которого помещался массивный механизм, сделанный из стали и меди,
стеклянные контейнеры и 150 фунтов ртути. Перевезти его со Спринг-гарден, не вынув
колбы со ртутью и не остановив тем самым часовой механизм, оказалось невозможным.
Вероятно,Уиксэтопонимал.Послеегосмертиэкспонатыперешликновымвладельцам,ав
пятидесятых годах XVIII века коллекция музея на Тичборн-стрит была отправлена в
музыкальныйвыставочныйзаллондонскогоПавильона.
Последующие обстоятельства, связанные с местонахождением часов, не совсем ясны.
Чарльз Бенхем писал в „Сайнтифик Америкэн саплмент“[11] об истории этих часов
следующее:
„Самым странным и загадочным во всей истории, связанной с часами Кокса, являются
злоключения, происходящие с ними после смерти Уикса. Обстоятельства эти столь же
печальныидраматичны,сколь комичныиудивительны.В1804 г.вышлавсветкнигапод
названием „Путешествие в Китай“, пролившая свет на некоторые события, связанные с
часамиКокса.АвторомееявлялсяличныйсекретарьграфаМакартниДжонБарроу.Изэтой
книги явствует, что в списке подарков, привезенных в Китай „покойным послом
Нидерландов“,числилисьдваэкспонатаизколлекциимузеяКоксаичтооднимизнихбыли
знаменитые часы. Во время долгого путешествия посольства из Кантона в Пекин оба
механизмабылислегкаповреждены.ВПекинеихпопыталисьпочинить,однакоприотъезде
из города вдруг обнаружилось, что хитрый премьер-министр Китая заменил экспонаты
двумя другими часовыми механизмами очень искусной работы, а оба английских шедевра
оставил у себя. Полагали, что он задумал в будущем преподнести их в качестве дара
китайскому императору, чтобы снискать его высочайшую милость. Так и осталось
неизвестным,хранятсяличасыводнойизкомнатимператорскогодворцавПекинеилиони
вернулись домой вместе с другой добычей и пылятся где-нибудь на складе второсортных
товаров в восточной части Лондона. Хорошо хоть, что сохранилось полное описание
механизма. Быть может, отыщется человек, который не пожалеет времени и средств для
реконструкциичасоввтомсамомвиде,вкакомонихранилисьвмузееКоксаболеечемсто
тридцатьлетназад“.
Рис.47.„ВечныйДвигатель“Кокса.
Прочитав такое сообщение, читатель будет очень удивлен, узнав далее, что, по всей
вероятности, „Вечный Двигатель“ Кокса никогда не покидал берегов Британии. Самое
раннееупоминаниеомузееКоксаотноситсяк1802году,аизнадписи,сделаннойначасах,
становится очевидным, что они не экспонировались до 1806 года. Похоже, что музей
продолжал свое существование до 1837 года. Затем „Вечный Двигатель“ исчез, и на
протяжениишестидесятилетонемничегонебылоизвестно.В1898годуонвдругпоявился
навыставкевКлеркенвельскоминституте.КтомувременивладельцемчасовсталВ.Ф.Б.
Месси-Мейнверинг, который и представил их на выставку. В 1921 году часы купил в
Эдинбурге Р. Дж. Кэррузерс. Он отправил их на выставку в Галерее Лейнг в городе
Ньюкасл-на-Тайне.ВпоследствиичасыбыликупленынааукционевЛондоневладельцами
фирмы Бермен. В 1961 году они приобретены музеем Виктории и Альберта на средства
Национального фонда художественных собраний и стали достоянием государства.
Неподвижные и безмолвные, они и сейчас стоят в одной из галерей музея. Несколько лет
назад я осматривал часы Кокса, но так и не нашел на них никакой надписи, которая
сообщалабыпосетителю,чтозаэкспонатонвидитпередсобой.АведьвАнглииэтобыла
перваяуспешнаяпопыткасоздатьвечныечасы.
Архивные документы музея Виктории и Альберта сообщают, что „часы относятся к
числу лучших работ часового дела и смело могут быть названы одной из вех в истории
развитияанглийскогочасовогоискусства“.
АланЛлойд,описываячасыКоксавсвоейкниге„Выдающиесячасыза700лет“,говорит
о том, что они на 180 лет опередили атомные часы сегодняшних дней. Помимо своей
важности для развития часового дела, часы являют собой прелестный образец убранства
интерьера. Изменения, происшедшие во вкусах общества, столь велики, что сегодня часы
Кокса—всеголишьредкаяантикварнаявещь,чарующаясвоейпрелестьюзнатоковчасового
искусстваиприкладныхремеселXVIIIвека.
Можно ли оценить работу устройства, бывшего когда-то „Вечным Двигателем“, а
сегодня лишь молчаливо свидетельствующего о своем бессилии дать этому практические
доказательства? Думаю, что ответ на этот вопрос можно получить, проанализировав
задуманный Коксом проект, способ его воплощения на практике и еще раз обратившись к
имеющимсявнашемраспоряжениичасам.
Для начала давайте рассмотрим, как действуют барометрические силы. Первым, кто
обнаружил зависимость высоты, на которую жидкость может быть поднята с помощью
вакуума,отдавлениявоздуха,былГалилеоГалилей.Он,однако,несмогразвитьсделанное
им открытие, и честь изобретения барометра (1643 год) принадлежит его ученику
Торричелли .
Впоследующиегодыразличныеизобретатели,пытавшиесяусовершенствоватьбарометр,
использовали в нем самые разные жидкости, пока, наконец, не остановились на ртути.
Поскольку ртуть является, по всей вероятности, самой тяжелой жидкостью на Земле
(удельныйвесеев13,568разапревышаетудельныйвесводы),размерыртутногобарометра
вомногоразменьшеразмеровбарометра,использующеголюбуюдругуюжидкость.Вскоре
было обнаружено, что в обычном барометре высота подъема и падения столба ртути не
превышает трех дюймов. Теперь отметим, что, чем больше площадь поверхности ртути в
резервуаре механизма Кокса, тем больше при подъеме и опускании ртути выделяется
энергии,способнойсовершатьполезнуюработу.
Это нетрудно понять, если вспомнить, что в трубке с узким отверстием, из которой
предварительно откачан воздух, легко сохранить вакуум, закрыв это отверстие пальцем
(аналогичным образом можно сохранить в трубке избыточное давление воздуха). Чем
большеобъемтрубки,тембольшееусилиетребуетсяприложить,чтобыуправлятьдавлением
(вакуум)внутритрубки.
Именно по этой причине в барометре, приводившем в действие „Вечный Двигатель“
Кокса,находилосьоколо150фунтовртути—вомногоразбольше,чемвобычномртутном
барометре. Если бы Кокс был знаком с барометром-анероидом (изобретен Види и
запатентованвАнглиив1844году),тонавернякасозданныйиммеханизмбылбыпрощепо
своейконструкции,данетакгромоздок.
Хорошо сделанный барометр (если его только не подвергнуть какому-нибудь
{63}
воздействию,несвязанномусегопрямымназначением,напримеруронитьили,болеетого,
разбить)можетработать„вечно“,ведьчастиегонеизнашиваются.
НодовольнообарометреКокса.Давайтетеперьобратимсяксамимчасам.
По своему внешнему виду они ничем не отличались от многих других часов того
времени.Авотвсамоммеханизмебылисущественныеотличия.Сделанонбылтак,чтобы
свести до минимума трение, а значит, и износ деталей. Механизм рассчитан на очень
долгийсрокслужбы.Всеегоподшипникивыполненынадрагоценныхкамнях,адеталине
нуждаются в смазке. Пыленепроницаемый стеклянный колпак увеличивает запас
долговечности,ведьхорошоизвестно,чтоименнопыльвпервуюочередьухудшаетработу
часов, износ, вызываемый трением запыленных поверхностей, ускоряет порчу часового
механизма.
Большую сложность при конструировании „Вечного Двигателя“ представляла собой
система вращения, но и с этой задачей Кокс с честью справился. Часы приводились в
действие в помощью груза и цепи, которые, в свою очередь, вращали „перводвигатель“,
имеющийменьшийвес.
Оценивая конструкцию „Вечного Двигателя“ Кокса в целом, невольно восхищаешься
тщательностью, с которой продумана каждая деталь. Начинаешь понимать, что по своей
долговечностиэтотмеханизммогпережитьсамыестаринныецерковныечасыизвсехныне
существующих. Разница заключалась бы лишь в том, что часы Кокса не потребовали бы
специальногоуходаивообщекакого-либовмешательствасосторонычеловека.
Причина того, что „Вечный Двигатель“ Кокса прекратил свою работу, связана не
столько с особенностями его конструкции, сколько с ее практической реализацией.
ОставайсяоннаТичборн-стритпосегодняшнийдень,мы,вероятно,исейчаснашлибыего
действующим, и работал бы он еще не одну сотню лет. Перевозка оказалась для него
роковой. Вот уже более ста лет часы неподвижны. Мучительно сознавать, что если бы не
баснословновысокиеценынартуть,такуюдешевуювовременаКокса,этотпоразительный
механизмсмогбыобрестивнашевремявторуюжизньипродолжалбыуспешноработать.
Нет ничего удивительного в том, что нынешние знатоки часового дела выражают
сомненияотносительновозможностиполучениявечногодвиженияспомощьючасовКокса.
Однако конструкция этих часов известна, и сколько бы кто-то ни пытался доказывать
невозможность существования механического вечного двигателя, изобретение Кокса ему
придетсяпризнать,аразтак,тосчитатьегоявнымисключениемизобщегоправила.
Один известный часовщик, чья контора находится в одном из наших самых крупных
музеев, провел однажды со мной целый вечер, обсуждая самые различные формы вечного
движения. В конце нашего разговора мой собеседник заметил следующее: „Вне всякого
сомнения, существование вечного двигателя невозможно. Джеймс Кокс, однако, добился
успеха,иясвеликойрадостьювзглянулбынаегоработающиечасы,чтобыудостоверитьсяв
своей неправоте“. Другой известный авторитет в области часового дела заявил о том, что
имена Гаррисона (изобретателя хронометра) и Кокса должны занять достойные места в
анналах часового искусства. Продолжая, он сказал, что „в музее Виктории и Альберта
находитсяэкспонат,являющийсявеличайшимпарадоксомчасовогоискусствавсехвремен.
Делогосударственнойважностизаставитьеговновьработать“.Нашелсяитретийизвестный
специалист,которыйзаявил,чточасыКокса—эточистейшеенадувательство,признавшись
приэтом,однако,чтонепонимает,какчасымоглиработать?
Был ли Кокс единственным человеком, пытавшимся использовать атмосферную
энергию? Самый, вероятно, удачливый, он был, однако, далеко не первым среди
изобретателей,понявших,чтовповседневнойжизнинасокружаютявления,которыемогут
быть использованы в качестве неисчерпаемого источника энергии. Помимо колебаний
атмосферного давления, можно, например, использовать изменения влажности и
температуры окружающего воздуха. Именно по такому пути пошел один из соперников
Гюйгенса аббат Иоганн Готфейль (1647—1724). О его изобретении сообщает в своем
„Общем трактате о часах“ (1736) некий преподобный отец Александр. Ссылаясь на книгу
аббата, изданную в 1678 году, он пишет: „В этом устройстве гиря маятника должна была
приводиться в движение с помощью нескольких сосновых планок, расположенных
поперечно в двух желобах. Эти планки непрерывно поднимались и опускались при
изменении влажности окружающего воздуха“. Преподобный отец добавляет, что
„изобретениеоказалосьнеудачныминеоправдалонадеждавтора“ .
Еще об одном механизме упоминает в своем „Журналь энциклопедик“ Антид Жанвье
(1751—1835). Речь идет о часах, сделанных членом Санкт-Петербугской академии наук
Кратценштейном до 1751 года. По утверждению Жанвье, они приводились в действие
„сменойтеплаихолода“.
Примерно в то самое время, когда в Лондоне экспонировался „Вечный Двигатель“
Кокса,вПарижебыливыставленыдругие„вечные“часы.Однаковотличиеотизобретения
Кокса они приводились в действие с помощью серебряного стержня, который расширялся
при повышении температуры в дневные часы. Суточной разницы в семь-восемь градусов
было,вероятно,вполнедостаточно,чтобыподдерживатьработуэтогоустройства.
Согласно сообщению журнала „Инглиш микэник“ от 1 февраля 1701 года, этот же
принцип использован в часах некоего Бартона. Автор заметки, часовой мастер из
Клеркенвелла: писал: „Источником энергии для этих часов является сама солнечная
система. Из всех известных мне механизмов эти часы более других заслуживают названия
„вечного двигателя“. Мистер Бартон использовал хорошо известное свойство воздуха
сжиматься или расширяться при изменении температуры. В среднем разница дневной и
ночной температур воздуха составляет 20°С. Бартон поместил воздухонепроницаемый бак
из жести высотой 10 футов и диаметром 9 дюймов около солнечной стороны дома и
соединил его трубкой с цилиндрическим резервуаром, который находился на чердаке. В
этот резервуар изобретатель поместил поршень, шток которого движется вместе с
храповиком между цепью, связанной, в свою очередь, с поршнем. Храповик подзаводит
старинноготипачасыследующимобразом.Приростетемпературывдневныечасывоздухв
баке расширяется“ и часть его перетекает в резервуар, приводя в движение поршень. С
приближением ночи воздух в баке быстро охлаждается и сжимается; в результате этого
поршеньврезервуаределаетещеодинход,вновьперемещаяхраповик.Такимобразом,при
смене жары и холода часы будут постоянно подзаводиться до тех пор, пока не износятся
подшипники».
ЭдвардВудвсвоейкниге«Редкиенастенныеинаручныечасы»,первоеизданиекоторой
увидело свет в 1866 году, упоминает о двух «вечных» часах, но не описывает принцип их
действия.Одничасы,рассказываетВуд,былипостроеныв1858годучасовыммастеромиз
Плимута по имени Ченхолл с Дрейк-стрит. Эти часы с восьмидневным заводом были
выставленыввитринеегомастерской.Пословамавторакниги,«устройствоихотличалось
простотой и совершенством, а идти они могли до тех пор, пока позволяла прочность
материалов, из которых они были сделаны. В механизме не было ни гири, ни пружины, и
{64}
работа их не требовала какого- то постороннего вмешательства». Вторые часы были
сконструированы в 1859 году Джеймсом Уайтом с Уикхем-маркета. Это были
самозаводящиеся часы, «определявшие время с неизменной точностью. Шли они без
остановки сами по себе, не требуя подзавода, что делало бы их работу вечной, если бы
можнобылобытьувереннымвтом,чтодетали,изкоторыхонибылисделаны,никогдане
износятся».
Примером обычных часов, рассчитанных на длительный срок работы, может служить
механизм, сконструированный для собора Святого Павла прославленным лондонским
часовых дел мастером Томасом Томпионом . Часы должны были идти без подзавода сто
лет.Изготовлениеэтихчасов,которые,пооценкамспециалистов,должныбылистоить3—4
тысячифунтовстерлингов,такинебылозакончено.
Рассказывают,чточасысостольжебольшимпериодомподзаводаприобрелмаркизБут,
живший в Бедфорде на Льютон-парк. Во время пожара, случившегося в 1843 году, дворец
маркизасгорел,авместеснимпогиблиичасы.Из«Математическогокомпендиума»Джона
Мурамыузнаем,чтоэтобыли«круглыечасыоченьбольшихразмеров,которыеспомощью
шестиколесипятишестеренсовершалиодиноборотчерезкаждыесемнадцатьлет».
В 1934 году в Швеции были сделаны часы, которые идут и поныне (во всяком случае
несколько лет назад они еще шли). Подобно «Вечному Двигателю» Кокса, часы эти
приводятся в действие падающей гирей. Весьма интересен механизм завода этих часов. В
корпусе находятся семь герметичных анероидных коробок того же типа, какие обычно
используются в барометрах-анероидах. Капсулы наполнены воздухом, соединены между
собой и запаяны. При этом нижний анероид соединен с корпусом часов, а верхний с
вращающимсяхраповыммеханизмом.Изменениявтемпературеилиатмосферномдавлении
вызывают расширение или сжатие анероидных коробок, что, в свою очередь, приводит в
действие храповик и гирю часов. Подсчитано, что количество вырабатываемой при этом
энергии в четыре раза превышает количество, необходимое для работы всего механизма.
Приполномзаводепружинычасымогутработатьбезбарометрическойсистемы18месяцев.
Такой срок завода достигнут благодаря использованию крутильного маятника, состоящего
из тяжелого металлического диска, соединенного с тонкой стальной лентой. Период его
колебаний составляет семь с половиной секунд и равен периоду колебания обычного
часовогомаятникадлиной187футов .
ТомасБедвелл,английскийматематикиинженер,умершийв1595году,оставилпосле
себязаписи,представляющиедлянасбольшойинтерес.ПодобномаркизуВорчестерскому,
Бедвелл пытался создать проект вечного двигателя и потратил на это многие годы жизни.
Задуманные им водяные часы, или клепсидра, должны были идти «без завода».
Изобретатель нигде не упоминает о том, каким способом он намеревался заставить свои
часыработать;даиврядлиемуэтоудалосьбы.Можнопредположить,чточасыэтибылибы
непригодныдляизмерениявремени.
{65}
{66}
11.Часыскатящимисяшарами
Часы, приводимые в движение катящимися шарами, ни в коей мере нельзя
рассматривать как одну из разновидностей вечного двигателя. Шар, движущийся вниз,
выполняет роль маятникового балансира, регулирующего действие пружины. Время, за
котороешарперекатываетсяизверхнейточкисвоейтраекториивнижнюю,всегдаодноито
же,оноявляетсяаналогомполупериодаколебанийбалансирасмаятниковымрегулятором.
И все-таки механизмы с катящимися шарами, будь то часы или какие-нибудь другие
приборы,иногдапринимализавечныйдвигатель.
Англичанин Джон Эвелин оставил нам описание одного такого устройства, которое
емудовелосьувидеть24февраля1655года:«Мнепоказалинастольныечасы,единственным
балансиром которых является прозрачный шар, свободно скользящий по наклонному
желобу.Этотшарскатываетсявсенижеиниже,поканепадаетнарасположеннуювнижней
части устройства пружину, которая вновь подбрасывает его в самый верхний желоб. Все
операции повторяются с неукоснительной точностью каждые тридцать секунд. При этом
часоваястрелкачутьподвигаетсяираздаетсякороткийзвонок.Такимобразом,стодвадцать
развчас,втемоменты,когдашарпопадаетнапружину,часыначинаютбить.Этаввысшей
степени необычная, богато украшенная вещь, была подарена каким-то немецким принцем
нашему покойному королю[12]. Сейчас она принадлежит узурпатору[13] и оценивается в
двестифунтовстерлингов».
СэмюэлПепис такжеоставилвсвоемдневникеописаниеподобных,аможетбыть,тех
же самых часов. Его запись относится к 28 июля 1660 года: «Был в Вестминстере и
встретился с мистером Хенсоном, у которого раньше были замечательные часы с
катящимися шарами. Теперь эти часы принадлежат королю и являются частью его
обширнойколлекции».
В последующие годы часы с боем, которые отмечали время с помощью шара или ядра,
катящихсяпонаклоннымжелобам,продолжалиоставатьсябольшойредкостью.Вудвсвоей
книге о «диковинных» часах пишет: «В Хенли-на-Темзе жил брат художника Гейнсборо,
священник-диссидент,обладавшийнезауряднымиспособностямимеханикаиизобретателя.
Созданные им часы отличались оригинальностью конструкции и после его смерти были
переданыБританскомумузею.Часыотмечаликаждыйчасбоеммаленькогоколоколаишли
засчеттого,чтоодноиздвухсвинцовыхядрышек,помещенныхвспиральномнакопителев
верхнейчастичасов,падаловмаленькоеведеркослоновойкости.Достигнувегодна,онос
помощью противовеса выносилось вверх и выталкивало из накопителя другое ядрышко,
котороепроделывалототжепуть».
Если понимать написанное буквально, то может показаться, что наш механик в рясе и
вправду«ухватилмечтузахвост»—создалперпетууммобиле.Насамомжеделе,онвсего
лишь сконструировал часы со своеобразным регулятором, приводимые в действие силой
тяжестипадающегогруза.
Упоминание о часах с катящимися шарами встречается в книгах по часовому делу,
выпущенных в свет в семнадцатом и восемнадцатом столетиях. Первый рассказ об
устройстве такого рода содержится в книге Каспара Шотта «Достопримечательности
техники»,котораябылаопубликованавНюрнбергев1664году.ШоттучилсявРимевместе
{67}
{68}
{69}
с Атаназиусом Кирхером, однако большую часть своей жизни провел в Аугсбурге . К
сожалению,описаниямногочисленныхмеханизмов,оставленныеШоттом,сделаныкрайне
невразумительно.Новчетвертойкнигеего«Механическихчудес»естьдовольноподробное
ихорошоиллюстрированноеописаниевечногодвигателя,приводящеговдействиечасовой
механизм. Это изобретение принадлежит австрийскому священнику Вильгельму Шретеру,
жившемувXVIвеке.
В слегка наклоненном желобе, расположенном в верхней части конструкции,
помещалось шесть шаров. Шары падали один за другим через отверстие в желобе на
установленноеподнимвращающеесяколесо,наободекоторогобылисделаныуглубленияв
формечашек.Благодаряспециальномупредохранительномуустройствушарывываливались
изчашеклишьвопределеннойточкетраекториивращенияипопадаливуглубления-чашки
другого колеса, расположенного пониже. Это второе колесо, в свою очередь, переносило
шары на третье колесо. Каждое из этих трех колес насаживалось на общий вал с
аналогичнымколесомбольшегодиаметра.Очереднойшар,пройдяпотреммалымколесам
сверхувниз,понаправляющимпопадалвуглублениенаободенижнегобольшогоколесаи
начинал подниматься вверх. Затем шар переносился на второе колесо, расположенное
повыше, и, наконец, на третье, которое поднимало его до уровня желоба и сбрасывало в
него. Шотт верил, что непрерывное движение шаров (вниз и затем вверх) сможет
обеспечить работу часового механизма, связанного посредством зубчатых передач с
вращающимисяосями(иливалами)устройства.
Странно, однако, что Шотт не заметил ошибочности идеи, делающей весь проект
неосуществимым, ибо она видна даже из беглого ознакомления с ним. Поскольку
изобретатель сконструировал «возвратные» колеса большего диаметра, чем «ведущие», ни
одинизпадающихвнизшаровнедостигнетверхаконструкции.Причинаэтогозаключается
в том, что шар, находящийся в углублении колеса большего диаметра, создает больший
вращающий момент, нежели шар, находящийся на меньшем колесе. Вращение колес, едва
начавшись,прекратится,исистемапридетвравновесие(см.обэтомчетвертуюглаву).
СамШоттвысказалидеипокрайнеймередвухвечныхдвигателей.Однимизнихбыло
устройство, предназначенное для подзавода различных механизмов. Оно содержало
«бесконечный»(замкнутый)ремень,приводимыйвдвижениешарами.Шарырасполагались
на опускавшейся части ремня, несущего маленькие черпаки. Достигнув нижней части
устройства,шарыподнималисьвверх,ивесьциклповторялся.
РаздумывалоконструкциичасовскатящимисяшарамииитальянскийиезуитФранческо
Эсчинарди, родившийся в 1623 году и умерший около 1700 года. В книге «Отчеты отца
ФранческоЭсчинарди...егопарижскомудругу»содержитсяописаниечасовогомеханизма,
предназначенногодля использования накораблях.Автор писал,чтов начале1670годаон
вместе с князем Леопольдом Медичи сконструировал часы, которыми можно было
пользоваться, находясь в открытом море. При этом он весьма скептически отзывался о
часах, приводимых в действие падающими грузами. Такие часовые механизмы, по его
мнению, показывали время с большой ошибкой. В своих «Отчетах» Франческо Эсчинарди
обнаружил глубокие познания в сложной проблеме точного определения времени в
открытом море, которая была полностью решена лишь с изобретением хронометра
Гаррисономв1735году.Вчасах,сконструированныхотцом-иезуитом,вместопружинили
тяжелых грузов использовались корончатое колесо и барабан, который обвивала цепь с
маленькимичерпакамивформечашек.Черезотверстия,находящиесянадцепью,шарпадал
водинизчерпаковитянулцепьвниз,вращаяприэтомвал.Внизушарвыпадализчерпакаи
оказывалсянапружинномспусковомустройстве,спомощьюкотороговторойшарпопадал
нацепьсчерпаками.Достигнувнижнейчастиустройства,этотвторойшартолкалпервый
так, что, когда второй шар выпадал из чашки, первый мог вновь попасть на цепь с
черпакамии,приводяеевдвижение,повторялвесьцикл.Помнениюавтора,конструкция
представляласобойвечныйдвигатель.
Правда,былонеясно,каким образомЭсчинардисобиралсяподдерживатьработучасов.
Похоже, он рассчитывал на то, что каждый шар, выпадая из черпака и оказываясь на
спусковомустройстве,подзаводилбыпружину,обеспечивавшуюходчасов.Невозможноне
восхищаться той твердой убежденностью, с которой почтенный святой отец верил, что
энергиипадающегошарабудетдостаточнонетолькодлятого,чтобыподнятьвверхравный
повесушар,ноисообщитьимпульс,необходимыйдляподзаводапружины.
В своем «Сборнике сочинений о достопримечательностях математики и механики»,
опубликованном в 1719 году, Гролье де Сервьер (1596—1689) описал четыре типа часов с
катящимися шарами. Именно благодаря этой книге часы подобной конструкции стали
известнымастерамчасовогоделавразныхстранахмира.
Первые часы Сервьера имели форму шестигранной башни, в основании которой
помещалсясобственночасовоймеханизм.Куполбашниподдерживалсяшестьюколоннами.
Вокруг башенных колонн с их внешней стороны спирально тянулись два параллельных
медных желоба, по которым металлический шар медленно катился сверху вниз. Так и не
установлено,какимобразомдвижениешаровпонаклоннымжелобамприводиловдействие
часовой механизм.ВторыечасыСервьераимели аналогичнуюконструкцию,единственное
отличиеихотпервыхзаключалосьвтом,чтошарвозвращалсявверхнююточкутраектории
с помощью системы черпаков, подбирающих его в нижней части устройства, а затем
выносящихеговжелобнаверхубашни.
По всей видимости, в основе конструкции третьих часов тоже лежал принцип
нисходящего движения катящихся шаров. Основным отличием этих часов было
использование одного наклонного желоба и двух медных шаров. Когда один шар завершал
свойпуть,начиналдвижениевторойшар.Внизувторойшарвыталкивалпервый,итотчерез
некоторыйпромежутоквременивновьподавалсявверхнюючастьустройства.
ВовнешнемоформлениисвоихчетвертыхчасовСервьерсноваобратилсякидеебашни.
Нонаэтотразонабылачетырехугольнойвпоперечномсечении,ачасовоймеханизмвновь
помещалсявееосновании.Часыимелидвациферблата,отдельнодлячасовойиминутной
стрелок. На помещенной в книге иллюстрации видны четыре колонны, поддерживающие
куполбашни.Вокругколоннпроложены«железнодорожные»путидлядвиженияшаров.Как
толькоодиниздвухшаровдостигаетоснованиябашни,онпопадаетнавращающийсявинт
Архимеда,которыйвновьувлекаетегонаверх.
Все схемы описанных здесь часов приведены лишь в самых ранних работах,
посвященныхчасовомуделу.Мненигде,однако,невстретилосьупоминаниеотом,чточасы
подобнойконструкциибыликогда-либопостроены.Похоже,чтоонитакиосталисьплодом
богатоговоображенияизобретателей.
НапротяжениидлительноговременивмузееземлиГессенвнемецкомгородеКасселе
хранился редкий экспонат, имевший каталожное название «Вечный двигатель». Это были
часынакатящихсяшарах.Онипогибливовремявоздушногоналетав1943году.
Часы были сделаны знаменитым итальянским изобретателем и часовщиком Джузеппе
Кампани,изготовлявшимтакжелинзыдлятелескопов.ОнжилиработалвРимепримернос
1650 по 1715 год и приобрел широкую известность как автор нескольких часов
оригинальной конструкции. Свой вечный двигатель он продал ландграфу Карлу
ГессенскомувовремяпоездкипоследнегопоИталиивдекабре1699—апреле1700года .
В книге Ф. X. Шминке «Описание резиденции курфюрста земли Гессен и города
Касселя»(1767)естьтакоеописаниечасовКампани:«ЧасыДжузеппеКампаниработаютс
помощью двух шаров, которые поочередно скатываются вниз по наклонным медным
желобам. Как только один шар заканчивает свое движение, с помощью двойной лопасти
выпускается второй шар. Когда закончено движение второго шара, лопасть вновь
выбрасывает первый шар в желоб, и он снова совершает весь свой путь. Затем наступает
очередь второго шара и т. д. Движение каждого шара длится во времени ровно 30 секунд.
Именно за счет этого движения перемещаются стрелки на циферблате, расположенном в
верхнейчастичасов».
Эти удивительные часы имели 1,8 метра в высоту, 0,75 метра в ширину и 0,4 метра в
длину. Помещались они в застекленном шкафу эбенового дерева, украшенном золоченой
бронзой: капителями, балюстрадой и изящными венками, расположенными в передней
частиипобокамшкафа.
Беглый внешний осмотр часов убеждал в том, что они шли благодаря периодическому
скатыванию одного из медных шариков по наклонной плоскости, которую образовывали
восемь посеребренных желобов, проходящих по внутренней стороне каркаса часового
механизма. Позади желобов находилась система зеркал. Зритель всегда видел только один
скатывающийсяшар.
На самом же деле это устройство, сделанное талантливым инженером, было искусным
обманом. Весь механизм работал благодаря наличию трех пружин, размещенных в
свободном пространстве между зеркалами и незаметных для наблюдателя. Отличительной
особенностьюэтихзамечательныхчасовбылсовершеннобесшумныйрегуляторхода,ранее
ужеприменявшийсяКампанивбесшумных«ночных»часах.Регуляторсодержалнебольшое
коромысло, непрерывно вращавшееся в направлении против часовой стрелки вокруг
центральной оси. Плечи коромысла равны между собой, и каждое оканчивается
сферическимуглублениемвформеложек.Регуляторустановлентакимобразом,чтодважды
запериодвращенияэтиложкиоказываютсянауровневерхнейинижнейточектраектории
движения шаров. Коромысловый регулятор посредством шестеренки сообщал движение
другому регулятору, так называемому билянцу[14]. Последний состоит из штанги,
совершавшейколебаниявокругцентральнойоси(вгоризонтальнойплоскости).Накаждом
плечештангиимелсягруз;изменяяположениегрузовотносительноэтойоси,можнобыло
регулироватьскоростьвращениярегуляторов.
Чтобы привести вечный двигатель в действие, достаточно было поместить один шар в
верхнюю ложку главного регулятора, а второй — в верхнюю часть спирального желоба.
Скатываясь по желобу вниз, этот второй шар падал на стопор и оставался в таком
положении,покапроходящеемимонегоплечокоромысловогорегуляторанепринималоего
внижнююложку.Шарскатывалсявниззатридцатьсекунд.
Именнотакоевремятребовалосьидлятого,чтобыкоромыслосовершилопол-оборота;
приэтомшар,находившийсявнижнейточкетраектории,вновьоказывалсявверхнейчасти
желоба. Стрелки часов, соединенные с регулятором, дважды в минуту передвигались под
действиемеготолчков.
{70}
Успешная работа часов во многом определялась высоким качеством их изготовления.
Хорошо замаскированный бесшумный часовой механизм, соединенный с минутной
стрелкой, и был тем самым средством обмана, о котором я уже упоминал. Впрочем, нет
никаких прямых доказательств, что изобретатель называл свое творение «вечным
двигателем».Вполневероятно,чтоэтоназваниемеханизмполучилвболеепозднеевремя.В
XVIIвекечасыбылиещедиковинкойипредставлялисобойбольшуюценность.Возможно,
ДжузеппеКампанихотелсконструироватьтакойчасовоймеханизм,которыйявилбымиру
образец мастерства, и намеревался создать хитроумное устройство, принцип действия
которого был бы непонятен окружающим. Не хотелось бы быть несправедливым к
изобретателюиприписыватьемусознательныйобман.
12.Патентныебюрозакрываютдвериперед
изобретателямивечныхдвигателей
«СайнтификАмерикэн»,журналбольшойисторическойценности,начинаяс1845года
регулярно помещает на своих страницах хронику научных изобретений и открытий.
Главным редактором этого журнала на протяжении многих лет являлся один из крупных
американских издателей Орсон Мунн. Мунн был человеком исключительно широкого
научного кругозора, что позволяло ему с удивительной легкостью писать о событиях,
происходящих в мире науки. Многие годы со страниц журнала не сходили статьи,
посвященные проблеме вечного движения. Журнал не оставил без внимания ни одного из
предложенных проектов вечных двигателей. Так, в 1918 году, когда устройство Гарабеда
почти дошло до рассмотрения в сенате США, именно журнал «Сайнтифик Америкэн»
регулярно информировал американскую общественность о работе комиссии,
рассматривавшейэтоизобретение.
Мунн полагал, что если источником вечного движения считать периодически
изменяющиеся природные явления, то создание перпетуум мобиле вполне возможно, и к
числу машин вечного движения следует отнести и солнечные источники энергии, и
тепловые двигатели, и двигатели, использующие энергию приливов. Но стремиться к
созданию таких механизмов, которые, например, при движении вверх переставали бы
испытывать силы тяжести, а при движении вниз вновь попадали бы во власть
гравитационныхполей,онсчиталпустымпрожектерством.Онхорошопонимал,чтонельзя
заставить действовать материю попеременно: то в соответствии с законом всемирного
тяготения,товпротиворечиисним.
ТемнеменееМуннпризнавал,чтоусилия,потраченныенапоискивечногодвигателя,не
былипустойтратойвремени.Постигаянапрактикеформулу«знаниеприходитсопытом»,
изобретателиперпетууммобилеобращалиськрассмотрениюболеежизненныхпроблемив
ряде случаев делали открытия, которые приносили человечеству реальную пользу, а для
самихизобретателейстановилисьисточникомдоходов.Можетбытьпоэтомужурнал,столь
популярныйвпрошломинесколькоменееавторитетныйвнастоящем,всегдапредоставлял
своистраницынетолькодляавторовподлинныхоткрытий,ноидлятех,чьитрудыскорее
всего можно отнести к «заблуждениям науки». Там, где это было необходимо, статья
сопровождаласьредакционнымкомментарием.Ночащевсегоонапростоотдаваласьнасуд
взыскательногочитателя,и,какправило,еепоявлениевызываломногочисленныеотклики.
Акакотносилиськискателямвечногодвиженияпатентныеведомства?
В1623годувАнглиибылпринятзакон,покоторомусобственностьиавторскиеправа
изобретателей,трудившихсявразличныхобластяхнаукииремесел,охранялисьжалованной
грамотой или патентом . История патентования («патент» — от латинского «pateo», что
означает«яраскрыт»)восходитковремениправлениякороляЭдуардаIII,когда,помнению
историков,патентывыдавалиськаксвидетельстводворянскоготитула .Получивпатентна
изобретение, автор сохранял монопольное право на эксплуатацию своего устройства или
машины в течение определенного времени, не опасаясь посягательств со стороны других
предпринимателей. Вот почему каждый изобретатель стремился к получению патента на
{71}
{72}
творениесвоегоума.Ужевтедалекиевременасредицелогорядавыдающихсяизобретений
появилисьидеи,связанныессозданиемвечногодвижения.
Самыйпервыйанглийскийпатентнамашинувечногодвижениябылвыдан9марта1635
года.Вформулеизобретения(какмысказалибысейчас)говорилось,что«патентвыданна
способ построения такой машины, которая сможет вызывать и постоянно поддерживать
собственное движение без помощи человека, лошади, ветра или воды, совершая при этом
самые разнообразные виды работы на общее благо; подобный способ и средство
поддержанияпостоянногодвиженияникогдаранеенебылипредложеныиосуществлены».
К сожалению, в те далекие времена не требовалось представлять детальную схему или
чертежи устройства, на которое подавалась патентная заявка. Поэтому так и осталось
неясным,какимобразом«былаосуществлена»этамашина.
Не намного понятней составлено и описание второго патента (1662). В нем, однако,
более определенно говорилось о том, что патент выдан на машину вечного движения:
«Машина,которая,двигаясьсамапосебевечноибезпомощииусилийсосторонычеловека
или какого-нибудь живого существа, способна не только поднимать на большую высоту
значительноеколичествоводы,ноиоткачиватьводуизшахтглубинойвпятьдесятиболее
морскихсаженей».
Возможно, речь шла об одном из вариантов сифона. Но если это так, то для откачки
воды из «пятидесятисаженной шахты», потребовалось бы сооружение еще больших
размеров,чемшахта.
Аналогичные изобретения появлялись время от времени и в дальнейшем. Так
продолжалось до промышленной революции (примерно середины прошлого столетия),
когда появился легион «теоретиков», считавших, что с помощью различных машин, от
самых простых до невероятно сложных, им удастся овладеть секретом вечного движения.
Однако очень редко проекты тех, кто так безудержно стремился к славе и богатству,
отличались оригинальностью замысла или инженерным хитроумием. Слишком часто
честолюбивые изобретатели оказывались в плену собственных идей, перегружая свои
устройства массой сложных деталей, слишком часто верили в то, что, добавив еще одну
шестеренку,колесоилисистемудополнительныхрычагов,онипреодолеютсилутрения.
Отчеты патентного ведомства Великобритании свидетельствуют, что не далее как в
1901, 1902 и 1903 годах было получено соответственно тринадцать, десять и девять
патентных заявок от изобретателей перпетуум мобиле. На протяжении последующего
периодаидонастоящеговременипоступилоещенекотороеколичествотакихзаявок.Всего
же с начала патентования (XVII век) и до 1903 года на машины вечного движения было
выдано шестьсот патентов. Из них лишь двадцать пять патентов до 1855 года, что
свидетельствуетонеобычномвсплескеволныизобретательстваввикторианскуюэпоху.
Изобщегочислазаявокс1897по1900годвключительнодесятьпоступилоотангличан,
восемьотамериканцев,триотфранцузов,пятьотнемцев,двеотавстралийцевипоодной
изБельгии,РоссиииАвстрии.
Восновубольшинствапроектоввечныхдвигателейбылоположеноиспользованиесилы
тяжести; нарушение условий равновесия; выталкивающей силы, действующей на
погруженныевводуилидругуюжидкостьпоплавкиигрузы;эффектавсплываниясосудов,
наполняемыхподводойвоздухомилигазом;последовательногосжатияирасширениягазов;
поверхностного натяжения жидкостей. Во многих проектах предусматривалась система
тормозов,спомощьюкоторыхможнобылоостановитьвечныйдвигатель,поскольку,развив
огромнуюскорость,онмогбыразлететьсяначасти.Этолинедоказательствоабсолютной
убежденностиавторовперпетууммобилевработоспособностиихизобретений(еслихотите,
некийФранкенштейновкомплекс) .
В1880годувжурнале«Инглишмикэник»появилосьсообщениеонекоемйоркширском
изобретателе, который подал заявку на патент, но затем остановился на одном из
подготовительных этапов, вероятно, по причине крайнего раздражения и усталости,
вызванныхкапризамиегомодели.Описаниеизобретения,однако,сохранилось.
«Машинаработаетсовершенносамостоятельно,безкакого-либовмешательстваизвнеи
такжесамостоятельносоздаетнеобходимуюдляеедвиженияэнергию,используяприэтом
лишь изменения атмосферного давления. Принцип действия и конструкция машины
обеспечиваютпреобразованиеэтихизмененийвактивнуюдействующуюмощность,предел
которой ограничен лишь свойствами используемых конструктивных материалов.
Применение этой самодвижущейся атмосферной машины даст Соединенному королевству
Великобритании и Ирландии годовую экономию в топливе, материалах и рабочей силе на
суммустодвадцатьмиллионовфунтовстерлингов».
ПоискиневозможноговелисьипотусторонуАтлантическогоокеана.Штаб-квартирой
американскихпрожектеровсталопатентноебюроСШАвВашингтоне.Когдав1836годув
здании,гдеразмещалосьэтобюро,случилсяпожар,топослеразбораархивныхматериалов
обнаружилось, что за время существования американской системы патентования было
выданодесятьпатентовнавечныедвигатели.
В1828годужурналфиладельфийскогоинститутаФранклинаподробнообъяснилсвоим
читателям, почему вечный двигатель не может быть вечным. Вера в возможность
осуществления вечного движения была сильно подорвана после того, как ученые открыли
закон сохранения энергии. Но, несмотря на это, лишь во второй половине прошлого
столетия патентное бюро США перестало принимать заявки на вечный двигатель без
представления действующей модели устройства. Столетием же раньше, в 1775 году,
Парижская академия наук вообще отказалась от рассмотрения проектов вечных
двигателей .
Клиффорд Хикс, нынешний редактор журнала «Попюлар микэникс мэгэзин», собрал
любопытную подборку статей и заметок о проектах вечных двигателей и их авторах.
Филадельфийская «Гезетт» в одной из передовиц 1829 года писала: «Результаты
обследования самостоятельно вращающегося механизма, который можно увидеть в отеле
БолсбинаСлейтер-стритикоторый,помнениюегосоздателя,являетсявечнымдвигателем,
вызвали у нас большое удовлетворение. Вне всякого сомнения автор приблизился к
осуществлению принципа вечного движения и сделал это гораздо успешнее, чем его
предшественники.Огромнымдостоинствомдвигателя,помимовозможностииспользования
в разнообразных практических целях, является простота конструкции. Совершенно
очевидно,чтомынеимеемделосшарлатанствоминадувательством».
В 1854 году «Нью-Йорк джорнэл ов коммерс» с большим энтузиазмом писал об
устройстве, изобретенном джентльменом по фамилии Хендриксон. С радостным
возбуждениемавторзаметкивозвещал:«Вчерамодельнаходиласьвредакциинашейгазеты.
Соединеннаяснастеннымичасами,оназаставилавращатьсячасовоймеханизмбезединой
остановки.Нетпричинысомневатьсявтом,чтоустройствобудетработать,покадеталиего
не износятся. После тщательного осмотра мы со всей ответственностью и совершенно
серьезно заявляем, что вращение возникает в устройстве само по себе, без внешнего
{73}
{74}
воздействия. При этом создается достаточное количество энергии для завода обычных
настенныхчасов».
Чтожепроизошловследзаэтиммногообещающимсообщением?Вотчтописалтотже
журналв1868году:
«Около четырнадцати лет назад мы опубликовали первое описание машины,
изобретенной мистером Джеймсом Хендриксоном из Фрихолда. Мы не имели никаких
основанийсомневаться втом,чтоизобретенноеимустройствобудетработать,покачасти
механизма не износятся. Изобретатель, человек почтенного возраста, всю жизнь
посвятившийпоискамвечногодвижения,достигнаконецсвоейцели.Егочастоприглашали
для демонстрации изобретения на различных ярмарках и выставках, и повсюду созданное
им устройство оказывалось в центре внимания публики. Однако ученые профессора были
настроены против изобретателя. Так, в городе Кейнорте, штат Нью-Джерси, Хендриксон
былсхваченполициейиобвиненвшарлатанствевсоответствиисзаконом„противпорокаи
безнравственности“. Чтобы раскрыть предполагаемый обман, принесли топор и цилиндр
двигателя вдребезги разбили. Но — увы! — никакой тайной пружины в нем не оказалось.
Машинадействительноработала„самапосебе“.Хендриксонизготовилновыймеханизм.На
этотразмодельоказаласьболеесложной.Сделанаонабылаизмеди,авседеталиизнутри
былиполыми.Кактолькоблокибылиубраны,колесаначаливращаться„словноживые“,ив
течение десяти месяцев машина так ни разу и не остановилась. После этого изобретатель
сделал еще два механизма улучшенной конструкции. Хендриксон демонстрировал их в
различных городах и одновременно предпринял шаги для того, чтобы получить на них
патент. Время, однако, оказалось неумолимым, и, не дожив до дня, который увенчал бы
усилия всей его жизни, Хендриксон скончался в прошлую субботу во Фрихолде. В
следующую же ночь после смерти изобретателя его мастерская была взломана и оба
механизмаисчезли».
Конец этой печальной истории лишает нас всякой возможности раскрыть секрет
таинственных механизмов Хендриксона. Орфиреус сам разрушил свое «вечное колесо», а
замечательный самолетныйдвигатель,скоторымяпредпринималпопыткупознакомиться
неболеекакдесятьлетназадиокоторомрасскажувтринадцатойглаве,былразобранна
части якобы «для остановки». И всегда, как, я надеюсь, вы уже заметили, отсутствовали
какие бы то ни было свидетели, видевшие работу устройства. Из любопытнейшей статьи,
появившейся в 1899 году в журнале «Макклюрз мэгэзин», стало известно еще об одном
исчезнувшеммеханизме.СтатьябыланаписанаРеемСтенардомБейкером,позднееставшим
выдающимся писателем, историком и крупным правительственным чиновником, близким
другомпрезидентаВудроВильсона.ВнейговорилосьобизобретениимистераТриплераиз
Нью-Йорка.Еслибымеханизм действительно заработал,существованиевечногодвижения
сталобынетольковозможным,ноинеизбежным.Так,покрайнеймере,считалБейкер.Он
пригласилдвухизвестныхученыхпосетитьлабораториюТриллера.Времявизитаоказалось,
однако,дляизобретателянеудобным,иученыетакинесмоглиобследоватьегомеханизм.
КаксправедливозаметилпоэтомуповодуКлиффордХикс,«удобноговременидляосмотра
устройствтакогороданикогданенаходится.Этосталопочтифизическимзаконом».
В1902годунаконференциюАмериканскойассоциациисодействияразвитиюнаукибыл
представлен доклад, в котором давалось обоснование возможности существования вечного
двигателя.
Автор доклада, инженер-строитель по образованию, писал: «Второй закон
термодинамики является заблуждением. Конечные результату любых превращений в
природе должны быть с необходимостью обратимы. Если же какие-то превращения
осуществляютсянекимнеобратимымобразом,товприродедолженсуществоватькакой-то
другой также необратимый встречный процесс, приводящий в итоге к обратному
превращению. Этим утверждением я хочу внести свой вклад в развитие физической
науки» .
Любопытно, что еще в 1836 году математик Мади, автор книги «Популярная
математика»,попыталсяоценитьвозможностьсозданиявнеземногоискусственноговечного
двигателя. Хотя его расчеты были неточны, все же некоторый элемент прогноза в них
содержался: «Нетрудно подсчитать, используя соответствующие формулы, что если
заставить какое-либо тело постоянно вращаться вокруг Земли со скоростью 5 миль в
секунду(или1800мильвчас),тогравитациябудетпреодолена.Этоможнорассматривать
каквозможныйвариантвечногодвижения».
Заявки на патентование вечных двигателей между тем продолжали поступать. В своих
безрассудных стремлениях достичь невозможного легкомысленные изобретатели не
скупилисьнагонорары,которыепоновомуположению,введенномупатентнымведомством
США, должны были выплачиваться за проведение экспертизы. По поговорке: дурак и его
деньгилегкорасстаютсядругсдругом.
В1891годужурнал«Нешенелкарэндлокомотивбильдер»писал:
«Некоторые весьма одаренные и настойчивые люди упорно трудятся, безуспешно
пытаясь создать устройство, которое будет работать вечно. В значительной степени
ответственность за то, что огромное количество умственной энергии тратится при этом
впустую, несет наша система образования. Если бы школьные курсы предусматривали понастоящему серьезное изучение основ естествознания и механики, гораздо меньшее число
людей подстрекало бы своих друзей к финансированию работ над аппаратами, принцип
действия которых опровергает законы природы. Несомненно, что именно игнорирование
этих законов является основной чертой приверженцев идеи создания вечных двигателей.
Среди них, правда, встречаются и хорошо образованные люди, и, тем не менее, все они
увлечены погоней за химерой. Порой просто трудно понять, каким образом ошибочное
мнение, связанное с непониманием основных законов механики, утвердилось в сознании
этихвцеломздравомыслящихлюдей.
Похоже, что и электричество ввело в заблуждение изобретателей вечных двигателей,
уверовавших,чтоспомощьюэтойтаинственнойсилыможнополучитьбольшеэнергии,чем
затратить.
Использование электричества для освещения зданий и передача электроэнергии по
проводамвызвалиновуюволнузаявокнато,чтоможноназватьэлектрическимимашинами
вечного движения. На протяжении ряда лет, вплоть до самого последнего времени,
ежегодныедоходыпатентногобюронеудержиморослизасчетгонорарныхпоступленийот
изобретателей перпетуум мобиле. Но в настоящее время денежные суммы от создателей
подобного рода аппаратов не принимаются. Авторам высылается печатный циркуляр, в
котором указывается, что заявки не рассматриваются без представления работающей
модели. А поскольку представить такую модель изобретатель, конечно же, не может, для
негоисключаетсяивсякаявозможностьобращениявпатентноеведомство».
А между тем по-прежнему проекты вечных двигателей появлялись и исчезали. Можно
было предположить, что после стольких неудачных попыток невозможность создания
{75}
перпетуум мобиле отпугнет даже самого доверчивого изобретателя. И тем не менее
находилисьлюди,продолжавшиесвятоверитьвосуществимостьвечногодвижения.
В майском номере журнала «Сайнтифик Америкэн» за 1891 год появилась заметка
следующегосодержания:
«Несколько месяцев назад нью-йоркский адвокат прибыл в Вашингтон с отдельными
узламимеханизма,которыйонназывалвечнымдвигателем.Спатентнымбюро,отказавшим
ему в выдаче патента, у него возник крупный конфликт. Адвокат утверждал, что
собственными глазами наблюдал работу механизма, действовавшего без остановки день за
днем и приводившего в движение пресс для производства яблочного сидра. Заявив, что он
представитнарассмотрениевесьдвигатель,адвокатвернулсявНью-Йорк.Оннепоявлялся
впатентномбюровплотьдопразднованиястолетиясодняпровозглашениянезависимости.
Встретившись,наконец,сизобретателем,адвокатпризнался,чтоегоодурачили.Отстаивая
заявку, он искренне верил, что его клиент действительно нашел способ создания вечного
двигателя. Когда же по возвращении в Нью-Йорк он сообщил изобретателю об отказе
патентного бюро, тот во всем ему открылся. Никакого вечного двигателя не было и в
помине.Источникэнергии,спрятанныйвнутрипресса,приводилеговдвижение,прессже,
всвоюочередь,заставлялработатьвечныйдвигатель.Заосмотрмашинымошенниквзимал
платувдесятьцентов.Надуваяипублику,исвоегоадвоката,онпростопыталсяизвлечьиз
своегопредприятияпобольшевыгоды».
Вводя требование о представлении работающей модели вечного двигателя, патентное
бюронамеревалосьуменьшитьпотокзаявокотзаблуждающихсяизобретателей.Ивсе-таки
своей цели оно не достигло. По-прежнему после безуспешных попыток отговорить своих
клиентовотбессмысленнойзатеиюристы-патентоведыготовилипатентнуюдокументацию
намеханизмы,построитькоторыебылоневозможно.Изобретателисупорством,достойным
лучшего применения, проявляли полную глухоту к доводам рассудка (известно, что
стремящийся остаться в невежестве очень часто последователен в своих действиях). Не
пугалаихиперспективапуститьнаветерденьги,поройзаработанныетяжелымтрудомвсей
жизни.
Изобретатели вечных двигателей стали объектом особого внимания со стороны
патентногобюровВашингтоне.Процедура,согласнокоторойизобретательмогпредставить
работающую модель в течение года с момента подачи заявки, была очень неудобной и не
оправдываласебя.Никтоизподавшихзаявкувторойразвпатентноебюроуженеприходил,
и в конце концов канцелярия оказалась заваленной скопившимися проектами. Поэтому в
1911 году руководитель бюро ввел новое правило, согласно которому работающая модель
должна была быть представлена еще до подачи патентной заявки. И хотя эта мера не
оградила искателей перпетуум мобиле от соблазна изготовить устройство, не
останавливаясьнипередкакимизатратамиичастовтягиваявэтуавантюрудругихлюдей,
по крайней мере им не надо было теперь платить государственную пошлину за подачу
заявки.
Каждыйпотенциальныйпобедительневозможногополучалвпатентномбюропечатный
циркуляр,гласивший:
«Наша точка зрения совпадает с мнением ученых, которые после тщательных
исследованийпришликвыводуоневозможностисозданияустройствтакогорода,поскольку
это нарушило бы физические законы. Позиция патентного бюро будет изменена только в
томслучае,еслизаявительпредставитдействующуюмодельсвоегоизобретения.Этамодель
должнанаходитьсявпомещениибюровтечениегода.Впротивномслучаезаявканапатент
не будет рассматриваться. Бюро взимает плату за хранение моделей с изобретателей,
верящих в то, что они открыли путь к созданию вечных двигателей, и еще раз
предупреждает,чтоуплаченныеденьгипослерассмотрениязаявкиназадневозвращаются.
Поэтому изобретатель имеет право сразу же забрать свой взнос, если он не может
выполнитьустановленныетребования».
Идажеэтопредостережениеневозымелодействия.Все,чегодобилосьпатентноебюро,
—этото,чтоонооставилоизобретателейвечныхдвигателейбезохраныихавторскихправ.
Нельзя сказать, что такая мера в то время была ошибочной. Сообразительные и
предприимчивые люди все равно добивались успеха, заставляя доверчивых американцев
вкладыватьденьгивихнаучныеавантюры.
Знамение ли это нашей эпохи, когда человек практически лишен возможности тратить
своевремяпопусту,илипростовымираетплемяизобретателейвечныхмеханизмов,однако
тех,ктопродолжаетзаниматьсяпоискамивечныхисточниковдвижения,становитсясегодня
всеменьшеименьше.
Во время опроса, проведенного программой Би-би-си «Горизонт», на объявление
откликнулись лишь несколько изобретателей вечных двигателей. Из них только два
располагалихотькакими-топроектамиивсегоодинупорнотрудился,пытаясьопровергнуть
открытоевXVIвекеСтевиномусловиеравновесиягрузовнанаклоннойплоскости.
13.Вечностьпроблемывечногодвижения
Я уже говорил о том, что к концу прошлого века армия изобретателей вечных
механизмовбылаещевесьмавнушительной.Ихотясовременемлюдей,занятыхпоисками
вечного движения, становилось все меньше, я так и не могу себе представить, что когданибудь эта проблема будет всеми забыта. Дело в том, что сегодня те, кто, по существу,
заняты проблемой поиска вечного движения, очень часто не отдают себе в этом отчета,
полагая, что предметом их исследований является какой-то другой вопрос, успешное
решениекотороговызоветсенсациювнаучноммире.
Я поясню свою мысль примером, но прежде мне хотелось бы закончить начатые
рассуждения. В наш век, когда, сидя дома перед экраном телевизора, мы можем смотреть
телерепортажи о лунной прогулке космонавтов или о работе атомного реактора, когда
однимнажатиемкнопкиможнопривестивдействиевсюдомашнюютехнику,облегчающую
труд домохозяйки, вечный двигатель уже не воспринимается как явление
сверхисключительное. Скорее мы относим его к одной из разновидностей механических
или электронных устройств. Я уже упоминал о тех внешних причинах, которые так резко
изменили отношение людей к проблеме вечного движения. Существуют, на мой взгляд, и
причины другого рода. Несмотря на то что общий интеллектуальный уровень людей за
последние пятьдесят лет резко повысился, наши знания, например, механики отнюдь не
стали больше. В конце прошлого столетия почти во всех самых небольших европейских
городах существовали свои собственные институты механики, и каждый интересующийся
этой областью знания мог посещать лекции и демонстрации опытов по механике и
электричеству.
Похоже, что сегодняшний средний старшеклассник, покидая школу, оставляет в ее
стенахвсякоежеланиехотьоднаждывзятьврукисерьезнуюкнигу,хотябыраззадуматься
надкакой-нибудьнаучнойпроблемой,записатьсвоимыслиилипоставитьэксперимент.
Лично мне очень жаль, что в современной жизни обычный, рядовой человек
практически ничего уже не может изобрести или чему-нибудь по-настоящему удивиться.
Конечно,существуетнемалолюдей,которыереализуютсвоистремлениявчем-тодругом—
коллекционируя марки, или сочиняя стихи, или рисуя. Психологи называют это явление
эскейпизмом. Я думаю, что «эскейпизм» слишком сильное слово. Все те, кто собирает
почтовые марки, волшебные фонари и музыкальные шкатулки, кто проводит свободное
время за ловлей форели, кто совершает восхождения на горы и прыгает с парашютом,
доставляютудовольствиесебеиникомуприэтомнепричиняютвреда.
Однако я отвлекся от нашей проблемы. В третьей главе этой книги я писал об одной
попытке построить вечный двигатель весьма примитивным способом. Эта попытка была
предпринятаболеестолетияназад.РассказобэтомвечномдвигателеяуслышалотУильяма
МарионаМиллераизМайамскогоуниверситетавОксфорде,штатОгайо.
События, о которых пойдет дальше речь, произошли в маленькой деревушке Модвилл
(местные жители называют ее также Модз или Модз стейшн) в северо-западной части
округаБатлер,штатОгайо. Всепроисшедшеевэтойдеревушкевконце60-хи начале70-х
годов прошлого столетия можно назвать грандиозным заблуждением. И до сих пор живы
люди, слышавшие от очевидцев рассказы об этом бесславном предприятии. Единственной
книгой, в которой можно найти упоминание, да и то очень короткое, об этих событиях,
является «История округа Батлер», опубликованная в 1882 году издательством
«Байогрэфикэл паблишинг» в Цинциннати. Миллер просмотрел все газеты округа того
временииненашелниодногоупоминанияобистории,случившейсявместечкеМодвилл.
Оказалось, что историю эту помнят лишь те немногие старики, которым в молодости
довелосьуслышатьееотлюдейстаршегопоколения.Никтоизсвидетелейэтойавантюрыне
дожил до наших дней. Не дошло до нас и подлинное имя человека, изобретшего схему
очередноговечногодвигателя.
История эта заключается в том, что предприимчивый человек решил построить
лесопилкувполосеотчуждениявдольтолькочтопостроеннойжелезнойдороги(этадорога
получила название «Короткой Линии», и действительно это был самый короткий путь,
соединившийдвагородавштатеОгайо:ЦинциннатииДейтон.Сейчасэталинияявляется
частьюНью-йоркскойцентральнойжелезнодорожнойсистемы).Задуманноеустройствоне
было обычной лесопилкой, так как изобретатель не собирался использовать в качестве
источника энергии ни воду, ни пар. В те времена проводились многочисленные
эксперименты с моделями вечных двигателей. Видимо, поэтому наш безымянный
предприниматель решил использовать идею вечного движения и найти практическое
применение кажущемуся неисчерпаемым источнику движущей силы на своем новом
лесопильномзаводе.Никакиепредварительныеэкспериментыон,однако,непроводил.Не
была построена и действующая модель устройства. Все рассуждения изобретателя носили
сугубо «теоретический» характер. Совершенно очевидно, что он не имел ни малейшего
представленияопростейшихфизическихзаконахиприэтомнеслушалтех,ктозналзаконы
физики.
Несостоявшийсякапиталист(старики,рассказавшиеМиллеруэтуисторию,уверяли,что
предприниматель собирался расширить свое «дело» и очень скоро разбогатеть)
сконструироваллесопильноеустройствос«уникальной»силовойустановкой.Преждевсего
онпостроилогромнуюцистернуиустановилеенатяжелыхопорах,приподнявнадземлей
примернонапятнадцатьфутов.Цистернавмещалаоколостабочекводы,иизобретательсо
всей своей семьей наполнил ее вручную. Затем он сконструировал трубу, по которой вода
должнабылападатьвниз,приводяприэтомвдвижениеобычноеводяноеколесо,азатемв
бочонок, значительно меньших, нежели цистерна, размеров. Изобретатель был твердо
убежден в том, что действием силы тяжести падающей воды колесо будет вращаться и
приводить в действие ворот, соединенный при помощи ремней и рычагов с насосом и
пилой.Пила,соответственно,будетвеселосовершатьсвоюработу.
В результате своих «теоретических» рассуждений изобретатель пришел к выводу, что
еслициклоднаждыначнется,товозникнетнеиссякаемыйисточникбесплатнойэнергии.По
его расчетам, один-два галлона воды, которые будут теряться на испарение, можно будет
время от времени добавлять в цистерну. Кроме того, он полагал, что лесопилка не будет
работатьвзимнийпериод.Всеостальноевремя,тоестьоколотрехсотднейвгоду,машину
можноэксплуатироватьпостоянно.
Какужебылосказано,изобретательнепровелникакихпредварительныхэкспериментов
иневзялнасебятрудсконструироватьработающуюмодельустановки.Онбылтакглубоко
убежденвнепогрешимостивсехсвоихрасчетов,чтопостроиллесопильныйзавод,закупилу
местныхфермеровогромныйзапаслеса,нанялрабочихиводинпрекрасныйденьобъявил,
чтопускаетсвоюлесопилкувдействие.
История штата Огайо повествует о том, что в дни пуска на лесопилке собралась
огромная толпа зевак, пришедших поглазеть на диковинную машину. Верхняя цистерна
была заранее наполнена водой, и когда был открыт предохранительный клапан, вода
устремилась вниз. Водяное колесо повернулось и... под хохот собравшихся вода стала
выплескиватьсяизнижнегобочонка.
Так бесславно закончилась еще одна попытка получить постоянный источник дешевой
энергии.
Уильяму Миллеру удалось проследить дальнейший ход событий, последовавших за
провалом проекта «вечной» лесопилки. Хозяин ее отказался от дальнейших попыток
наладить работу своего устройства, немедленно ликвидировал свое предприятие и занялся
каким-то более реальным делом. Скоро сгнили и сама лесопилка, и бочки, и закупленные
второпях бревна. Не прошло и нескольких лет, как вся эта история была начисто забыта
жителямиМодвилла.
Похоже,чтонесохранилосьниодногорисункауникальнойлесопилкииничегоболеене
напоминаетонейвсамойдеревушке.Историяэта,однако,являетсобойтипичныйпример
настойчивых попыток, предпринятых многими американскими изобретателями середины
прошлого столетия для того, чтобы создать действующий вечный мотор. Однако даже по
тем временам подобная технология создания вечных двигателей устарела на несколько
столетий. Водяное колесо, вращающее мельничные жернова, как мы уже знаем из
предыдущихглавкниги,появилось,вероятно,втедалекиевремена,когдапервыймельник
столкнулсяснеобходимостьюиметьзапасводывзасушливоевремягода.
В своей книге «Математическая магия» епископ Уилкинс рассказывает о проекте
вечного двигателя, в котором использовалось водяное колесо и винт Архимеда. И уж по
крайнеймерелетзастопятьдесятдотого,какпредпринимательизОгайосконструировал
свою лесопилку, появилось огромное число проектов водяных колес, в которых вместо
винтаАрхимедапредлагалосьприменятьразличныечерпаковыеводоподъемники.
Иеслинужносделатькакое-тообобщениеотносительноличныхкачествизобретателей
вечных механизмов, то, вероятно, правильнее всего говорить о том, что по своему
темпераменту это были жизнерадостные, полные энтузиазма люди. Некоторые из них
создавалипроектыудивительныхмеханизмов(реализоватьих,какнетруднодогадаться,так
инеудалось),которыебылинечеминым,каквсетемижевечнымидвигателями.Так,одна
достойная американка из Новой Англии[15] в 1929 году изобрела цилиндрическую
стиральную машину. Единственная и постоянно действующая в ней сила обеспечивалась
падениембельявотсекахмашинысверхувниз.Финалэтойзатеиочевиден...
Теперь мне хочется рассказать читателям еще об одной весьма необычной истории,
участникомкоторойбылясам.
Нескольколетспустяпослемоегоуходаизкоролевскихвоенно-воздушныхсиляосновал
небольшую компанию по сбыту легких самолетов, проекты которых я разработал. Будучи
директоромиконструкторомэтогопредприятия,яненажилникакогосостояния.Напротив,
я даже понес значительные убытки, поскольку увлечение полетами на собственных
самолетах тогда еще не получило сколько-нибудь широкого распространения. Зато мы
разработали несколько довольно удачных конструкций легких самолетов. Одна из таких
конструкций — очень маленький одноместный сверхлегкий спортивный моноплан,
который я буду в дальнейшем называть «Зябликом». Крошечный аэроплан со сложенными
крыльямивполнеумещалсявнебольшомгараже,авполетемогразвиватьскорость85миль
в час, имея двухцилиндровый двигатель мощностью 36 лошадиных сил. Из этого краткого
описания вы можете сделать вывод о том, что это не был самолет высокого класса.
Напротив,онпредназначалсядлятех,ктохотеллетатьдешевоибезопаснонанесложнойв
управлениимашине.«Зяблик»получилхорошуюпрессувежедневныхгазетныхизданияхи
благоприятныеотзывывтехническойпечати.Менязабросалиписьмами(побольшейчасти
некоммерческогохарактера)молодыеавиалюбители.Авторыписеминтересовались,можно
ли модифицировать эту модель в биплан, в пятиместный моноплан или в самолет,
способныйприводняться.
Однажды осенью 1958 года я получил необычное письмо от некоего человека из
севернойчастиЛондона.Несоставилобольшоготрудапонять,чтописавшийбылчеловеком
незаурядныхумственныхспособностей.
Вотэтописьмо:«МенязаинтересоваламодельВашегосамолета.МойинтерескВашему
самолету не случаен, и, если вы возьмете на себя труд прочесть это письмо до конца, Вы
поймете, что мною руководило не праздное любопытство, и, возможно, сами
заинтересуетесь моим замыслом. Я хочу получить один Ваш моноплан с тем, чтобы
установитьнанемдвигательмоейсобственнойконструкции.Егомодельдоведенамноюдо
стадии практических испытаний. Двигатель не требует горючего... Еще раз прошу Вас
прочестьписьмодоконцаипостаратьсяпонятьмойзамысел.Мойдвигательоченьпростпо
конструкции,работаетплавноибесшумно.Такихдвигателейвмиреещенет,этодвигатель
будущего.Еслиустановитьегона„Зяблике“,Вашмоноплансможетлегкоразвитьскорость
в 300—400 миль в час. Единственное, что меня беспокоит, это мысль о том, выдержат ли
крылья „Зяблика“ сопротивление воздушного потока. Проведя серию тренировочных
полетов со скоростью от 300 до 400 миль в час, можно, находясь в воздухе часов десять,
облететьвсеБританскиеострова.Заэтоясмогуизучитьвсеслабыеместаэтоймашины,а
Выихзатемустраните.ПослеэтогоянамеренпересечьповоздухуАтлантическийокеан.И
тогдавсепоймут,чтоэтосамыйнужныйвмиредвигатель».
Естественно,мойкорреспондентнуждалсявподдержкесосторонынашегомаленького
предприятия.Вкачествеплатызапредоставленныйвегораспоряжениемонопланонсулил
фирме огромную популярность в случае успешного перелета через океан. «Зяблик», я
должен добавить, мог развить максимальную скорость 100 миль в час, и если попытаться
выжать на нем 400 миль в час (предположив, что спроектированный двигатель позволит
преодолеть сопротивление турбулентных потоков воздуха, возникающих при такой
скорости), то, действительно, десятичасовой подготовительный полет выявит все
конструктивные недостатки моноплана. Так, крылья отвалятся уже на отметке 150 миль в
час.
В то время я был очень занят делами моего предприятия и не мог ответить моему
корреспонденту на протяжении двух недель. Затем пришло второе письмо, в котором
содержался прямой вопрос о возможности нашего сотрудничества. На сей раз я ответил
довольно формально, указывая, в частности, на скоростной потолок «Зяблика» и сообщив
полную стоимость самолета. В письме я указал все необходимые требования к
осуществлению полета, которые необходимо выполнить, прежде чем устанавливать на
монопланелюбойновыйдвигатель.
Любопытство—черта,присущаямнесдетства.Ипосколькуоказалось,чтомастержил
неподалеку от моей тогдашней лондонской квартиры, при первой удобной возможности
отправился к нему с визитом. Жил он на одной из когда-то величественных, а ныне
запущенныхгеоргианскихтеррасныхулиц,расходящихсяотФинчли-рауд,окоторыхэлита
изХэмпстедавежливоотзываласьнеиначекак«оветшающемуголкегорода».
Незаставмоегокорреспондентадома,яоставилсвоювизитнуюкарточку.
Мой неожиданный визит так воодушевил мистера X, что вскоре он обрушил на меня
целый поток писем. Он настойчиво предлагал личное знакомство во имя будущего
сотрудничества,которое,какнадеялсямойкорреспондент,дастемувозможностьпересечь
Атлантику на одном из моих «Зябликов». При этом он выражал уверенность в том, что
моему моноплану, оснащенному его двигателем, не будут страшны ни встречные потоки
воздуха, ни воздушные ямы, поскольку его мощность во много раз превосходит мощность
нынесуществующихдвигателей.Совершеннонепонимая,чтоеще,кромекакразлететьсяна
части, может произойти с монопланом, оснащенным двигателем такой фантастической
мощности,явновьотправилсясвизитомнаФинчли-рауд.
Менявстретилмаленькийпожилойчеловек,бурножестикулирующий,темпераментный
иартистичный.Егоквартирабыланабитастароймебельюиактерскимреквизитом,астены
увешаны огромным количеством портретов, выполненных карандашом, — у хозяина был
явныйталантрисовальщика.
Вся наша встреча оказалась по меньшей мере большим конфузом. Выяснилось, что
хозяиннеобычнойквартирынетольконикогданеводилсамолета,ноине леталнанемв
качестве пассажира. Он не имел никакого представления об искусстве управления
самолетом, однако считал, что достаточно забраться в кабину и взлететь. Я долго
рассказывал ему о многочисленных трудностях длительного полета через Атлантику на
таком легком моноплане, как «Зяблик». Мне пришлось упомянуть о необходимости
получения прав на вождение самолета, а также о соблюдении такой неизбежной
формальности, как страхование жизни пилота. Ни о чем об этом он не догадывался,
искреннеполагая,чтосможетперелететьчерезокеанбезпредварительногоинструктажаи
тренировочныхполетов.
Наконец, разговор зашел о его двигателе. Да, наш художник действительно построил
нечто принципиально новое, не требовавшее для своей работы никакого горючего. На
вопрос,гдежеэтоустройствоимогулияегоосмотреть,хозяинотвечал,чтодонедавнего
временидвигательнаходилсявегоприхожей.Нопосколькуоннемогостанавливатьегопо
своему усмотрению, шум устройства раздражал соседей, и по их требованию (через
несколько недель непрерывной работы) он разобрал двигатель на части. Тогда я спросил,
где находятся части этого двигателя теперь и нельзя ли взглянуть на них. Хозяин ответил,
что они в беспорядке разбросаны по всей квартире и показать их он в данный момент не
может.Нопреждевсегоонхотелбызаручитьсямоимобещаниемсотрудничества.Получив
такоеобещание,онсогласилсясобратьдвигательиизложитьмнепринципыегоработы.
Изобретатель подчеркнул, что мощность его двигателя в двадцать раз превосходит
мощность самого сильного из существующих ныне двигателей (подчеркнув, что именно в
двадцать раз, а не на двадцать процентов). Со своей стороны я должен был гарантировать
полноетехническоеобеспечениеполета,передтемкаконпосвятитменявэтутайну.«Весь
рискяберунасебя»,—твердилмойсобеседник.Всеэтобыломненеподуше,апоскольку
ещенеслучилосьниоднойавариииз-законструктивныхнедостатковмоегомоноплана,яне
хотелподвергатьрискурепутациюсвоейфирмы.
ЗаэтимвизитомпоследовалоещенесколькописемотмистераX,норешениемоебыло
ужепринято,ияегонеизменил.
НедавновсвязиснаписаниемэтойкнигияпопыталсяразыскатьзагадочногомистераX.
Старинныйдомбылнапрежнемместе,онещебольшеобветшал,авотмойзнакомыйуехал,
неоставивдомовладельцусвоегоновогоадреса.Явсеещехранювсеегописьма,таккакони
представляютсямнелюбопытными,ичастодумаюосудьбеегочудесныхкартин.
Когда несколько лет назад некий американский пилот объявил о своем намерении
осуществитьбеспосадочныйполетвокругземногошараналегкомаэроплане,яподумал,что
это вариант только что описанного проекта. Однако в действительности все обстояло не
так. Американец, выдвинувший идею этого полета, был очень опытным авиатором и
высококвалифицированным инженером, он пытался доказать, что в идеальных погодных
условиях и на специально оборудованном аэроплане эта идея вполне осуществима. Ко
времени подготовки в печать этой книги полет еще готовился, но я твердо верю, что он
осуществится успешно. Осуществится, если не будут нарушены законы механики и
термодинамикиилиеслибудетпризваннапомощьгосподьбог.
Вновь возвращаясь к проблеме вечного двигателя, напомним, что его изобретателей
можно разделить на несколько категорий. Были среди них настоящие исследователи, для
которых творческая неудача оборачивалась личной трагедией, были фантазеры, замыслы
которых не выходили за рамки голого «теоретизирования». Наконец, находились просто
шарлатаны, с неописуемой быстротой опустошавшие кошельки доверчивых глупцов. Столь
суровой оценки не заслуживают, конечно, те предприимчивые изобретатели, которые с
успехомиспользовали«псевдовечноедвижение»в...игрушках.
С незапамятных времен был известен эффект нарушения равновесия устройства,
состоящего из трубки с ртутью и небольшого грузика. Небольшая игрушка, получившая в
1885годувПарижегромкуюизвестность,былалишьвидоизмененнойформойэтойоченьоченьстаройидеи.Внешнеигрушкавыгляделатак:двеминиатюрныекуклы,стоящиеодна
позади другой, держали в руках две длинные трубки. В трубках (а куклы служили для них
подставками)находиласьртуть.Помещеннаянаверхулестницыигрушканачиналамедленно
иизящно«шагать»вниз.Приэтомкаждаякуклапо-лягушачьиперепрыгивалачерездругую,
померетогокакртутьдвигаласьвверхивнизпотрубкам.
Естьиещеоднаболеепростаяпоконструкцииигрушка,вкоторойиспользовантотже
принцип.Этодлинная,свободносвисающаяпроволочнаяспираль,«путешествующая»вниз
полестнице.
В1948годунаприлавкаханглийскихмагазиновпоявиласьдовольнозабавнаяигрушка,
которуюможнорассматриватькакостроумнуюпопыткуполучениявечногодвижениявего
простейшей форме. Это знаменитая «Пьющая утка». Пожалуй, не было равных ей по той
шумихе, которую она наделала в послевоенной Англии. Лавочники выставляли игрушку в
витринахмагазинов,укоторыхвсегдасобираласьтолпазевак.
Металлическая подставка, на которой держалась игрушка, была сделана в форме пары
утиных лап. «Туловищем» служила стеклянная трубка, снизу, наподобие термометра,
оканчивавшаяся шариком, а наверху имевшая форму утиного клюва. Трубка была
разукрашена и являла собой как бы пародию на всем известную птицу. Крепилось
«туловище»налапах-подставкахсвободно,такчто«утка»моглараскачиваться.Обычноее
ставилипередстаканомсводойввертикальномположении.Однакодостаточнобылоодин
разокунутьклюввводу,какначиналсяпроцесс,еслииневечногодвижения,тововсяком
случае «движения продолжающегося»: утка методично погружала клюв в воду, затем
откидываласьназад,вновьнаклоняласьивновьокуналаклюв,ипроцессэтотповторялся.
Секрет игрушки заключался в следующем. В нижней части трубки и в самом шарике
находилисьлегкоиспаряющаясяприкомнатнойтемпературежидкость.Когдаутка,«попив
воды», откидывалась назад, голова ее охлаждалась (как следствие испарения воды), пары
жидкости внутри головы конденсировались, давление их уменьшалось, и жидкость под
действием паров в нижней части трубки поднималась вверх. При этом голова утки
опускаласьвниз,иутканачинала«пить»воду.Затемдавлениепароввнижнейчаститрубки
снижалось, жидкость под действием силы тяжести возвращалась назад, и утка
откидывалась, задирая клюв вверх. Весь цикл затем вновь повторялся. Если рядом с
игрушкой стоял стакан, уровень воды в котором был строго определенным, утка могла
непрерывно «пить» воду. Находясь в вертикальном положении, утка начинала медленно
наклоняться вниз до тех пор, пока ее клюв не касался воды. После этого она тут же
откидывалась назад. Температура воды в стакане должна была быть немного ниже
температуры окружающего воздуха. Эта забавная и поучительная игрушка стоила всего
одиннадцатьшиллингов.
14.Подводяитоги
Трудное,опасноеинедостижимоевсегдапритягиваетлюдей.
Именно этим психологически верным наблюдением открывает Джон Фин свою
маленькую,нооченьинтереснуюкнигу«Семьзаблужденийнауки»,котораявышлавсветв
1913году.
Онопределяетихпереченьследующимобразом:
1.Квадратуракруга,илипостроениекруга,площадькоторогоравнаплощадизаданного
квадрата.
2.Удвоениекуба.
3.Трисекцияугла.
4.Вечныйдвигатель.
5.Превращениеметаллов(алхимия).
6.Подвижностьртути.
7.Эликсиржизни.
Для наших современников большинство названных проблем не представляют
существенногоинтереса,темболеечтополноеистрогоеихрешениепродолжаетоставаться
невозможным. Как это ни странно, из этих семи заблуждений лишь одно продолжает
занимать наши умы и по сей день. На решение этой проблемы затрачиваются огромные
усилия,расходуютсябольшиеденежныесредствакаксостороныэнтузиастов-одиночек,так
ицелыхнаучно-исследовательскихколлективов.Яговорюобэликсирежизни,или,какэта
проблема формулируется в терминах науки XX века, поиски активного долголетия. На
смену таким методам, как пересадка желез обезьян и лечение травами, пришли более
современные способы продления жизни — химиотерапия, реанимация и трансплантация
органовитканей.
Актуальность всех остальных названных проблем практически сведена к нулю. За
исключением небольшого числа экспериментаторов, которых вполне можно считать
фанатиками, люди полностью забыли и о вечном движении, и об алхимии, и о таких
необычных вещах, как палингенез (процессы регенерации живой ткани из праха умерших)
или четвертое измерение (наверняка многие из моих читателей имеют собственное
толкованиеэтойполезнойдлянаукиабстракции;уменяегонет).
Познавая природу, человек нашел объяснение многим ее явлениям, которые своей
загадочностью вызывали священный трепет, ужас и даже наивный восторг у многих
предшествующихпоколений.Этодвижениенапутипознанияокружающегомиравечно. В
то же время современный человек утратил многие ценные качества, свойственные людям
прошлого. Разве что еще жители сельских районов сохранили способность наблюдать и
пониматьприродуиизвлекатьизэтихнаблюденийпользудлясвоейповседневнойжизни.
Большинствожеизнаснеиспытываютнеобходимостииспользоватьсвоиданныеприродой
качества, живя в суетном мире городов- гигантов. Происшедшие в жизни изменения
человека, носящие почти эволюционный характер (несмотря на то, что они заняли
сравнительно короткий отрезок человеческой истории), превратили ученого-энтузиаста и
подвижникавпрофессиональногоисследователя,состоящегонаслужбевгосударственном
учреждении. Если ученый прошлого работал в узкой области, располагая ограниченными
методами исследования, то в распоряжении современного исследователя есть целый
арсенал сложнейшей аппаратуры. Там, где прежде требовались умственные усилия,
связанныесочень большойзатратой времени, теперьсуспехомиспользуется современная
вычислительная техника. Проблемы, интересующие современных ученых, порой не имеют
никакогоотношенияктому,чтозанималоихколлегвсеголишьпятьдесятлетназад.
Современный человек склонен не принимать всерьез то, что представлялось
значительным исследователям прошлого. И все-таки, несмотря на наш более высокий
уровень жизни, я склонен думать, что ученые прошлого обладали большим творческим
потенциалом, нежели многие из нас. А тот факт, что время доказало несостоятельность
многих из их концепций, не должен служить основанием для пренебрежительного
отношениякним.
Я уже упоминал о том, что такой фундаментальный раздел физики, как механика, во
многомполучилсвоеразвитиеблагодарятому,чтобыладоказананевозможностьсоздания
механического вечного двигателя. Это еще один довод в защиту изобретателей вечных
двигателей,которыесвоимиизысканиямипомоглиразвитьсямеханикекакнауке.
Какое же место занимают сегодня изобретатели вечных двигателей? Стимулом для
постройки механических вечных двигателей в далеком прошлом было то обстоятельство,
что единственным источником силы тяги были механические усилия, развиваемые
человекомиживотным.
С появлением электричества и разработкой самых различных способов получения
электроэнергии, обеспечивавших больший коэффициент полезного действия, нежели
механические устройства, даже те, кто продолжал верить в возможность создания
механическоговечногодвигателя,уженевиделивнемнеобходимости.Итемнеменееидея
не умерла, ее продолжает поддерживать немногочисленный отряд энтузиастов. И их
концепции вечного движения вряд ли во многом отличаются от представлений
предшественников.Ибоничтоненовоподлуной,иужтемболеенельзяудивитьмиркакимнибудьновымпроектомвечногоколеса.
Я хочу рассказать вам еще об одной интересной вещи. Увлеките разговором о вечном
движениисамогообычногочеловека,ираноилипоздноонпридетквамсосвоимпроектом
вечного двигателя. Не стоит говорить о том, что эта схема не будет работать. Однако это
лишний раз докажет, что в глубине души каждый из нас верит в возможность подобных
вещей,дажееслиэтаубежденностьничемнеподкреплена.
В ходе работы над этой книгой мне приходилось беседовать с людьми разных
профессий: от совершенно несведущих в механике до специалистов самой высокой
квалификации в этой области. Один мой собеседник, специалист по механике, смеясь,
заявилмне.«Зачемвывзялисьписатьотом,что,каквысамихорошознаете,невозможно?»
Темнеменееяпоказалемунесколькоэскизовнеудачныхпроектов(онивоспроизведенына
страницах этой книги), и он ушел от меня несколько озадаченным. Спустя неделю он
позвонилмнеисказал,чтохотьэтоисовершенноневозможно,ноонсоздалпроектвечного
механизма,которыйтеоретическидолженработать!Такиеказусыслучалисьнесколькораз,
что доказывает вечность самой веры людей в вечный двигатель. И мне кажется, что
некоторые мои читатели возьмут карандаш и бумагу и попробуют свои силы в деле, в
которомнапротяжениивековлюдитерпелинеудачу.
Ядолженпредостеречьчитателей:всвоемжеланиисоздатьвечныйдвигательонимогут
слишком увлечься этой идеей, а шансов на успех, как показывает опыт многих столетий,
совсемнет.
Прошувас,неприсылайтемнепроектывечныхдвигателейинезадавайтемневопросов
относительнотого,будутлиониработатьилипочемуониработатьнебудут.Хотяя,будучи
инженером-конструктором,построилмногомеханизмов,частьизкоторыхизобрелсам,ана
некоторыедажеполучилпатент,яникогданепыталсясоздатьвечныйдвигатель.Этовыше
моихсил,ияосмелюсьпредположить,вашихтоже.
Идея вечного движения прошла сложный и извилистый путь: честный труженик —
мельник средневековья искренне пытался создать вечный механизм, способный облегчить
его труд, монах-отшельник в монастырском уединении создавал диковинное устройство с
шарами,движущимисяпонаклоннымплоскостям,любительлегкойнаживы,извлекающий
личную выгоду из веры людей в чудеса. В отличие от естественных и гуманитарных наук,
которыевышлиизлонанатурфилософиииразвивалисьпутемэкспериментов,заставлявших
отбрасывать ложные концепции, идея вечного движения на протяжении веков не
претерпелакаких-либоизменений.Еебесперспективностьзаключаласьвтом,чтоновыеи
новые поколения исследователей и энтузиастов многократно и безуспешно пытались
применитьодинитотжебесплодныйподход.
Инымисловами,идеявечногодвижениянепродвинуласьнинашагвпередиполностью
обанкротилась. За исключением очень небольшого числа изобретателей, принесших
реальную практическую пользу человечеству, остальные работали впустую. Их неудачи
объяснялисьузостьюподходакрассматриваемымявлениям,апоройиявнымневежеством.
Видимо, в самой проблеме вечного движения заложено нечто магическое, что заставляет
всех исследователей идти одним и тем же путем. В тупик, к полному поражению... Даже
алхимики,поледеятельностикоторыхнеизмеримошире(посколькуобъектыисследования
вхимиигораздомногочисленнее,чемвмеханике),понимали,когдаихпостигаланеудача.
Я, откровенно говоря, никогда не видел живого алхимика, разве что инженера-атомщика,
занимающегосяпревращениемхимическихэлементоввреакторе.
Несколькозамечанийредактораперевода
Мартын:
—Чтотакоеperpetuummobile?
Бертольд:
— Perpetuum mobile — вечное движение, Если найду вечное движение, то я не вижу
граництворчествучеловеческому...
А.С.Пушкин.
Сценыизрыцарскихвремен
Перпетуум мобиле — вечный двигатель — романтическая мечта подвижников,
пытавшихсядатьчеловечествубеспредельнуювластьнадприродой,вожделенныйисточник
обогащения для шарлатанов и авантюристов; сотни, тысячи прожектов, так никогда не
осуществленных; хитроумные механизмы, которые, казалось, вот-вот должны были
заработать, но почему-то оставались в неподвижности; разбитые судьбы фанатиков,
обманутыенадеждымеценатов...
Вот как писал о значении для человечества вечного двигателя замечательный
французский инженер Сади Карно: «Общее и философское понятие „perpetuum mobile“
содержит в себе не только представление о движении, которое после первого толчка
продолжаетсявечно,нодействиеприбораиликакого-нибудьсобраниятаковых,способного
развивать в неограниченном количестве движущую силу, способного выводить
последовательноизпокоявсетелаприроды,еслибыонивнемнаходились,нарушатьвних
принципинерции,способного,наконец,черпатьизсамогосебянеобходимыесилы,чтобы
привестивдвижениевсюВселенную,поддерживатьибеспрерывноускорятьеедвижение.
Таково было бы действительно создание движущей силы. Если бы это было возможно, то
стало бы бесполезным искать движущую силу в потоках воды и воздуха, в горючем
материале, мы имели бы бесконечный источник, из которого могли бы бесконечно
черпать».
Увы, любому старшекласснику ныне хорошо известно, что вечное движение получить
невозможно. Почему же Артур Орд-Хьюм, бывший летчик королевских ВВС
Великобритании,бывшийавиаконструкторипредприниматель,атеперьавторинтересных
работ по истории техники, написал книгу о вечных двигателях? И почему английское
издательство «Джордж Аллен энд Анвин лимитед» выпустило ее в свет, а издательство
«Знание» представляет ее советскому читателю? Вероятно, потому, что, говоря словами
историканаукиАлександраКойре,«путьразумакистине—непрямаядорога,егоследует
изучать со всеми поворотами и лабиринтами, заходя в тупики, ошибаясь в направлении,
повторяя уже пройденный путь для того, чтобы обнаружить те постоянные величины, из
которыхскладываетсяисследованиеиистина».
«Великие заблуждения», сопутствовавшие процессу познания человеком окружающего
мира, оставили заметный след в истории науки. Алхимики усовершенствовали технику
химического эксперимента, а их бесплодные поиски «философского камня»
сопровождались многими ценными открытиями (например, фосфора или технологии
изготовления фарфора); астрологические изыскания помогли человеку лучше изучить
картинузвездногонебаиспособствовалиповышениюточностиастрономическихприборов.
История поисков вечного движения чрезвычайно интересна для механики и физики,
поскольку она тесно переплетена с историей установления основных законов динамики и
термодинамики. Выводы и доказательства этих законов ученые XVI—XIX веков часто
основывали на постулате о невозможности создания вечного двигателя. Они использовали
метод reductio ad absurdum — приведения к нелепости, понимая под «нелепостью»
осуществимостьвечногодвижениявфизическомсмысле.
Энциклопедическое определение вечного двигателя гласит: «Вечный двигатель...
воображаемая машина, которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу
неограниченнодолгоевремя,незаимствуяэнергииизвне».ВкнигеОрд-Хьюмаговоритсяо
многочисленных попытках (не прекращающихся до сих пор) построить именно такую
«воображаемую машину», так называемый вечный двигатель 1-го рода. Следует особо
подчеркнуть,чтоеслисперпетууммобилеXVI—XVIIIвековсоветскийчитательболееили
менеезнаком(покнигамЯ.И.Перельмана,Ф.Ихак-Рубинер,В.Л.Кирпичеваидругих),то
о многих вечных двигателях XIX века он, по-видимому, впервые узнает из предлагаемой
книги.Нарядусрассказомобесплодныхпопыткахсоздатьвечныйдвигатель1-городаавтор
подробно описывает интересную (и удачную) конструкцию мнимого вечного двигателя —
самозаводящиеся часы английского механика Джеймса Кокса, которые приводились в
движениеперепадамиатмосферногодавления.Нашлосьвкнигеместоилюбопытнымчасам
«с катящимися шарами», нередко принимавшимися за перпетуум мобиле. По нашему
мнению, рассказы об этих уникальных механизмах, своеобразных памятниках
изобретательскомуталантуиискусствучеловека,обогатиликнигу.
В целом интересно и живо написанная книга А. Орд-Хьюма кое в чем заслуживает
упреков. Приводимые автором сведения исторического и технического плана зачастую
нуждаютсявуточнениииуглублении;малоавторговоритосоздателяхвечныхдвигателейи
о тех, кто, открывая законы природы, проливал свет истины на эту влекущую к себе
проблему (что и побудило нас снабдить русское издание книги некоторым количеством
примечаний);авторсклоненизлишнерасширительнотолковатьпонятие«вечныйдвигатель
1-города».Возможно,чтоневсечитателисполнаудовлетворятсяглавой«Вечноедвижение
ифизика»,вкоторойречьидетотермодинамическихначалах,исключающихвозможность
построения перпетуум мобиле. В таком случае мы рекомендуем им прочитать книгу Г. Н.
Алексеева«Энергияиэнтропия»,вышедшуювиздательстве«Знание»в1978году.
С согласияиздательства «ДжорджАлленэндАнвинлимитед»книгаА.Орд-Хьюмана
русском языке выходит с некоторыми сокращениями. В частности, опущены главы
«Постоянно звенящие звонки и радиевый вечный двигатель», «Вечные лампы»,
«Философскийвечныйдвигательиатомнаяэнергия»,неимеющие,нанашвзгляд,прямого
отношенияктемекниги.
Взаключениеприведемсписокнекоторыхдругихработпоисториивечныхдвигателей.
1.Ихак-РубинерФ.Вечныйдвигатель.М.,1922.
2.ВознесенскийН.Н.Омашинахвечногодвижения.М.,1926.
3. Перельман Я. И. Вечные двигатели. Почему они невозможны. Л., Дом
занимательнойфизики,1939.
4.КирпичевВ.Л.Беседыомеханике.М.,ГИТЛ,1951.
5.ПерельманЯ.И.Занимательнаяфизика.Кн.I.М.,«Наука»,1979.
6.Н.Dircks.Perpetuummobile.London,v.1,1861,v.2,1870.
7.D.J.deSollaPrice.Ontheoriginofclockworks,perpetualmotiondevicesandcompass.
U. S. National Museum. Bulletin 218. Contributions from the museum of history and technology,
1959,pp.82—112.
8.F. Klemm.VonperpetuummobilezumEnergieprinzip. Deutsches Museum. Abhandlungen
undBerichte,1965,Bd.XXXII,N3,S.5—24.
9.S.W.Angrist.Perpetualmotionmachines.—ScientificAmerican,1968,v.218,pp.114—
122.
Примечанияикомментарии
1. Дайонисиус Ларднер (1793—1859) — английский ученый, журналист, писатель,
доктор философии. Приобрел широкую известность как автор многочисленных научнопопулярныхстатейикниг,атакжеучебниковпоматематике,астрономии,физике,химиии
физиологии. А. Орд-Хьюм, вероятно, имеет в виду статью Ларднера, опубликованную в
апрельском выпуске «Эдинбургского обозрения» за 1837 год. В ней действительно
рассматривалась возможность построения трансатлантического парохода, но критике
подвергаласьнеидеясозданиятакогосудна,аспособконденсациипаравпаровоймашине,
предложенныйнекимХоллом(см.:DictionaryofNationalBiography.1892.London,v.XXXII,
pp.145—147).
2. Архимед — великий древнегреческий ученый, один из создателей механики как
науки, выдающийся математик, автор многих технических изобретений. Уже будучи
глубокимстариком,организовалинженернуюоборонуСиракуз(островСицилия)отримлян
ибылубитримскимсолдатом,которого,попреданию,встретилсловами:«Нетрогаймоих
чертежей».
3. Ричард Аркрайт (1732—1792) — цирюльник из Ноттингема. Воспользовавшись
изобретениемткачаДжеймсаХаргривса,усовершенствовалпрядильнуюмашину,создалряд
ткацких мануфактур. Существует предположение, что интерес к механике у него возник
вследствие увлечения проблемой вечного движения. Впрочем, это предположение
оспаривается многими историками (см., в частности: П. Манту. Промышленная
революцияXVIIIстолетиявАнглии.М.,ГСЭИ,1937,с.180).К.МарксназвалАркрайта
величайшимворомчужихизобретенийисамымнизкимсубъектом(К.МарксиФ.Энгельс.
Соч.,т.23,с.435,сноска189).
4. Джорд Стефенсон (1781—1848) — положил начало развитию железнодорожного
транспорта. Сын шахтера, с восьми лет работавший по найму, научился читать и писать в
восемнадцать лет и путем самообразования приобрел специальность механика паровых
машин. Его паровоз «Ракета» (1829), построенный для железной дороги Манчестер —
Ливерпуль,развивалскоростьдо50километроввчас.ДелоСтефенсонапродолжалегосын
Роберт(1803—1859)иплемянникДжорджРоберт(1819—1905).
5.ДжеймсКлеркМаксвелл(1831—1879)—английскийфизик,создательклассической
электродинамики, один из основателей статистической физики. Упоминаемая А. ОрдХьюмомнаучно-популярнаякнигаМаксвеллабылаопубликованав1870году.
6. Людвиг Больцман (1844—1906) — австрийский физик. Его научные интересы
охватывали почти все области физики и ряд разделов математики. Однако наибольшее
значение имеют его работы по статистическому обоснованию термодинамики и
кинетической теории газов. Труды Больцмана не были приняты большинством его
современников.Больнойиподавленный,онпокончилссобой.
7.МаксКарлЭрнестЛюдвигПланк(1858—1947)—немецкийфизик-теоретик,лауреат
Нобелевской премии. Под влиянием работ Р. Клаузиуса увлекся проблемами
термодинамикиипосвятилдокторскуюдиссертациюобоснованиюеевторогоначала.Один
изсоздателейквантовоймеханики.
8.А.Орд-Хьюмимеетввиду,вероятно,МаксаПланка.
9. Мариан Смолуховский (1872—1917) — польский физик-теоретик, профессор
ЛьвовскогоиКраковскогоуниверситетов.
10.ПетерИозефВильгельмДебай(1884—1959)—голландскийфизик-теоретик,лауреат
Нобелевскойпремии.С1904годажилиработалвСША.
11. Квадратуристами называли тех, кто пытался разрешить одну из трех знаменитых
задачдревности—задачуопостроенииквадратурыкруга(квадрат,равновеликийданному
кругу).Дведругиезадачи—этотрисекцияугла(делениеданногоугланатриравныечасти)
иудвоениекуба(построениеребрановогокуба,объемкоторогобыл бывдваразабольше
данногокуба).Всезадачинадлежалорешатьспомощьюциркуляилинейки.
12.СимонСтевин,истинныйhomouniversalisэпохиВозрождения,родилсяв1548годув
Брюгге, жил и работал в Антверпене, путешествовал по Пруссии, Норвегии, Швеции и,
наконец, поселился в Нидерландах. Учился в Лейденском университете, где позднее
преподавал математику, служил главным инженером гидравлических сооружений и
управляющимфинансамипринцаМорисаНассау.Умерв1620году.Пятитомноесобрание
его сочинений включает работы по алгебре, геометрии, тригонометрии, механике, оптике,
топографии,астрономии,навигации,фортификацииит.д.
ДоСтевинамысльоневозможностивечногодвижениявысказывалиЛеонардодаВинчи
(1452—1519)иДжироламоКардано(1501—1576).Вотчтов1551годуписалКардано:«Для
того, чтобы имело место вечное движение, нужно, чтобы передвигавшиеся тяжелые тела,
достигнув конца своего пути, могли вернуться в свое начальное положение, а это
невозможно без наличия перевеса, как невозможно, чтобы в часах опустившаяся гиря
поднималась сама» (Дж. Кардано. О тонких материях. — цит. по кн.: P. Duhem. Les
originesdelaStatique.Paris,1905,t.1,p.55—56).
Известный физик и историк науки П. Дюэм считает, что именно у Кардано Стевин
почерпнулверувневозможностьперпетууммобиле.
13.ДоказательствоприведеновкнигеСтевина«Принциправновесия»(Лейден,1586)и
полученовпредположении,чтовечногодвижениянесуществует.
14.МаренМерсенн,французскийфизикиматематик,оставилзаметныйследвнауке.Но
главнаяегозаслугавдругом.«Подлиннымцентромфранцузскойнаукибыла,вплотьдоего
(Мерсенна)смертив1648году,кельяфранцисканскогомонахаМерсенна,которыйсамбыл
незауряднымученым.Оннеустанновелпереписку,будучисвоегородаглавнымпочтамтом
для всех ученых Европы, начиная с Галилея и кончая Гоббсом» (Д. Бернал. Наука в
историиобщества.М.,1956,с.192).
15. Христиан Гюйгенс (правильнее — Хейгенс) — нидерландский механик, физик,
математик, создатель волновой теории света. Гюйгенс открыл существование центра
колебаний, основываясь на гипотезе о невозможности создания вечного двигателя. Он
писал: «И если бы изобретатели новых машин, напрасно пытающиеся построить вечный
двигатель, пользовались этой моей гипотезой, то они легко бы сами сознали ошибку и
поняли, что такой двигатель нельзя построить механическими средствами» (X. Гюйгенс.
Тримемуарапомеханике.М.,Изд-воАНСССР,1951).
Но,каксправедливоотмечаетА.Орд-Хьюм,Гюйгенсдопускал,чтодлядругих«физикомеханических систем, как, например, для магнитного камня, еще имеется некоторая
надежда» (см.: Э. Мейерсон. Тождественность и действительность. Опыт теории
естествознаниякаквведениевметафизику.Спб.,1912,с.216).
16.«Математическиеначаланатуральнойфилософии»(1688).
17. Этот принцип не что иное, как закон сохранения количеств движения. Он дается
здесьвпереводеакадемикаА.Н.Крылова(СобраниетрудовакадемикаКрылова,т.VII,с.
45).
Спустя более чем полстолетия после И. Ньютона великий Ломоносов сформулировал
принципсохранениявнаиболееобщейформе:«Так,сколькоматерииприбавляетсякакомулибо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон, столько же
отнимаю от бодрствования и т. д. Так как это всеобщий закон природы, то он
распространяетсяинаправиладвижения:тело,котороесвоимтолчкомвозбуждаетдругоек
движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им
двинутому»(М.Ломоносов.Полн.собр.соч.,т.2,с.182—185).
18.Питер-МаркРоже(1779—1869)—английскийврачиученый.
19.АлессандроВольта(1745—1827)—итальянскийфизик,создатель«вольтовастолба»
— электрической батареи из нескольких десятков поочередно наложенных друг на друга
пластинок из серебра и цинка. Вольта считал, что ток возникает исключительно из
соприкосновения разнородных металлов. Однако вскоре была разработана химическая
теория «вольтова столба», в соответствии с которой частицы в электролите разлагаются у
электродовподдействиемпоследнихнаположительнозаряженныйводородиотрицательно
заряженныйкислород.
20.КнигаРоже«Трактатогальванизме»вышлавсветв1829году.
21. Майкл Фарадей (1791—1867) — сын кузнеца, гениальный самоучка, ставший
великим физиком и химиком, основоположником учения об электромагнетизме. В 1840
году Фарадей писал: «Контактная теория принимает, что сила, способная преодолеть
мощныесопротивления,можетвозникнутьизничего.Этомоглобыбытьсотворениемсилы,
что нигде не имеет места без соответствующего исчерпания того, что питает ее. Если бы
контактнаятеориябылаверна,тоследовалобыотрицатьравенствопричиныидействия.Но
тогда было бы возможно и вечное движение и было бы легко непрерывно получать
механические эффекты при помощи электрического тока, возникшего первоначально
вследствие контакта» (цит. по кн.: М. Планк. Принцип сохранения анергии. М. — Л.,
1938,с.30).
22. Доктор медицины Юлиус Роберт Майер дал первую, еще не совершенную
формулировку закона сохранения и превращения сил (понимая, в сущности, под силой
энергию) в статье «О количественном и качественном определении сил», отправленной в
журнал «Анналы физики» 26 июля 1841 года. Статья, однако, не была напечатана. Не
встретили понимания ученых и последующие работы Майера. В отчаянии он пытался
покончить с собой, выбросившись из окна (май 1850 года). Майер остался жив, но у него
началосьсильноенервноерасстройство,иродственникипоместилиеговпсихиатрическую
лечебницу. Выйдя в 1853 году из лечебницы, он возобновил научную работу, но она мало
что добавила к сделанному. О трагической жизни Майера см., например: В. Варламов.
Рожденныезвездами.М.,«Знание»,1977,с.21—42.
23.ГерманЛюдвигФердинандГельмгольц(1821—1894)былразностороннимученым:
физиком, физиологом, математиком, психологом. Особой известностью пользуются его
работыпооптике,акустике,электромагнетизму,физиологиинервнойимышечнойсистем.
24. Лазар Никола Карно (1753—1823), математик, государственный и военный деятель
периода Великой французской революции, назвал своего сына Сади в честь поэта Саади.
«Размышление о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» —
единственный печатный труд Сади Карно (1796—1832), военного инженера, лейтенанта
французскогогенштаба.ВконтекстекнигиА.Орд-ХьюмасочинениеКарноинтересноеще
и тем, что в нем впервые применен принцип исключенного вечного двигателя для
исследованиянемеханическихявлений.Карнописал:«Могутздесьспросить:еслидоказана
невозможность„perpetuummobile“длячистомеханическихдействий,тоимеетлиэтоместо
при употреблении тепла или электричества, но разве возможно для явлений тепла или
электричества придумать иную причину, кроме какого-либо движения тел, и разве эти
движения не должны подчиняться законам механики?» (Цит. по кн.: Второе начало
термодинамики.М.,Гостехтеоретиздат,1934,с.24).
25. Современная космология установила, что теория «тепловой смерти» Вселенной
ошибочна, так как не учитывает существенные физические факторы и в первую очередь
тяготения (см.: Я. Б. 3ельдович и И. Д. Новиков. Строение и эволюция Вселенной. М.,
«Наука»,1975).
26. А. Орд-Хьюм относит «Сиддханта Сиромани» к V веку. Однако установлено, что
трактат этот написан около 1150 года индийским математиком Бхаскаром. Упоминание о
вечном движении встречается в другом древнеиндийском руководстве по астрономии
«Сурия Сиддханта»(ок.1110года).Примерновэтожевремяописанияперпетууммобиле
появляются и у арабских ученых. Так, три варианта вечного двигателя рассматриваются в
сочинении, принадлежащем перу Фахра ад дин Ридвана бен Мухаммеда (ок. 1200 года).
Несколько позднее, в 1272 году, о колесе, наполненном ртутью, говорилось в
астрономическомкодексекороляКастилииАльфонсаМудрого.
Литература:
1.D.J.deSollaPrice.Ontheoriginofclockwork,perpetualmotiondevicesandcompass.
U. S. National Museum. Bulletin 218. Contributions from the museum of history and technology.
1959,pp.82—112.
2. H. Schmeller. Beitrage zur Geschichte der Technik in der Antike und bei den Araben.
Erlangen,1922.
3.A.Wegener.DieastronomischenWerkeAlfonsX.BibliothecaMathematica,1905,S.129—
189.
27. Альберт Великий (граф Альберт фон Больштедт, ок. 1193—1280) — немецкий
философ и богослов, зачинатель перестройки и систематизации католического богословия
на основе учения Аристотеля. Современники называли Альберта Великого «доктором
(ученым)всеобщим»,отдаваяданьегоэнциклопедическимпознаниям.
28. Многие художники-пейзажисты XVI века любили изображать на своих полотнах
технические устройства. Француз Анри Бле (1490—1550) рисовал железоделательные
мельницы; на картине Яна Брейгеля (1568—1625) «Венера в кузнице Вулкана» изображен
весь арсенал металлургической промышленности XVI века; чрезвычайно насыщены
механизмами картины братьев Луки (1530—1597) и Мартинна (1535—1622) пан
Валькенборх.
29.Агрикола—этопереводналатыньнастоящейфамилиинемецкоговрачаиинженера
Бауера (Bauer — земледелец), обобщившего в своей книге опыт горно-металлургического
производствасредневековья.
30. Корнелий Дреббель — выдающийся голландский изобретатель, большую часть
жизни проживший в Англии придворным механиком королей Иакова I и Карла I. Слава
Дреббеля-механика побудила императора Рудольфа II пригласить его в Прагу, где он
некотороевремяработалвместесИ.КеплеромиЙ.Бюрги.СредиизобретенийДреббеля—
термостат, подводная лодка, насосы, инкубатор; он внес важные усовершенствования в
часовыемеханизмы,камеру-обскуру,микроскопыителескопы,которые,кстати,сбольшим
искусством изготовлял собственноручно. Задолго до Пристли и Шееле умел получать газ,
названныйпозжекислородом...
О вечном двигателе Дреббеля говорится в маленькой книжечке с длинным названием:
«Философский диалог, в котором раскрывается и показывается тайна природы и
объясняется причина всякого движения в природе, как по характеру, так и по форме, для
того, чтобы возвысить дух человеческий от природы до сверхъестественных и небесных
вещей; и как все вещи существуют в числе трех; при этом изобретение искусственного
перпетуум мобиле, демонстрированного перед его королевским величеством. Все — в
беседе между Филадельфом и Теофрастом» (Лондон, 1612). Книжечка принадлежала перу
знакомого Дреббеля некоего Томаса Тимме. Устройство, которое описал Тимме,
действительно было продемонстрировано в 1607 году Иакову I и выставлено затем для
всеобщего обозрения во дворце Элтхэм. Оно, видимо, пользовалось популярностью у
лондонцев, так как попало даже в пьесу. В комедии Бена Джонсона «Молчаливые
женщины»(1609)говорится:«Вмоемсобственномдомевсевверхдномотсуматохи.Яживу
в ветряной мельнице! Вечный двигатель здесь, а не в Элтхэме». К сожалению, Тимме не
сообщил принципа действия изобретения Дреббеля, а весьма туманно заявил о неком
«огненном духе», извлекаемом из «минерального вещества» и приводящим устройство в
действие. Можно предположить, что Дреббель использовал эффект расширения воздуха в
зависимости от колебаний температуры (см.: Ф. Даннеман. История естествознания. М.,
ОНТИНКТП,1936,т.II,с.79).
31. Маркиз Ворчестерский имеет в виду, очевидно, Кристофора Клавия (1537—1612),
математика и астронома, преподававшего в течение 45 лет математику в иезуитской
академии«КоллегиоРомано»вРиме.Клавийбылавторомрядаучебников,пользовавшихся
в XVI—XVII веках большой популярностью. Внес значительный вклад в создание
грегорианскогокалендаря.
32. Преподобный Джон Уилкинс, епископ Честерский — заметная фигура в истории
английской науки. Был мастером (ректором) оксфордского Тринити-колледжа, одним из
основателей лондонского Королевского общества (Академии наук). Автор книг по
астрономии,криптографии,обизобретенномим«универсальном»языкеио...космических
полетах!(«ОткрытиемиранаЛуне,илиРассуждения,имеющиецельюдоказать,чтовесьма
вероятносуществованиенаэтойпланетеещеодногообитаемогомира,атакжеРассуждения
поповодутого,кактудадобраться»,1638).
Книга Уилкинса, в которой рассматриваются вечные двигатели, имеет название:
«МатематическаяМагия,илиЧудеса,которыеможноизготовитьспомощьюмеханической
геометрии». В девятой главе книги автор пишет: «Достоин нашего исследования вопрос о
том, возможно или невозможно создание такого искусственного устройства, которое
работалобыпопринципусамодвижения,так,чтонастоящеедвижениевсегдавызывалобы
движение последующее. Это великий секрет Искусства, который подобно философскому
камню Природы был предметом изучения для многих утонченных умов в различные годы.
Уместнопоинтересоваться,открыллиэтотсекретодинизнихдонастоящеговремени.Но
еслиэтоислучилось,разобратьсявоткрытиибудетнелегколюбомучеловеку».
Уилкинс, таким образом, довольно скептически относился к идее перпетуум мобиле,
хотя и дал в дальнейшем, вероятно, первую классификацию способов построения вечных
двигателей:
«1.Спомощьюхимическойэкстракции.
2.Спомощьюмагнитныхсвойств.
3.Спомощьюприродноговлияниятяжести».
33.РобертФлудд—врач,алхимикифилософ-мистик,авторрядасочинений,изкоторых
наибольшейизвестностьюпользовалсяогромныйкосмологическийтрактатомакрокосмосе
имикрокосмосе.
34. «Театрами машин» назывались сборники о разнообразных технических
конструкциях, выходившие в Западной Европе в XVII—XVIII веках. Книга русского
механикаАндреяКонстантиновичаНартова(1693—1756)названаавторомвсоответствиис
этойтрадицией«Театруммахинорум».
35. Думается, А. Орд-Хьюм сильно преувеличивает заслуги Беклера. «Театр новых
машин», если исключить из него собственно беклеровские проекты «вечных» мельниц,
представляет собой заурядную компиляцию из ранее изданных аналогичных сочинений
АгостиноРамеллииЯкобадеСтрада.Значительноболеевесомыйвкладвтехникузубчатых
передачвнеслиЛеонардодаВинчи,ДжироламоКардано,ДжуанелоТурриано(1500—1583),
ЖакБессон(ум.1569)идругиеученыеиинженеры,жившиенастолетиераньшеБеклера.
36. Якоб Леупольд (Лейпольд, 1674—1727) — немецкий механик, автор десятитомной
энциклопедии технических знаний «Театр машин» (при жизни автора вышло семь томов).
Каждыйтомсодержалоколо200страницinfolioиз50гравюр,скопированныхсрисунковв
книгах Агриколы, Беклера, Рамелли, Бессона и других авторов. Леупольд, вероятно, был
первым автором, сделавшим попытку разделить машины на отдельные механизмы, их
описать и классифицировать, установить принципы эффективности их действия. Девизом
егокнигбылислова:«Силабезискусствабеспомощна».
37. Агостино Рамелли (1530—1590) был военным инженером у французского короля
Генриха III. Рамелли действительно не упоминает в своей книге перпетуум мобиле, но он
использует идею «вечного» колеса с неуравновешенными грузами в конструкции водяного
черпачногомеханизма(см.:Т.Бек.Очеркипоисториимашиностроения.М.,ГТТИ,1933,
с. 174). Следует упомянуть также, что в XVII веке о вечном двигателе писали Витторио
Цонка(1568—1602),ЯкобдеСтрада(1523—1588)идругиеинженеры.
38. «Первые археологические данные о колесе восходят к культуре народов
Месопотамии. Предполагают, что идея колеса возникла из обычая перетаскивать тяжести
при помощи подкладываемых под них древесных стволов — технический прием,
применявшийся египтянами при транспортировке каменных плит, необходимых для
постройки пирамид. Это предположение основывается также на том, что древнейшие
колеса представляли собой попросту толстые, круглые деревянные диски, неподвижно
соединенные с осью, которая двигалась с колесами. Из числа позднейших
усовершенствований наибольшую важность имело изобретение ступицы и устройство в
деревянном диске промежуточных сквозных выемок. Мало-помалу промежуточные
пространствамеждудеревяннымичастямиувеличивались,пока,наконец,вбронзовомвеке
необразовалисьнастоящиеспицы.КолесасоспицамиделаливМалойАзииужев2700году
до нашей эры... Колесо вошло в орнаментальное искусство высококультурных народов в
качестве мифического символа солнца, божественности и счастья. Об этих мифических
представлениях нам до сих пор еще напоминают некоторые старинные обычаи, как,
например, скатывание с горы горящего колеса в праздник солнца...» (Юлиус Липе.
Происхождениевещей.Пер.снем.,подредакциейС.А.Токарева.М.,ИЛ,1954,с.198—
199).
39. Витрувий Поллион (2-я пол. I века до нашей эры) — римский военный инженер,
автор «Десяти книг по архитектуре», в которых собрал современные ему сведения по
архитектуре, механике, физике и физической географии. Десятая книга посвящена
«искусству построения машин». Здесь описаны грузоподъемные и метательные машины,
водяныеколесаимельницы,насосыит.д.
40. Альбом заметок и эскизов Вилара де Оннекура (Villard или Wilars de Honnecourt)
относят к 1240—1251 годам. В нем содержатся многочисленные зарисовки различных
механизмов и приспособлений и короткие аннотации к ним (см.: J. Drummond Robertson.
Theevolutionofclockworks.London,1931,p.11—15).
41. «...Мы не можем установить достоверно, принадлежит ли этот проект ему или он
только воспроизводит чужую идею. Вилар де Оннекур строил церкви. Может быть, его
навел на эту мысль подвешенный на постаменте металлический барабан с молоточками,
который до сих пор еще в старинных церквах Франции и Германии употребляется вместо
колоколов. Он, вероятно, заметил, что вследствие инерции барабан этот продолжает
вращаться короткое время после того, как по нему перестали бить, и, может быть, у него
тогда зародилась идея, что можно было бы заставить барабан вращаться вечно, прибавляя
всеновыеударымолоточков»(Ф.Ихак-Рубинер.Вечныйдвигатель.М.,1922,с.37).
42.ВсобраниитрактатовизаметокЛеонардодаВинчи,хранящихсявБританскоммузее,
имеется лист, на котором изображены шесть вариантов перпетуум мобиле. Все они
представляют собой различные реализации идеи Внлара де Оннекура (см.: F. М. Feldhaus.
Leonardo,derTechnikerundErfinder.Yena,1913).
Наброскиконструкцийвечныхдвигателейможнонайтиив«Атлантическомкодексе»—
коллекциирукописейдаВинчивМилане.Всеэтоговоритотом,чтовеликийитальянский
ученыйбылхорошознакомсидеейвечногодвижения.Носамонотрицательноотносилсяк
возможностиеереализации:«О,искателипостоянногодвижения!Сколькопустыхпроектов
создали вы в подобных поисках» (Леонардо да Винчи. Избранные научно-естественные
произведения.М.,1955,с.14).43.
43. Генри Диркс, автор книги о маркизе Ворчестерском, вышедшей в 1865 году,
несколькоиначе,чемА.Орд-Хьюм,освещаетфактыегобиографии.
Эдуард Сомерсет, второй маркиз Ворчестерский (1601—1667), с юношеских лет
проявлял интерес к машинам и «хитроумным механизмам». Особенно увлекала его задача
подъемаводынабольшуювысоту,ионпровелмножествоэкспериментоввсвоемродовом
замкеРеглан.ПослепораженияКарлаIмаркизоказалсявИрландии,гдекакярыйроялист
был арестован, лишен состояния и заключен в тюрьму. Вскоре ему удалось бежать во
Францию. Здесь он провел некоторое время при дворе изгнанной королевской семьи, а
затемвкачествесекретногоагентароялистоввернулсявАнглию,гдебылопознанизаточен
в Тауэр. В тюрьме в 1655 году маркиз написал книгу «Век тех имен и образы тех
изобретений,которыеприходятмненапамять»(влитературепоисториитехникиэтукнигу
иногда называют «Столетие изобретений»). В ней содержится описание многочисленных
изобретений,сделанныхилиувиденныхавтором.Книгавышлавсветв1663годуужепосле
того, как маркиз был освобожден из Тауэра. Король Карл II за верность наградил маркиза
обширнымиугодьями,оценивавшимисяв40000фунтовстерлингов.Втомже1663годуакт
английского парламента закрепил за маркизом и его наследниками монопольное право
«извлекать выгоды для установки и эксплуатации его управляющей водой машины» в
течение 99 лет. Последние годы жизни маркиз провел в Воксхолле, лондонском имении
семьи, где с помощью механика датчанина К. Калтоффа построил действующую модель
своеймашины.Онапредставляласобойоднуизпервыхпопытокиспользоватьсилупарадля
подъемаводыизколодцев,шахтит.д.
Изобретение «самовращающегося колеса» и его демонстрация, о чем пишет А. ОрдХьюм, относится, видимо, не к шестидесятым годам XVII века, а к 1638—1642 годам,
поскольку именно в эти годы Уильям Бальфур был лордом-лейтенантом (комендантом)
Тауэра (см.: Н. Dircks. The life, times and scientific labours of the second marquis of
Worcester.London,1865).
44. Жана Теофила Дезагюлье (1683—1744) следовало бы назвать английским ученым,
так как, родившись во Франции, он в трехлетнем возрасте был привезен родителямигугенотами в Англию, где и прожил всю жизнь. Дезагюлье известен своим двухтомным
«Курсомэкспериментальнойфилософии».
45.БиллемЯкобс'Гравезанд(1688—1742)нидерландскийфизик,математикифилософ,
профессор Лейденского университета. Автор нескольких учебников, один из первых
пропагандистовученияНьютонанаконтиненте.ГравезандпосещалКассельв1721и1722
годах.Онверилввозможностьосуществлениямеханическогопрепетууммобилеипытался
обосноватьсвоюточкузрениятеоретически(см.:Ф.Ихак-Рубинер.Вечныйдвигатель.М.,
1922,с.135—138).
46. История «колеса Орфиреуса» описана многими авторами. Вечный двигатель
удачливого жулика приводился в движение спрятанными людьми, в числе которых был и
сам изобретатель, его брат, жена и служанка (она-то и проболталась о тайне своего
хозяина).Орфиреуспыталсяоправдаться,нобезуспешно,ионумерв1745годубедняком.
«Самовращающееся колесо» Орфиреуса наделало много шуму в Европе. Молва о нем
докатилась до Санкт-Петербурга. Петр 1, по словам русского историка П. П. Пекарского
(Наука и литература в России при Петре I, т. 1. 1862, с. 34—35), «сильно»
заинтересовалсяэтимколесомидумал«досамойкончины,какбывоспользоватьсяим...».
По поручению царя этим занимались лейбмедик Арескин, будущий дипломат А. И.
Остерман. В январе 1719 года преемник Арескина Блюментрост обратился к галльскому
профессоруX.ВольфуспросьбойсообщитьсвоемнениеобизобретенииОрфиреуса,однако
Вольфответилуклончиво,высказавпредположение,чтоеслибытайнаколесапопалабыв
рукиразумныхматематиков,тоизнееможнобылобыизвлечьпользу.В1721годуПетрI
посылает И. Д. Шумахера за границу и поручает ему встретиться с самим изобретателем.
Пекарский свидетельствует: «Шумахер предложил ему (Орфиреусу) оригинальный способ
испытания его машины прежде приобретения ее, а именно, пригласив двух известных
математиков,привестипотомихкприсяге,чтоонинеоткроютникомутайнымеханизма,
изобретенногоОрфиреусом,изатемужедопуститькосмотрумашиныдляпроизнесенияо
ней приговора. Орфиреус не хотел и слушать об испытании, твердя: „На одной стороне
положите100000ефимок(joachimstaler—ок.рубля),анадругойяположумашину“.»
В январе 1725 года Петр I собирался отправиться в Германию, чтобы осмотреть
«самодвижущеесяколесо»,нонеуспел:вянваретогожегодаонумер.
47. О магните в той или иной связи писали Пифагор, Аристотель, Гиппократ, Гален,
Платон, Эпикур, Плутарх, Птолемей, Лукреций, Плиний... Китайцы называли его «чу-ши»,
греки—«адамс»и«коламита»,французы—«айман»,индусы—«тхумбака»,египтяне—
«костьОро»,испанцы—«пьедрамант»,немцы—«магнесс»и«зигельштейн»,англичане—
«лоудстоун».Добраяполовинаэтихназванийпереводитсякак«любящий»,«любовник».Так
поэтичнолюдиназываликускимагнетита,обладающегосвойствомпритягивать—любить
—железо.
Название «магнит», утверждает Платон, дано магнетиту Еврипидом, называвшим его в
своихдрамах«камнемизМагнезии».Подругойболеекрасивой,номенееправдоподобной
притчеПлиния,заимствованнойимуНикандра,названиедановчестьволопасаМагнисса,
которыйбудтобыслучайнонаткнулсянаневедомыекамнисчудеснымсвойством—кним
прилипалисандалии,подбитыежелезнымигвоздями.
По-видимому, слово «магнит» в действительности происходит от названия греческой
провинции Магнезия (о магните и магнитных явлениях можно прочитать в книге В.
Карцева.Магнитзатритысячелетия.М.,Атомиздат,1978).
48.Несовсемясно,чтоимеетввидуА.Орд-Хьюм.Известно,чтоРоджерБэкон(1214—
1294)покрайнеймеревтрехсвоихсочиненияхцитировалПерегрино.
49.«Посланиеомагните»,датированное8августа1269года,адресованопикардийскому
дворянинуСигеру.Оносостоитиздвухчастей.Впервойчастиговоритсяозамечательных
свойствах магнита, во второй приводится описание различных приборов, в том числе
магнитного компаса и вечного двигателя, сделанного с «чудесным хитроумием» (см.: P.
Peregrinus.Epistleonthemagnet.Ed.bySilvanusP.Thompson.London,1902).
СочинениеПерегриновпервыебылоопубликованов1558году.
50. И. Тэснериус, архиепископ Кельна в 1558 году, — один из приближенных
императораКарлаV.ПоФ.Ихак-Рубинер,описанныйТэснериусомвечныйдвигательимел
иную конструкцию и состоял из колеса с «тяжелыми полосками железа», вращающегося
относительно«магнитногокамня»(см.:Ф.Ихак-Рубинер.Вечныйдвигатель,с.57—59).
51. Генри Катер (1777—1835) — английский геодезист, изобретатель «обратимого
маятника», прибора для определения ускорения силы тяжести в данном месте. Джон
Плейфэер(1748—1819)—шотландскийматематик.
52.ТрудносогласитьсясА.Орд-Хьюмом:измышленияТеквинаникакнемогутслужить
свидетельством «странных представлений об электричестве», якобы бытовавших в начале
века.Сумасбродныеипрочиененаучныеидеии«теории»,которыхнемалоивнашевремя,
никоимобразомнеявляютсяпоказателемуровняразвитиянаукиитехники.
53. Под гидростатическим парадоксом понимают равенство сил давления жидкости на
днососудовлюбойформыприодинаковойвысотеихстолбов.Следствиемэтогоположения,
доказанного Симоном Стевином, является уравновешивание столбов жидкости в
сообщающихсясосудах.
54. Дени Папена можно было бы назвать вечным скитальцем. Получив медицинское
образование в Анжере, он практиковал здесь до 1674 года, затем переехал в Париж, был
ассистентом у Гюйгенса. Религиозные убеждения заставили его бежать в Англию, где он
нашелприютиработууР.Бойля.1680годПапенвстречаетвВенеции,спустячетырегода
он вновь возвращается в Лондон, в 1687 году занимает место профессора физики в
Марбурге, но вскоре переезжает в Кассель. В 1707 году Папен покидает Германию и с
большимитрудностямидобираетсядоЛондона,гдеиумираетвсемизабытый.
55. Бернулли — семья швейцарских ученых, давшая миру выдающихся математиков,
физиков, механиков. Наибольшую известность получили братья Якоб (1654—1705) и
Иоганн (1667—1748) и сын последнего Даниил (1700—1782). Иоганн Бернулли был
профессоромГранингенскогоиБазельскогоуниверситетов.ВместесЛейбницемпринимал
активноеучастиевразработкедифференциальногоисчисления,занималсявариационными
методамирешениязадач.Емупринадлежитрядценныхисследованийпомеханике.
56. Роберт Бойль, по определению Ф. Энгельса, «сделал из химии науку».
Четырнадцатый ребенок государственного секретаря Ирландии, уже в восьмилетнем
возрастесвободновладеллатыньюифранцузским.Готовилсебякзанятиямфилософиейи
богословием,но,в1654годупереехаввОксфорд,целикомотдалсяфизикеихимиисцелью
«принудить природу дать свои показания». Бойль выполнил многочисленные и
разнообразные физико-химические опыты и открыл, в частности, зависимость изменения
объемагазаотдавления(законБойля—Мариотта).
57. Уильям Конгрев — сын командира королевской артиллерии. Окончил
Кембриджский университет, адвокат, владелец газеты. Примерно с 1804 года, при
поддержке отца, начал работать над усовершенствованием военной ракеты, которая затем
широкоприменяласьвсраженияхподЛейпцигом,приосадеКопенгагена.К1830годуона
былапринятанавооружениебольшинствомевропейскихармий.В1826годуКонгревуехал
воФранцию,вТулузу,гдеиумер.БылчленомлондонскогоКоролевскогообщества,автор
18 запатентованных изобретений (см.: W. Ley. Rockets, missiles and space travels. London,
1958,pp.67—73).
58. Роберт Фултон (1765—1815) — американский изобретатель, создатель первого
практическипригодногопарохода.
59.ТомасАльваЭдисон(1765—1815)—американскийизобретатель,сынэмигрантовиз
Нидерландов.Изобрелфонограф,лампунакаливания,диктофон,железнодорожныйтормоз,
способмагнитнойсепарациирудыимногоедругое.
60.НиколаТесла(1856—1943)—инженер,оставившийзаметныйследкакизобретатель
вобластиэлектро-ирадиотехники.Сербпонациональности,с1884годажилиработалв
США.
61. Кристофер Рен (1632—1723) — английский архитектор, математик, механик, один
изоснователейлондонскогоКоролевскогообщества.ПоегопроектамвЛондонепостроено
свыше 60 зданий, в том числе самый большой в мире собор Св. Павла, в котором он и
похоронен.Эпитафиянаегомогилегласит:«Simonumentumrequiris,circumspice»—«Ищешь
памятник—оглянисьвокруг».
62. Уильям Николсон (1753—1818) плавал гардемарином на «корабле его величества»,
служил в адвокатской конторе, был агентом торговой фирмы в Амстердаме, секретарем и
помощником писателя Т. Холкрофта и, наконец, выпустил в 1781 году «Введение в
натуральную философию», после чего полностью посвятил себя научной журналистике.
Основанныйимв1797годужурналназывался«Журналомнатуральнойфилософии,химиии
искусств».
63. От флорентийских водопроводчиков Галилей узнал, что всасывающие насосы не
могут поднять воду выше 18 локтей (10 метров), но дать правильное объяснение этому
явлению не смог. Это сделал в 1643 году ученик Галилея — Эванджелиста Торричелли
(1608—1647), открывший атмосферное давление и создавший прибор, впоследствии
названныйР.Бойлем«ртутнымбарометром».
64. Аббат Готфейль и X. Гюйгенс независимо друг от друга безуспешно пытались
создать пороховую машину — двигатель, в цилиндре которого вакуум получался путем
охлаждения пороховых газов водой. Превратить этот двигатель в действующий,
работоспособныйпыталсяиД.Папен(см.:И.Я.Конфедератов.Историятеплоэнергетики.
Начальныйпериод(17—18вв.).М.—Л.,ГЭИ,1954,с.78).
65.ТомасТомпион(1639—1713)—английскиймеханик,считается«отцоманглийского
часовогодела».
66. Согласно некоторым источникам, изменения атмосферного давления пытался
использоватьв«вечно»идущихчасахещеКорнелийДреббельидажев1598годуполучилна
своеизобретениепатент(см.:L.Harris.TwoNetherlanders.London,1961,p.132).
67. Джон Эвелин (1620—1706) — один из основателей лондонского Королевского
общества, автор множества сочинений на исторические, политические и моральнофилософские темы. Наибольшую известность как литератору принес ему «Дневник»,
опубликованный в 1818 году. Этот дневник Эвелин вел на протяжении более чем
полстолетия,поэтомуегоможнорассматриватькакдостовернуюхроникусобытийвАнглии
второйполовиныXVIIвека,составленнуюполитикомумеренноготолка,преданнымсыном
англиканскойцеркви.
68. Сын портного Сэмюэл Пепис (1633—1703), окончив Кембриджский университет,
началслужебнуюкарьерускромнымклеркомморскоговедомства,аспустядвадесяткалет,
в1679году,занялпостсекретаряадмиралтейства.Оннеоднократноизбиралсявпарламент,
былпрезидентомКоролевскогообществаидругомИ.Ньютона.Английскиеэнциклопедии
называютего(какиЭвелина)«даиэристом»—человеком,ведущимдневник.Пеписписал
свойдневникшифром.Опубликованныйв1825годушеститомныйдневникПеписаслужит
своеобразным источником сведений о жизни английского общества во время правления
КарлаII.
69. Атанасиус Кирхер (1602—1680) — член ордена иезуитов, профессор математики,
философии и восточных языков в Вюрцбурге и позднее в Риме. Автор сочинений,
содержащих обзор практически всех областей современного ему знания, огромное
количествосамыхразнообразныхсведений,фактов,наблюдений,частосмешных,нелепыхи
неправдоподобных.Живяввек,когдатрудамиКеплера,Декарта,Ньютона,Бойляидругих
естествоиспытателей создавалось Новое Знание, свободное от теологии и слепого
преклоненияпереддогмой,Кирхерпосуществуоставалсянапозицияхстаройописательной
науки и не внес заметного вклада в развитие естествознания. Вероятно, главная заслуга
Кирхера перед наукой — создание при римской иезуитской школе одного из первых
естественнонаучных музеев. Кирхер неоднократно писал о вечном движении, пытался
теоретически обосновать «самовращающееся колесо». Особое внимание он уделял
перпетуум мобиле с использованием магнитов, посвятив им сочинение «Магниты, или
Искусство магнетическое» (см.: P. Connor Reilly. Athanasius Kircher, master of a hundred
arts.Wiesbaden—Roma,1974).
ИезуитКаспарШотт(1608—1666)—ученикКирхеравВюрцбургеиассистентвРиме.
Преподавал моральную теологию и математику в Палермо и Риме, а в последние годы
жизни был профессором физики в вюрцбургской иезуитской школе. Автор объемистых
трудов, в которых следовал стилю и характеру сочинений Кирхера. Книга, о которой
упоминает А. Орд-Хьюм, называется «Достопримечательности техники, или Чудесное
искусство... содержащее описание различных экспериментов и хитростей в пневматике,
гидравлике,гидротехнике,механике,графике,хронометрии,автоматике,кабаллистике...»
70.ДжузеппеКампани(1635—1715)изобрелстанокдляобработкииполировкилинзи
оптических стекол. Это позволило изготовлять лучшие в Европе телескопы и микросколы
(см.: S. A. Bedini. The optical workshop of Giuseppe Campani. — Journal of the history of
medicineandalliedscience,1961,XVI,№1,pp.18—38).
71.
72.КорольЭдуардIIIправилс1327по1377год.
73. А. Орд-Хьюм имеет в виду героя романа английской писательницы Мэри Шелли
(1797—1851) «Франкештейн, или Современный Прометей». Герой романа в результате
длительных экспериментов создает разумное существо, страшное чудовище, демона,
которыйприноситсмертьблизкимученогоиобъявляетвойнувсемучеловечеству.
74.Воткакфранцузскиеакадемикимотивировалисвоерешение:
«Построение перпетуум мобиле абсолютно невозможно. Если бы даже трение и
сопротивление среды в течение длительного времени не смогли уничтожить двигательной
силы, то эта сила могла бы произвести только эффект, равный причине. Если бы мы
захотели,чтобыэффектконечнойсилыпродолжалсяпостоянно,товконечныйпромежуток
времениэффектдолженбылбыбытьбесконечномалым.Еслибыможнобылопренебречь
трением и сопротивлением среды, то тело, которое приведено в движение, могло бы
оставаться в движении, но не оказывать воздействия на другие тела, и перпетуум мобиле,
которыйполучилсябывэтомгипотетическомслучае(чтовприроденевозможно),былбы
абсолютнобесполезен...»(см.:Historiedel'AcademieRoyaledessciences.Paris,1775,4,p.
61).
75.АналогичныеумозаключенияизложенывкнигеЛеоГильберта«Новаяэнергетика»,
изданнойв1912годувДрездене.
Примечания
1
Здесьидалеесм.«Примечанияикомментарии».
2
Машинывечногодвижения.—«СайентификАмерикэн»,1968,январь,т.218,с.114-122.
3
Тридцатилетняя война началась в Германии в 1618 году и после долгих и
кровопролитных сражений окончилась подписанием Вестфальского договора 8 ок​тября
1648года.
4
Подъемник был устроен наподобие корабельной лебедки: вокруг вращающегося вала
натягиваласьве​ревкасосвободнозакрепляющейсяпетлей.
5
Или,посовременнойтерминологии,цевочнымко​лесом.—Прим.ред.
6
1фут=30,48сантиметра.—Прим.ред.
7
1галлон=4,546литра.—Прим.ред.
8
Карл I проиграл битву при Несби 14 июня 1645 года. 30 января 1649 года он был
обезглавлен.
9
Одинтакойпанегирикбылнаписанпо-латынииназывался«Торжествующийперпетуум
мобилеОрфиреуса»,другой(подтемженазванием)былнаписанпо-немецки.
10
Пинта(англ.)=0,57литра,1унция=28,35миллилитра.—Прим.ред.
11
№1751,т.68,2октября1909г.,с.212.
12
КарлуI.
13
ОливеруКромвелю.
14
Илирегуляторуфолио.—Прим.ред.
15
НовойАнглиейназываютгруппувосточныхштатоввСША.—Прим.ред.