Артур Орд-Хьюм

Вечное движение (История одной навязчивой идеи)

Научная редакция, примечания, комментарии Ю. 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 источников по проблемам вечного движения. Признаюсь, поначалу меня смущала даже сама идея создания такой картотеки. Ведь весь мой опыт инженера-механика говорил о том, что создание перпетуум мобиле — дело невозможное. Но по мере того как росла моя картотека, я проникался все большим интересом к вечным двигателям, пытаясь проникнуть в самую сущность проблемы.

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 протяжении ряда лет.

То, что я обнаружил, изучая литературу, было замечательным, волнующим и очень часто удивительным. Я отыскал описания нескольких таинственных механизмов, устройство которых подобно устройству ряда НЛО (неопознанных летающих объектов) не так-то просто объяснить. Убедился я и в том, что большинство изобретателей вечных двигателей не понимали истинного смысла физических явлений, лежавших в основе их механизмов. Но я 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, достаточную для приведения в действие различных машин.

Перед тем как приняться за эту книгу, я долго терзался сомнениями относительно возможного характера изложения материала. Изложить факты без всяких комментариев, создав голый поминальник, и ничего более? А может быть, попытаться провести читателя сквозь историю поисков невозможного, объясняя ему причины краха многочисленных попыток? Я прочитал замечательную книгу Генри Диркса, написанную в прошлом веке и содержащую огромное число сведений о вечных двигателях, и выбрал второй подход.

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 рядом с нами вечное движение, созданное человеком?

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, что авторы заблуждаются, мы должны с полным доверием отнестись к их работе. Вечное движение—проблема серьезная. Это вовсе не та явная глупость, которую некоторые изобретатели преподносят публике. Подобно алхимику, искатель вечного движения находился в плену не собственного невежества, а ограниченных научных знаний своего времени. Эти люди в большинстве своем стремились раздвинуть горизонты науки способом, 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, что в двадцатом столетии их мечты стали в известном смысле реальностью.

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 запаса угля на его борту хватило бы для плавания через Атлантический океан!»{1}[1].

Но чтобы не вызвать у читателя сомнений по поводу мудрости и дальновидности других 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 движения не существует, он, наконец, замолчал».

Артур У. Дж. Орд-Хьюм

Введение

Как только человек установил определенные закономерности в протекании простейших механических процессов, его увлекла возможность создания таких машин, которые могли бы работать сами по себе. Но ремесленнику или мастеровому тех далеких времен с их примитивными и незначительными нуждами создание автоматической машинерии казалось 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 приливы морей. Вода и ветер были в избытке и ничего не стоили, и человек это видел. Силы природы действовали повсюду, и это действие само по себе казалось формой вечного движения. Не было ничего удивительного в том, что природные силы заставляли мельницу молоть зерно, а насос непрерывно качать воду, и люди верили, что существует множество самых разнообразных способов совершать работу для человека, но без его участия.

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 необходимую энергию, не прибегая к помощи лебедок, колес или лошадей. Водяное колесо могло вращать тяжелые жернова и даже тянуть подъемник с мешками зерна до тех пор, пока наступление засухи и другие причины не уменьшали напор воды в потоке.

Но вот математик Архимед (287—212 гг. до н. э.) показал, как поднять воду посредством спирального насоса{2}. И это сразу же сделало достижение цели до смехотворного простым. 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, колесо вращало бы винт, винт поднимал бы отработанную на колесе воду из нижнего резервуара в верхний, эта вода вновь заставляла бы вращаться колесо и т. д. — процесс продолжался бы бесконечно. К тому же для вечной мельницы можно было иметь не постоянно текущий источник, а всего лишь пруд с определенным объемом воды, которую по мере надобности можно было перегонять вверх или вниз. К счастью для мельников, 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 простой схемы.

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 попытки изобретателей.

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, опрометчиво вступивших на тяжкий путь поисков невозможного. Они создавали механизмы, которые отказывались работать, а потом всю жизнь тратили на поиски средств для завершения работы, с самого начала обреченной на провал. Иллюзии, которыми питались эти изобретения, мешали понять всю тщетность их усилий.

Поисками вечного движения занимались также известные и уважаемые ученые, механики и инженеры. Среди них были Ричард (позднее сэр Ричард) Аркрайт, создатель самопрялки{3}, и Джордж Стефенсон, внесший значительный вклад в усовершенствование конструкции паровоза{4}. Что же касается других более или менее известных, то одни приобретали репутацию сумасшедших, других крах иллюзий толкал на самоубийство, 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 тратились целые состояния, а их владельцы так и не смогли понять, как бесконечно далека была от них прекрасная мечта.

Но были во все времена и шарлатаны, причем двух категорий. Одни начинали с честных попыток создать машину вечного движения, но затем осознавали обреченность своих затей 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 другого рода сразу начинали с обмана, полагаясь на невежество толпы, для которой вечное движение представлялось панацеей от всех бед. Их двигатели — средство выколачивания денег из меценатов. Как правило, эти жулики были талантливыми инженерами, возможно, самыми талантливыми из всех изобретателей вечных двигателей. Ведь в отличие от остальных они с самого начала понимали бесплодность своих поисков и поэтому обманом пытались достичь того, на что их менее способные собратья честно тратили значительные 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, банкиры и даже политики, верившие, что они присутствуют при рождении великого открытия, способного совершить переворот в науке и принести им безоговорочное процветание.

Сегодня мы можем лишь посмеяться над той доверчивостью или даже глупостью, с которой наши предшественники относились ко всем этим надуманным проектам. «Tempore mutantur, nos et mutamur in illis» («Времена меняются, и мы меняемся вместе с ними») .

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, они бы увидели то, что в современной науке и технике является общепринятым, и тогда дело могло принять другой оборот.

Современному читателю, живущему в сугубо прагматический век, поиски вечного движения, представленные в виде голых фактов, без исторического фона, могут показаться чуть ли не комичными. Но оглянитесь на несколько веков назад и повремените с оценками. 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 необходимость поисков перпетуум мобиле.

1. Вечное движение и физика

Попытаемся рассказать о законах природы, исключающих возможность создания перпетуум мобиле.

Постройте машину, которая совершала бы работу, большую, чем сообщенная ей энергия, и вы решите проблему вечного движения.

Чтобы вечный двигатель мог работать, он должен сам себя обеспечивать энергией. Иначе говоря, он должен вырабатывать ее в достаточном количестве, не имея никакого внешнего источника.

Представьте, что нужно рассчитать баланс энергии, затрачиваемой на совершение того или иного вида работы, будь то движение океанского лайнера, или забивание гвоздей, или полет со сверхзвуковой скоростью. В любом случае количество затраченной энергии всегда должно быть равно количеству энергии, произведенной или выделившейся в результате совершения работы. Энергия, которую мы не совсем точно называем потерянной, на самом деле не исчезает. Просто она переходит в иную форму, при этом исключается возможность ее дальнейшего превращения в механическую или электрическую энергию. Так получается 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 конечном счете всегда превращаются в тепло.

Эту же мысль можно выразить и иными словами: во всех случаях общая конечная сумма энергии равна ее общей начальной сумме. Энергия не возникает и не исчезает, но переходит 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, но сделаем ли мы это или не сделаем — все равно часть работы, совершаемой двигателем, будет тратиться на тепловые потери.

Все, о чем говорилось выше, и представляет собой существо важнейшего закона природы—закона сохранения энергии, или первого начала термодинамики.

Мы уже говорили, что вечный двигатель должен совершать полезную работу, не имея никаких внешних источников энергии. Проще сказать, в нем не должно сжигаться топливо и к нему не должны прикладываться механические усилия. Существует ряд свидетельств, что именно поиски такой не реализуемой на практике машины заложили фундамент механики как науки. Великие ученые прошлого приняли как аксиому невозможность создания перпетуум мобиле и тем помогли пробиться росткам новой науки.

Порой легко доказать негодность того или иного проекта вечного двигателя и тем самым показать, что данный конкретный способ его реализации не приведет к желаемому результату. Но это вовсе не означает, что автоматически исключается возможность построения перпетуум мобиле другими средствами. Поэтому до тех пор, пока не был четко сформулирован закон сохранения энергии, невозможность создания механического вечного 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 мнение основывалось не на некоторых общих положениях, а на анализе принципа действия отдельных «машин вечного движения». Тщательное рассмотрение очередного проекта всегда обнаруживало какие-нибудь теоретические ошибки, из-за которых двигатель не мог работать, а претензии изобретателя оказывались несостоятельными.

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 препятствие кончались крахом.

Но вскоре было сформулировано еще общее положение, получившее название второго начала термодинамики. Это начало, говоря несколько упрощенно, гласит, что тепло не может увеличиваться самопроизвольно; иными словами, если более нагретое тело привести в контакт с менее нагретым, то будет наблюдаться выравнивание температур, а не увеличение их разности.

Это явление (выравнивание температур) долгое время не имело никакого теоретического объяснения. Впервые сформулированное немецким физиком Рудольфом Юлиусом Эммануэлем Клаузиусом (1822—1888), второе начало термодинамики носило чисто эмпирический характер. Правда, указывалось на аналогию между изменением температуры контактируемых тел и потоком воды, текущей вниз под действием собственной тяжести, но ситуация осложнялась тем, что не удавалось установить, какие же внешние силы управляют 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 этого начала.

В 1875 году вышла в свет знаменитая «Теория теплоты» Максвелла{5}, 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 охлаждать вторую. Результатом этого мысленного эксперимента и будет увеличение тепла в одной части сосуда с газом и уменьшение в другой. Видоизмененное таким образом второе начало термодинамики приобрело вероятностный, а не детерминированный характер.

В конце прошлого столетия физики Больцман{6} и Планк{7} заложили научные основы этого вопроса. Больцман, в частности, показал, что самопроизвольное выравнивание температур двух тел есть результат перехода молекул этих тел из менее вероятного в более вероятное состояние. Гипотетическая передача тепла в направлении от менее нагретого тела к более нагретому в свете этого доказательства возможна, но маловероятна.

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 наблюдаться тенденция к выравниванию его плотности. Было бы по меньшей мере странно, если бы газ, первоначально обладавший равномерной плотностью, вдруг стал бы скапливаться в одной части сосуда, оставляя при этом незаполненное пространство в другой его части. Аналогичное весьма маловероятное явление происходило бы с теплом, переходящим от менее нагретого к более нагретому телу.

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 расположения молекул в пространстве:

А — В, В — А, АВ ← 0, 0 → АВ.

В двух вариантах из четырех в одной половине сосуда возникает вакуум. Следовательно, вероятность такого события равна 1/2, и можно ожидать, что половину времени одна часть 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 ничтожно мала; такое событие может произойти один раз за (10^10)18 лет!

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. Вакуум может создаться и через минуту! Более того, вакуум может возникнуть дважды в течение минуты, но на очень короткое время.

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, которая всегда остается неизменной.

Давайте вновь рассмотрим микроскопический сосуд, в котором находится всего четыре молекулы. Пусть на этот раз две молекулы F_1 и F_2 быстрые, а две другие молекулы S_1 и S_2 медленные.

Допуская, что изменений в плотности газа нет, мы получим шесть различных вариантов расположения молекул в сосуде:

Первые четыре варианта—это случаи, когда в обеих половинах сосуда температура газа одинакова, поскольку современные измерительные приборы дают ее усредненное значение. В двух последних вариантах наблюдается разница температур; вероятность их возникновения для четырех молекул равна 1/3.

С увеличением числа молекул вероятность появления сколько-нибудь заметной разницы температур в двух частях нашего гипотетического сосуда резко уменьшается. Следует также иметь в виду, что в любом объеме газа, температуру которого мы в состоянии измерить или проконтролировать, температура каждой отдельной весьма малой его части постоянно колеблется относительно градуировочной кривой прибора, и в целом газ столь же неоднороден по температуре, как и поверхность океана не является абсолютно ровной.

Итак, вероятность появления заметной разницы температур в газе очень мала. Но все же она существует, и, значит, следует не только признать возможность перехода тепла от менее 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, как утверждал немецкий философ Карл Христиан Планк (1819—1880){8}, существует вероятность, хотя и очень незначительная, что в чайнике, помещенном над огнем, замерзнет вода.

Признание учеными возможности, во-первых, перехода тепла от менее нагретого тела к 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 совершать работу, не вырабатывая энергии и вопреки второму началу термодинамики.

Проект устройства был сперва предложен парижанином Липпманом в 1900 году, а затем в 1907 году Сведбергом из города Упсала (Швеция). В 1912 году Смолуховский{9} опубликовал развернутое теоретическое обсуждение данной проблемы. Он показал, что вряд ли стоит надеяться, будто с помощью устройства, содержащего молекулы газа, удастся накапливать эти столь редкие «отступления» от второго начала, поскольку любое подобное устройство само по себе будет подвержено изменениям на молекулярном уровне. Постоянно происходящее перераспределение скоростей движения молекул уничтожит все перепады температуры, которые предполагалось накапливать в устройстве и которые принципиально необходимы для его работы.

Это доказательство представляется весьма убедительным, хотя и обескураживающим. Замечателен вывод, вытекающий из него: второе начало термодинамики для больших промежутков времени справедливо лишь в статистическом смысле.

Интересно, что спустя тринадцать лет, в марте 1925 года, выступая перед сотрудниками американского бюро стандартов, профессор Дебай{10} 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 промежутки времени энергия может создаваться, а на протяжении длительного времени ее среднее значение будет оставаться неизменным. В предположении Дебая содержится скрытый намек на то, что вечное движение первого рода, то есть истинное создание энергии, представляет собой некую «научную вероятность» и даже «возможность».

Поиски вечного движения можно отнести к числу тех научных заблуждений, которые пришли на смену опытам алхимиков и построениям квадратуристов{11}. Однако столетия, в течение которых умы ученых мужей были заняты подобными тщетными исканиями, обогатили науку знаниями, куда более ценными, чем цели, преследуемые этими фанатиками. Вот что писал по этому поводу в своей «Теории теплоты» Престон: «Алхимики сделали для химии как науки то же, что изобретатели вечных двигателей для натурфилософии. Их поиски неизбежно привели к открытиям величайшей теоретической и практической важности».

Одним из первых осознал важность проблемы вечного движения для экспериментальной науки Симон Стевин, родившийся в 1548 году в Брюгге{12}. 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. Стевин был ярым сторонником десятичной денежной системы и десятичных дробей (напомним, что эти дроби тогда еще не получили повсеместного применения в практике повседневных вычислений); он ввел в физику понятие устойчивого и неустойчивого равновесия. Однако наиболее важным его достижением в контексте данной книги является доказательство закона равновесия тел на наклонной плоскости, которое он получил, показав, что вечного движения не существует{13}.

Рис. 1. Стевин показал, что четырнадцать одинаковых шаров, соединенных однородным шнуром, так располагаются на треугольной раме ABC, что четыре шара, лежащие на наклонной плоскости АС рамы, и два шара, лежащие на плоскости CB рамы, уравновешиваются восемью шарами на кривой AEB.

Его рассуждения сводились к следующему. Вообразим, что на гибкий шнур, соединенный в кольцо, на равном расстоянии друг от друга нанизано четырнадцать шаров, одинаковых по весу. Шнур подвешен на подставку треугольной формы, состоящую из двух 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 состоянии равновесия, либо равновесие отсутствует. В последнем случае начнется движение шаров, которое, однако, не изменит их первоначального расположения на подставке. На участке АЕВ всегда будет восемь шаров, на плоскости АС — четыре, а на плоскости ВС — два. Следовательно, движение такой системы будет непрерывным, иными словами, 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, поскольку четыре шара на кривой АЕ уравновешивают четыре шара на кривой ЕВ. Именно по этой причине и сохраняется равновесие между четырьмя шарами на большей 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. Если теперь принять сумму весов двух шаров за действующую силу, а сумму весов четырех шаров за противодействующую, то получится следующая пропорция:

Это хорошо известное условие равновесия сил на наклонной плоскости, когда направление действующей силы параллельно наклонной плоскости.

Эрнст Мах (1838—1916), австрийский физик и популяризатор науки, высоко ценил труды Стевина. Однако Мах считал, что в большинстве своем выводы фламандского ученого основаны на чисто эмпирических наблюдениях.

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). Это ясно видно из его работы, посвященной сравнению движения тел по наклонной плоскости с их свободным падением. Он предположил, что скорость, приобретаемая телом при движении из точки А в точку В (если пренебречь силой трения), 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, подымался бы выше того уровня, с которого он скатился, независимо от наклона плоскости 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 шнура привязан к гвоздю, вбитому, в стену, на другом конце подвешен тяжелый шар.

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 расхождение высот он отнес за счет сопротивления воздуха.

Рис. 3. Схема эксперимента Галилея.

Затем он видоизменил эксперимент. В точке X справа от вертикально висящего шнура в стену вбивался еще один гвоздь. Теперь шар описывал дугу АМ, а когда шнур зацеплялся о гвоздь, часть шнура СХ прекращала движение, и шар описывал новую дугу МК. Третий гвоздь вбивался ниже точки X, в точке Y, и эксперимент возобновлялся. На этот раз шар, как и раньше, сперва описывал дугу АМ, а затем новую дугу MG. Ученый установил, что каждый шар поднимался на одну и ту же высоту (то есть достигал уровня горизонтальной линии АВ). Следовательно, наклон плоскости (см. рис. 2) не влиял на скорость тела. И хотя скорость, приобретаемая при движении тела из A в С, равна скорости, приобретаемой при движении из A в В, из этого не следовало, что время движения из А в В равно времени движения из А в С.

Вслед за Галилеем Марен Мерсенн (1588—1648){14} категорически отрицал возможность существования вечного движения, а все попытки построить вечный механизм сравнивал с поисками алхимиками философского камня.

Христиан Гюйгенс (1629—1695), по-видимому, был совершенно не знаком с работой Галилея, когда решил с помощью маятника экспериментально доказать, что центр тяжести 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 других естественных явлений и прежде всего магнитного притяжения и отталкивания{15}.

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»{16} таким общим понятием, как работа и энергия, отведена второстепенная роль. Но в следствии к третьему закону движения Ньютон формулирует следующее положение: «Количество движения, получаемое как сумма количеств движений, когда они совершаются в одну сторону, и как разность, когда они совершаются в стороны противоположные, не изменяется от взаимодействия тел между собою»{17}.

Отсюда до закона сохранения энергии рукой подать.

Манн в книге «Обучение физике», касаясь ньютоновского отношения к вечному движению, замечает: «Трудно представить себе, чтобы Ньютон не осознавал, что вечное движение невозможно, тем более, что Галилей и Гюйгенс интуитивно уже пришли к такому заключению. Гораздо вероятно предположить, что, понимая сущность проблемы, он просто не упоминал о ней в своих книгах. Поскольку учение о теплоте находилось тогда в зачаточном состоянии, он не мог говорить о вечном движении с той строгостью, с которой он рассматривал другие вопросы механики».

Роже{18}, критикуя электрическую контактную теорию Вольта{19}, интуитивно использовал идею отрицания вечного движения. В книге «Гальванизм», вышедшей в свет в 1832 году{20}, он писал: «Все силы и источники движения, причины которых нам известны, при совершении ими свойственных им действий иссякают в той же мере, в какой эти действия возникают, а отсюда вытекает невозможность непрерывного образования ими эффекта, или, другими словами, они не могут вызывать непрерывно возникающего движения. Однако электродвижущая сила, которую Вольта приписывает находящимся в контакте металлам и которая, пребывая в свободном состоянии, является источником электрического движения, никогда не иссякает и продолжает использоваться с неуменьшающейся интенсивностью, производя непрекращающееся действие. Справедливость такого положения можно опровергнуть бесчисленными действиями».

Эти рассуждения появились всего за несколько лет до того, как был четко и строго сформулирован закон сохранения энергии.

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 оставалась выдающимся вкладом в понимание проблем энергетики.

Примерно в то же самое время Фарадей использовал идею отрицания вечного движения в своих рассуждениях, опровергающих контактную теорию Вольта{21}.

Вернемся, однако, к законам, препятствующим созданию перпетуум мобиле.

Первое начало термодинамики гласит, что при совершении определенного количества механической работы всегда выделяется эквивалентное количество тепла. Поэтому энергия переходит из одной формы в другую, но не создается и не уничтожается. Повторю, что именно на этом положении основывается закон сохранения энергии.

Второе же начало термодинамики — в простейшей его форме — утверждает, что количество тепла не может увеличиться без совершения дополнительной работы (или, как мы уже говорили, не может переходить от менее нагретого тела к более нагретому).

Немецкий врач Юлиус Роберт Майер (1814—1878), размышляя над сущностью первого закона термодинамики, писал в 1842 году: «Возникнув, сила не может исчезнуть, она может лишь видоизменить свою форму»{22}. Другой выдающийся ученый Герман Гельмгольц (1821—1894), будучи еще молодым человеком, смог убедить ученый мир в том, что первый закон термодинамики верен{23}. Двадцатишестилетний естествоиспытатель представил на суд физического общества в Берлине свою работу, озаглавленную «О сохранении силы». 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, что все попытки построить вечный механизм кончились неудачей.

С подобной аксиомы и начал свою работу Никола Леонар Сади Карно (1796—1832), французский физик и один из первых теоретиков паровых машин. Отрицание вечного движения легло в основу многих его выводов по теплотехнике. Книга Карно «Размышления о движущей силе огня» (1824) заложила фундамент второго начала термодинамики{24}.

Стэнли Ангрист справедливо заметил, что проекты некоторых вечных механизмов не противоречили первому началу термодинамики, поскольку ни трение, ни электрическое сопротивление не влияли на их работу[2]. Тем не менее эти перпетуум мобиле также не были 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 превращение некоторого количества тепла в то же самое количество работы, невозможен по той простой причине, что часть тепловой энергии неизбежно теряется. В паровой машине основные потери тепла (тепловой формы энергии) происходят из-за трения, нагрева самой машины и передачи тепла в окружающее пространство.

Карно тщательно изучил замкнутый цикл работы паровой машины, в течение которого вода нагревается до превращения в пар, пар движет поршень, затем конденсируется, превращаясь в воду, вновь поступающую в котел машины. Он пришел к заключению, что в процессе охлаждения и конденсации пара происходят неизбежные потери тепловой энергии и поэтому преобразование тепла в движущую силу «определяется исключительно температурой тел, между которыми происходит передача калорий» (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 передаваться от более нагретого к менее нагретому.

Идеи Карно были развиты Клаузиусом. Он ввел в науку термин «энтропия», характеризующий количество безвозвратно потерянного тепла.

Ангрист пишет: «Современная формулировка второго начала термодинамики, гласящая, что энтропия постоянно увеличивается, возникла из более ранних представлений о направлении движения тепла. Поскольку общее количество энергии во Вселенной постоянно, оно не может уменьшаться или увеличиваться. Вместе с тем движение теплоты сопровождается неизбежными потерями. Поэтому наступит такое время, когда во Вселенной установится одна и та же температура. Поскольку при этом не будет более разницы температур между отдельными телами, а следовательно, по терминологии Карно, и переноса калорий, не будет совершаться работа. Этот неизбежный конец мира называют иногда „тепловой смертью“{25}. Мы же говорим о нем по следующей причине. Если бы удалось создать вечный двигатель, работа которого противоречила бы второму началу термодинамики, то это позволило бы не только локально приостановить рост энтропии, но даже добиться ее уменьшения. Этот факт, что в среднем энтропия непрерывно растет, не исключает, конечно, возможности ее случайного локального уменьшения. Просто вероятность такого события слишком мала».

Пожалуй, так же мала, добавим мы, как и в описанном выше случае с чайником, в котором вода в принципе может замерзнуть вместо того, чтобы закипеть. Химик Генри Бент 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 пятнадцать квадриллионов раз подряд без единой ошибки ударить по нужным клавишам и таким образом напечатать все, что создал Шекспир.

2. Вечные двигатели XVI и XVII столетий

Ранние искатели вечного движения редко доверяли бумаге свои мысли и изобретения, и хотя большинство первых печатных книг касалось наук и ремесел, лишь в некоторых из них можно найти упоминание о перпетуум мобиле.

Вечный двигатель описан в очень старой санскритской рукописи по астрономии «Сиддханта Сиромани», относящейся к первой половине V века нашей эры. Он представлял собой колесо, имевшее на внешнем ободе два ряда отверстий одного диаметра, расположенных зигзагообразно на равном расстоянии друг от друга. Отверстия были заполнены ртутью и плотно закрыты. Утверждалось, что такое колесо, установленное на оси и пущенное в движение, будет вращаться бесконечно долго само по себе{26}.

Значительно позднее появилось сочинение под странным названием «Пещера медицинской магии», написанное Марко Антонио Зимарой. Итальянский философ, врач, астролог и алхимик Зимара родился в Галатино около 1460 года и умер в Падуе то ли в 1523, то ли в 1532 году. В течение долгого времени он был профессором философии и медицины в Падуе и Неаполе.

Зимара был исследователем и критиком Аристотеля и его приверженца — Альберта Великого, чьи работы по физике и метафизике он опубликовал в 1518 году в Венеции{27}. 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 мистический и астрологический характер.

Рис 4. «Вечная» ветряная мельница Марко Антонио Зимары.

Нас, конечно, больше всего интересуют не медицинские изыскания Зимары, а описанный в упомянутом сочинении странный вечный двигатель, не «требующий для своей работы ни воды, ни грузов». К сожалению, в этом написанном латынью трактате отсутствуют иллюстрации, что очень затрудняет чтение. Поэтому по просьбе исследователя творчества Зимары профессора Кастена Толмейджа из Висконсинского университета художник Б. Л. Поттервельд сделал рисунок «вечной ветряной мельницы», строго придерживаясь текста трактата и особенностей художественного стиля эпохи Возрождения.

Вот как Зимара описывал свой двигатель:

«Руководство к конструированию

Машины Вечного Движения, не требующей для работы ни воды, ни грузов

Постройте вращающееся колесо с четырьмя или более лопастями или крыльями, наподобие колеса ветряной мельницы. Напротив колеса установите два или три мощных 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 изобретательности мастера). Воздух, выходящий из кузнечных мехов и дующий в лопасти колеса, заставит его непрерывно вращаться; сами же кузнечные мехи под действием вращающегося колеса будут постоянно раздуваться. И это, надо думать, не абсурд, а отправная точка для исследования грандиозного явления — вечного движения; я нигде не читал о подобном устройстве и не знаю никого, кто бы его разработал».

Видимо, Зимара искренне верил в то, что он первым выдвинул идею вечного двигателя. Но, вероятно, самый старый способ построения перпетуум мобиле заключался в использовании колеса, несущего насаженные на него рычаги. Длина рычагов в процессе вращения колеса автоматически изменялась под действием силы тяжести. Описание вечных двигателей этого типа будет дано в следующей главе. Примерно в это же самое время были 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 магнитных полей, изменяющих влияние силы тяжести.

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 ветряной мельницы в действие.

Глядя на рисунок мельницы, хочется вслед за Толмейджем заметить, что изображенный на нем странный ландшафт, одежды и позы двух философов, непропорционально увеличенные ручные кузнечные мехи как нельзя лучше имитируют характер иллюстраций в итальянских изданиях начала шестнадцатого столетия{28}. 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, художник вправе был изобразить его в виде трех рычагов, прикрепленных к краям колеса. Совершенно очевидно, что, для того чтобы колесо пришло во вращение, движения рычагов должны быть строго согласованны.

По характеру действия это приспособление напоминает то, что на языке современной техники именуется трехколенчатым кривошипом. В XVI веке оно действительно должно было составить честь изобретательности мастера!

Кривошипы изображены на нескольких набросках, выполненных Леонардо да Винчи (1452—1519). И хотя великий итальянец не опубликовал их, многие писатели утверждают, что видели эти рисунки вскоре после смерти ученого. Врач Георг Агрикола (1494—1555), автор сочинения «О металлах, в XII книгах», опубликованного в Базеле через год после его смерти, приводит несколько любопытных рисунков кривошипов и маховиков{29}. Интересно изображение двухколенчатого кривошипа, о котором, по всей вероятности, Зимара не имел представления. Есть в книге и рисунок огромных кузнечных мехов, приводимых в действие посредством рычага и используемых для поддува воздуха в печь. Агрикола называет их «сильно увеличенной копией распространенного в обиходе приспособления для раздувания огня». По своей конструкции эти мехи подобны описанным Зимарой.

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 шагу ставя в тупик несведущего в оккультных науках читателя.

Абрахам Вольф в своей «Истории науки, техники и философии в XVI—XVII веках» усматривает следующую связь между изобретением маховика и идеей получения энергии из 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 Агрикола сделал гораздо меньше ошибок, чем его современники, писавшие на ту же тему».

Если верить запискам Томаса Тимме, голландский химик и натурфилософ Корнелий Дреббель (1572—1634) сконструировал механизм, имитирующий движение Солнца и Луны по небосклону (не было ли это ранней моделью планетария?) и демонстрировал его перед английским королем Иаковом I (правившим с 1603 по 1625 год). Механизм приводился в действие с помощью «огненного духа», находящегося в оси колеса{30}.

Эдуард Сомерсет маркиз Ворчестерский (1601—1667), которому приписывают создание 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» под номером XXI, озаглавлено «Ведерный фонтан».

«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 великого математика Клаудиуса в Риме{31}; автор преподнес это устройство в подарок одному кардиналу. Я не стремлюсь присвоить себе труды других, поэтому если я упоминаю о некотором изобретении, я обязательно называю имя изобретателя».

Описание под номером LV названо «Двойной водяной винт».

«Двойной водяной винт; внутренний винт предназначен для подъема воды; по нисходящей резьбе внешнего значительно более короткого винта вода стекает вниз; кроме того, имеется экстраординарное средство для вращения винта и подъема воды».

В книге приведены сведения и о других водяных машинах, создатели которых находились, вероятно, под влиянием идеи вечного движения. Например, описано устройство, в котором вода автоматически убывает и прибывает (или механизм, состоящий из баков с водой, постоянно наполняющихся и опорожняющихся). Наиболее интересным, на мой взгляд, является самовращающееся колесо. Об этом механизме я подробно расскажу в следующей главе.

Идея вечного движения не ускользнула из поля зрения и английского епископа Джона Уилкинса (1614—1672). В своем сочинении «Математическая магия» он пишет о том, что вечное движение создается «химическим притяжением», возникающим при перемешивании 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{32}. Я еще вернусь к рассказу об изобретениях этого духовного лица.

XVII и XVIII века отмечены большим количеством теоретических и практических работ инженеров-механиков.

Сегодня их книги дают нам представление не только об инженерном искусстве тех 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), оставил много хорошо иллюстрированных описаний механизмов, которые использовались в те времена в повседневной жизни{33}. В одном из его сочинений, опубликованном в 1618 году, рассказывается о проекте мельницы замкнутого цикла, в котором использованы водяное колесо, архимедов винт и резервуар с водой.

В Германии несколько позже жили два выдающихся механика, работы которых отличались неудержимым полетом фантазии. Один из них, Георг Андреас Беклер, опубликовал в 1686 году в Нюрнберге замечательное сочинение, переизданное затем в 1703 году. Книга, названная автором «Театром новых машин»{34}, была написана в виде очерка о 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 или с помощью поворотных механизмов».

Рис. 5. Мельница замкнутого цикла, предложенная Робертом Флуддом в 1618 году. Для ее работы нет необходимости в непрерывно текущем потоке воды. Лишь спустя два столетия после смерти Флудда стало ясно, что закон сохранения энергии исключает возможность существования такого устройства.

Но не столько из названия книги, сколько руководствуясь знанием исторической обстановки, сложившейся в Германии в столетие, последовавшее за окончанием Тридцатилетней войны[3], читатель поймет, что знакомство автора с техникой того времени почти полностью ограничивалось разного рода мельницами. В большинстве своих изобретений, безотносительно к виду используемой движущей силы, Беклер вплотную подошел к открытию принципа зубчатой передачи{35}.

Инженеры семнадцатого столетия не обладали ни теоретическими познаниями, ни техническими возможностями для того, чтобы сконструировать зубчатые колеса, которые сцеплялись бы с минимальным трением. Вообще в те времена люди еще плохо представляли себе, что такое трение, хотя и использовали это явление в мельничном деле для транспортировки мешков с мукой[4].

Столь обычная сегодня конструкция шестерен, сцепленных с зубчатыми колесами большого диаметра, тогда еще только появилась. Но проблема изменения оси вращения на 90° уже была решена изобретением катка (wallower), приводимого в действие корончатым колесом (деревянное колесо, по окружности которого на одинаковом угловом расстоянии друг от друга закреплены небольшие штыри) или колесом, на ободе которого имелись зубцы, перпендикулярные его оси. Каток иногда назывался роликовым колесом, 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 периферии был просверлен ряд отверстий. Кроме того, в центре дисков также были сделаны отверстия, через которые пропускался вал или ось механизма. Эти отверстия имели, как правило, квадратную форму, предохранявшую каток от проворота на оси.

Диски насаживались на вал на некотором расстоянии друг от друга, необходимом для работы всего механизма. Сквозь отверстия на периферии дисков пропускались деревянные 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 осуществлялась соответственно перпендикулярно или параллельно ведущей оси.

Все это описано в «Театре новых машин». Самым же впечатляющим в книге Беклера является постоянное стремление автора идейно связать излагаемый материал с представлениями о вечном движении.

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 было скрыто, что купля-продажа воды происходит как бы в пересчете на единицу энергии, 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 подниматься вверх и вновь совершать работу. Позднее умудренные опытом инженеры стали накапливать энергию, сооружая запруды со шлюзными воротами и создавая в них запасы воды для того, чтобы работа мельниц не прекращалась в засушливые периоды, когда естественный приток воды прекращался.

Инженерам позднего средневековья и Возрождения был известен по крайней мере один весьма надежный способ подъема воды на определенную высоту: если конец трубки, скрученной наподобие резьбы винта, опустить в воду, то она начнет подниматься вверх по трубке до тех пор, пока последняя будет вращаться. Это странное, но тем не менее идеально работающее изобретение, вошло в историю техники под названием архимедова винта. Теперь мы понимаем, что трубка архимедова винта должна была вращаться с помощью какой-то внешней силы.

Этого, однако, не знали люди средневековья, которые с искренним удивлением задавали вопрос: «Что может быть проще, чем соединить такой винт с водяным колесом мельницы? Ведь тогда мельница будет вращать винт, а винт приводить в движение мельницу!»

Рис. 6. Георг Амдреас Беклер описал большое количество самодвижущихся мельниц на 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 применен для подъема воды, а колесо, напоминающее турбину, — для вращения жерновов 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 единственным и неповторимым гением-теоретиком (да и практиком тоже). Он свято верил в правоту выдвинутых им положений и походил тем самым на бесчисленное множество других «гениев», которые на протяжении многих лет горько жаловались на тупость и бездарность механиков, не умевших воплотить столь очевидные и ясно изложенные идеи в практически действовавшие механизмы. Интересной особенностью беклеровских вечных двигателей с архимедовым винтом является форма лопастей, очень напоминающая лопатки современных турбин.

Еще одно средство для подъема воды, приводящей в движение мельницу, состояло из ряда бачков, прикрепленных к веревке и образующих замкнутую цепь. 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 время вращаться, но и давать энергию, достаточную для работы водяного насоса. Колесный насос одного из вечных механизмов Беклера изображен на рис. 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»{36}. 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, создаваемый грузами на одной его стороне, всегда будет превышать суммарный момент от грузов на противоположной (?!) 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, мы должны быть им признательны за то, что они оставили нам письменное изложение знаний по механике и технике того периода, когда создание книги требовало поистине самоотверженных усилий. Уместно заметить также, что инженеры XVII века часто заблуждались, но никого никогда не дурачили. Этим они выгодно отличались от многих изобретателей более позднего времени.

Интересно, что вера в винт Архимеда как в средство для решения проблемы вечного движения была разрушена не кем иным, как Уилкинсом, епископом Честерским. Его книга «Математическая магия» вышла в свет в 1648 году, то есть на тридцать восемь лет раньше беклеровского «Театра». Уилкинсу было тогда тридцать четыре года, и, подобно многим духовным лицам XVII века, он был еще и ученым и писателем. Решив заняться разработкой (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: «Если рассматривать эти механизмы совместно, то может показаться, что построить вечный двигатель не так уже сложно. Для этого достаточно иметь водяное колесо, по которому бы опускался, приводя его в действие, ранее поднятый вверх поток воды. Это колесо вращало бы винт, поднимавший такое количество воды, которое было необходимо для движения всей машины в целом. Движение это было бы непрерывным, поскольку количество воды, выносимое вверх вращающимся винтом, равняется количеству воды, падающему по колесу вниз. Если же окажется, что действия воды на одно колесо недостаточно для приведения в движение архимедова винта, то почему бы не использовать несколько колес: два, три — словом столько, сколько позволяют размеры всей машины.

Рис. 7. В 1648 году епископ Уилкинс тщательно изучил действие архимедова винта и пришел к твердому убеждению, что на основе этого устройства невозможно создать вечный двигатель.

Обратимся теперь к рисунку. Здесь деталь LM, изображенная внизу, представляет собой деревянный цилиндр, в котором вырезан спиральный желоб. В устройстве этот цилиндр закрывается жестяными пластинами АВ. Три водяных колеса отмечены буквами H, I, K, а расположенный внизу резервуар с водой — буквами СD. При вращении цилиндра вся вода, которая поднимается им из резервуара вверх, будет поступать в сосуд Е, а из этого сосуда выливаться на колесо Н и, следовательно, вращать и колесо и весь винт в целом. Если же для вращения винта количества воды, падающего на колесо H, окажется недостаточно, тогда можно будет использовать воду, стекающую с этого колеса в сосуд F и попадающую далее на колесо I. В результате этого сила действия воды удвоится. Если же и этого окажется недостаточно, тогда вода, поступающая на второе колесо I, может быть направлена в сосуд 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 вращения винта)?

Когда я впервые сделал такое открытие, то едва удержался от того, чтобы, подобно Архимеду, не закричать „Эврика!“. Этот способ создания вечного движения казался мне столь безупречным, что вряд ли можно было бы найти против него какие-либо возражения. Однако после целого ряда попыток я пришел к выводу о полной несостоятельности своего замысла. Устройство не будет работать по двум причинам. Во-первых, вода, которая подымается наверх, не образует сколько-нибудь значительного потока, устремляющегося затем вниз. Во-вторых, этот поток, даже в виде каскада, не способен вращать винт».

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 механизма и четко уяснил для себя причины идейной несостоятельности проекта. Если бы все изобретатели вечных двигателей следовали примеру славного епископа и, прежде чем предавать свои изобретения гласности, столь тщательно оценивали их! Например, уже знакомый нам Роберт Флудд предложил в 1618 году аналогичный вечный двигатель, но не 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 распространена в XVI и XVII веках идея создания вечного двигателя?

В 1588 году в Париже увидел свет классический компендиум различных машин и механизмов эпохи Возрождения, принадлежавший перу Агостино Рамелли{37}. 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 разборные понтонные мосты, переносные ручные инструменты для разрушения подъемных решеток крепостных ворот и снятия этих ворот с петель, прицелы для пушек и т. д. Рамелли был, несомненно, высокоталантливым инженером, любопытно, однако, что в его работе мы не встречаем никаких упоминаний о вечных механизмах. Некоторые предложенные им «хитроумные машины» близки к идее вечного двигателя, но все они имеют чисто практическое назначение. Вернее всего предположить, что, если бы Рамелли действительно был знаком с этой идеей, он наверняка попытался бы создать вечный механизм и оставил бы его описание. Отсутствие же перпетуум мобиле в его книге свидетельствует о том, что сама идея вечного движения в XVI веке находилась еще в зачаточном состоянии.

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 «Инглиш микэник». Вот что писал изобретатель: «На рисунке буква А обозначает 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 вследствие действия силы тяжести ртуть перетекает на лопастную площадку Е (мы назвали ее так за неимением более подходящего термина). Лопасти представляют собой перегородки между различными секторами площадки. Ртуть, попавшая в секторы площадки, 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 подхватит ртуть и вынесет наверх».

Рис. 8.

Нужно отдать должное творческой мысли изобретателя, выбравшего очень тяжелую и подвижную жидкость для приведения в действие «лопастной площадки». Жаль только, что это тяжелое вещество — ртуть — должно было подниматься с помощью винта. Мы-то ведь знаем, что это невозможно. Если бы этот изобретатель мог соединить знания инженера- механика 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,что такой проект даже менее реален, чем предыдущий. Тем же, кто убежден, что нет вещей более неосуществимых, чем просто неосуществимые, я позволю себе напомнить поговорку времен второй мировой войны: «Невозможное мы совершаем мгновенно, а на чудеса требуется больше времени».

3. Самовращающиеся колеса и неуравновешенные грузы

Можно смело утверждать, что все ранние попытки построить вечный двигатель связывались с созданием такого колеса, которое вращалось бы само по себе. Нетрудно понять, почему именно колесо оказалось в центре внимания изобретателей, 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 водяное колесо, с помощью которого мололось зерно на мельницах, или различные колеса, 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 вращающегося колеса) придавали на практике столь разнообразные формы{38}.

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, посмотреть на отполированные детали зубчатых передач, чтобы убедиться в том, что первые создатели колесных механизмов слишком мало значения придавали проблеме трения. Многие из них, как мне кажется, неосознанно верили, что трение — это некое постоянное свойство, присущее любому механизму. Единственный путь для уменьшения его влияния они видели в том, чтобы создавать устройства как можно большего размера, полагая, что, чем больших размеров будет механизм и чем больше в нем будет разных колес, тем ближе они подойдут к созданию механизма, в котором трение вообще отсутствует. Потом останется ввести в конструкцию машины какой-нибудь элемент (пусть это будет еще одно колесо или черпак для воды), и можно будет не только полностью преодолеть силу трения, 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. Ведь если мы попытаемся представить, что у нас нет ни опыта, ни знаний людей двадцатого столетия, то вечное движение действительно может показаться одним из явлений природы, которое нужно использовать с наибольшей для человека пользой.

В 70-х годах прошлого столетия немецкий филолог Гейгер выдвинул весьма интересную гипотезу и вскоре отыскал убедительные доводы того, что буддистские молитвенные колеса (на которых укреплялись тексты молитв верующих и которые вращались под действием силы воды) были первым вариантом водяного двигателя.

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 множество создателей вечных механизмов. Существует одно непременное условие работы этого простейшего водоподъемника: чтобы персидское колесо вращалось, его диаметр должен быть больше той высоты, на которую нужно поднять воду.

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 потоком речной воды.

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, выливают воду и пустыми совершают вращение с колесом, пока снова не погрузятся в воду.

Существовал вариант персидского колеса, в котором вместо черпаков использовались полые изогнутые трубки. Иногда такое устройство называли насосом де ла Фейе. Он годился для подъема воды только до уровня оси колеса. Работал он за счет наполнения водой полых трубок через отверстия на ободе. Во время вращения колеса вода выливалась из трубок в водоприемник, расположенный ниже его оси. На репродукции очень старой гравюры изображены и полые трубки, и качающиеся черпаки.

Существовал еще один вариант персидского колеса, получивший название рогатого барабана.

Персидское колесо почти полностью вышло из употребления к 1840 году, но на протяжении многих столетий оно с успехом использовалось на ирригационных работах, не требуя почти никакого ухода за собой. Колеса вращалось и совершало необходимый объем, работы в тех случаях, когда имелся достаточно мощный поток воды. При этом, однако, оно расходовало гораздо больше энергии, чем может показаться на первый взгляд. Приблизительные оценки показывают, что эффективность устройства (за исключением того 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 могла подниматься и стоячая вода из водоемов.

Персидское колесо было грубым вариантом устройства, известного еще Витрувию{39} 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. Такое же устройство, получившее название черпакового колеса, использовалось в начале прошлого столетия для осушения болот в Восточной Англии. Эти колеса, приводимые в действия паровыми машинами, оказались более эффективными, чем насосы и ветряные мельницы голландского типа, ранее применявшиеся для этих же целей.

Еще одним вариантом персидского колеса была noria, хорошо известная в прошлом веке 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 сделано из бамбука и приводилось во вращение потоком речной воды. Оно несло двадцать черпаков, которые поднимали за один оборот двенадцать галлонов воды[7]. Совершая четыре 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 расходуемой энергии) никогда бы не окупились.

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, очевидная простота которого не давала повода усомниться в том, что оно будет работать. За счет использования нескольких цепей с черпаками можно было поднять воду на большую высоту, на промежуточных высотах передавая дополнительное количество энергии на центральный вал. После этого вода падала вниз на водяное колесо, приводя все устройство в движение.

Колеса, вращаемые силой воды или ветра, — это легко осуществимая затея. Подлинным же испытанием для изобретателя вечного двигателя являлось создание такого колеса, которое вращалось бы без воздействия внешней силы.

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 практического применения не получила.

Из тех отдаленных времен, когда появилась упомянутая нами санскритская работа по астрономии, мы перенесемся в тринадцатое столетие и рассмотрим наброски, оставленные архитектором Виларом де Оннекуром (их оригинал в настоящее время хранится в Париже){40}. 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 посредством ртути».

На рисунке, сопровождающем описание, изображено четыре деревянных молоточка, расположенных на опускающейся части колеса, и три молоточка — на его поднимающейся 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 верхней части опускающейся стороны колеса, оно будет вращаться до полного износа. Но — увы! — единственный способ осуществить такое вращение заключается в использовании какой-нибудь внешней силы для движения молоточка. И опять наши поиски окончились неудачей — наши и Вилара де Оннекура{41}.

Рис. 11. Вариант «вечного» колеса с навешенными на ободе деревянными молоточками.

Двумя столетиями позднее Леонардо да Винчи сделал наброски шести конструкций перпетуум мобиле. Однако до сих пор неизвестно, являются ли они его изобретениями или заимствованы у других авторов{42}. Начиная с этого времени многие создатели вечных двигателей направляли свои усилия на конструирование различного рода автоматически вращающихся колес.

К 1685 году искатели вечного движения все еще пытались использовать кажущиеся магическими свойства «быстрого серебра» (ртути) для вращения колес. Спицы неуравновешенных колес делались полыми, и на конце каждой из них помещался кожаный мешок. Ртуть должна была вытекать из особого резервуара, как только в процессе вращения колеса он оказывался выше горизонтальной оси. По внутреннему каналу спицы она попадала в мешок на опускающейся стороне, ускоряя таким образом вращение. Однако и для тех изобретателей, которые использовали в своих колесах ртуть, и для тех, кто в целях экономии заменял ее свинцовыми шариками, вечное движение оставалось несбыточной мечтой. Все их попытки кончались неудачей.

Рис. 12. Колесо, вращающееся вечно, является самым старым заблуждением изобретателей перпетуум мобиле. В процессе вращения искривленные спицы далеко отбрасывают тяжелые шары на одну сторону колеса, а затем выносят их к центру на другой его стороне. Однако сумма моментов движения шаров относительно центра вращения всегда остается постоянной, и, следовательно, вечное вращение невозможно.

Тогда же появилось несколько странных механизмов, которые принесли их авторам шумную, но быстро проходящую славу создателей перпетуум мобиле. Прежде чем подробно рассказывать об этих устройствах, мне хотелось бы напомнить читателю о том, что создавались они в такое время, когда мир был более доверчив и менее искушен, чем сегодня, и поэтому умному и ловкому человеку тогда было гораздо легче одурачивать окружающих.

Рис. 13. Реконструкция колеса, построенного маркизом Ворчестерским. Вращение колеса предполагалось поддерживать с помощью укрепленных на шнурах тяжелых грузов.

Первая таинственная история о самостоятельно вращающемся колесе рассказана маркизом Ворчестерским в его книге «Столетие изобретений». В описании изобретения, названного маркизом «полезным изменением центров» и включенного в книгу под номером LVI, говорится: «Необходимо обеспечить, чтобы все грузы на опускающейся стороне колеса постоянно находились дальше от его центра, чем грузы на его поднимающейся стороне. 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 большой свитой своих подданных».

«Колесо в окружности имело четырнадцать футов и несло сорок грузов, каждый весом в пятьдесят фунтов. Сэр Уильям Бальфур, тогдашний комендант Тауэра, и еще несколько лиц могут подтвердить это. Все они видели: до того как эти большие грузы проходили положение равновесия в нижней точке колеса, они откидывались на фут дальше от центра, а по мере того как они поднимались вверх, они сдвигались на фут ближе к центру. Судите о последствиях сами».

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 четырнадцать футов в диаметре и две тысячи фунтов веса, оно, должно быть, 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 технические возможности оставались неизвестными широкой публике.

Многие писатели прошлого намекали на то, что маркиз Ворчестерский изобрел вечный двигатель. Однако, как я уже говорил, иллюзорная идея вечного двигателя владела умами людей задолго до семнадцатого столетия. Наверняка маркиз знал, что его усилия не увенчались успехом. Я уверен, что он оправдывался перед самим собой, рассуждая, что его 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 машин вечного движения.

Механиком у маркиза Ворчестерского служил некто Каспар Калтофф, и нет сомнений в том, что колесо он собирал в спешке, чтобы успеть выставить его для обозрения по случаю визита Карла II в Тауэр. Существует предположение, что вскоре после этого маркиз прекратил работу над своим двигателем.

Несколькими годами раньше он занимался усовершенствованием изобретенной им «машины, управляющей водой» (water-commanding engine), проводя многочисленные эксперименты в своем замке Реглан в Монмаутшире. После поражения Карла I в борьбе за власть[8] Эдуард Сомерсет маркиз Ворчестерский бежал во Францию. Когда же, 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 покровительством акта английского парламента до конца своих дней продолжал трудиться над улучшением своей машины, в конечном счете лучшим своим изобретением. Маркиз не 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{43}.

Примерно в 1715 году инженер-механик (в те времена людей этой профессии называли просто механиками) саксонец Иоганн Эрнст Элиас Бесслер (1680—1745) изобрел машину, наделавшую много шума по всей Европе. Вскоре после этого Бесслер сменил свое имя и взял другое — Орфиреус, составленное, как он говорил, из двух рядов букв, между которыми располагалось его настоящее имя и из которых поочередно были выбраны буквы верхнего и нижнего рядов. В молодости, получив хорошее духовное образование, Бесслер тем не менее занялся механикой и вскоре стал весьма опытным часовых дел мастером. Судя по отзывам современников, это был человек с противоречивым, вспыльчивым и весьма переменчивым 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 изобрел устройство, которое, казалось, заработало. Однако правители земли Гессен, где он жил, обложили это устройство таким тяжким налогом, что изобретатель вынужден был разрушить свое детище.

Несмотря на это, Орфиреус вскоре построил второе колесо и показал его ландграфу Гессен- Кассельскому, который разрешил поместить колесо в одной из комнат своего замка. Комната держалась на запоре, а замок был опечатан личной печатью ландграфа. Когда по истечении двух месяцев комнату отперли, колесо по-прежнему вращалось с первоначальной скоростью.

В замок стекались короли, принцы, ландграфы, не говоря уже о многочисленных ученых 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 котором колесо вращалось, равнялся восьми дюймам.

Некий барон Фишер после осмотра колеса в кассельском замке Виссенштайн писал французскому натурфилософу доктору Жану Дезагюлье{44}:

«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-нибудь человек попытался внезапно остановить колесо, оно подняло бы его на воздух. Будучи все же остановленным, колесо так и пребывало неподвижным (в этом заключается убедительное доказательство наличия вечного движения). Очень осторожно я вновь привел колесо в движение, чтобы посмотреть, сможет ли оно без постороннего вмешательства набрать прежнюю скорость вращения (в чем я очень сомневался). К моему величайшему удивлению, я увидел, что мало-помалу скорость вращения колеса увеличивалась до тех пор, пока оно не сделало два оборота. После этого колесо набрало прежнюю скорость. Этот эксперимент, демонстрирующий увеличение скорости вращения колеса — от очень низкой 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 работы механизма».

По всей вероятности, колесо было остановлено, чтобы предохранить его от чрезмерного изнашивания. Однако изобретатель держал в тайне секрет устройства. Ландграф одарил 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 смог бы выплатить ловкачу эту кучу денег.

Орфиреус написал несколько памфлетов, восхваляя в них достоинства своего колеса[9], демонстрировал публике, как оно поднимало и опускало камни или воду. К колесу, 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, этого было вполне достаточно для знакомства с механизмом.

И все-таки находились люди, которые не верили Орфиреусу. Один из них по имени Крузац писал: «Во-первых, Орфиреус — глупец, во-вторых, совершенно невозможно, чтобы один глупец смог открыть то, что большое число умных людей искало без всякого успеха, в-третьих, я не верю в невозможное... в-пятых, служанка Орфиреуса, сбежавшая от него из страха быть удушенной, письменно показала, что он взял с нее страшную клятву молчания и пытался заключить в тюрьму до окончания работ над этой машиной... в-восьмых, действительно, в его доме есть устройство, получившее название вечного двигатели но оно мало и его нельзя переносить в другое место».

Эти странные комментарии могли натолкнуть на мысль, что дела с «вечным» колесом Орфиреуса обстоят не совсем благополучно (не говоря уже о столь печально закончившихся приготовлениях его автора к духовной карьере). Подозрения эти так никогда и не подтвердились, однако последующие события еще больше их усилили. Ландграф пригласил лейденского профессора Гравезанда (1688—1742), философа и инженера, чтобы тот исследовал таинственное колесо, насколько это было возможным без изучения внутреннего устройства машины{45}. Потом голландский ученый писал сэру Исааку Ньютону об изобретении Орфиреуса:

«Оно состоит из нескольких перекрещивающихся кусков дерева, скрепленных ободом, 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 какого-либо внешнего воздействия. Когда я с большими предосторожностями тронул колесо, оно двинулось, но стоило мне убрать руку, как оно тут же остановилось. Однако когда я сообщал ему значительную скорость вращения, мне всегда приходилось прикладывать усилие, чтобы остановить его. Через два-три оборота после пуска колесо набирало максимальную скорость, а затем вращалось, делая двадцать пять—двадцать шесть оборотов в минуту. Такое вращение сохранилось в течение двух месяцев в одном из апартаментов замка, причем двери и окна его были заперты и опечатаны».

Как видно из письма, профессор в какой-то мере верил в то, что колесо способно было вращаться без воздействия какой-либо внешней силы. Не следует забывать, однако, что ничего не стоило одурачить почтенного ученого, чья вера в правдивость ближних была, по всей вероятности, непоколебима.

Орфиреус, узнав, что, его колесо стало предметом обследования, пришел в такую ярость, что разнес его в щепки, а на стене комнаты оставил записку, где сообщал, что вынудила его к такому шагу наглость профессора и, по сути, самого ландграфа.

Сведений о том, получил ли Гравезанд ответ на свое письмо от сэра Исаака Ньютона, у нас нет. Неизвестна и дальнейшая судьба Орфиреуса и его странных колес{46}.

Нет, однако, сомнений в том, что колесо Орфиреуса приводилось в действие каким-то механизмом, имевшим вал очень большого диаметра. Обман был искусным. Вспомним, что одно время Орфиреус был часовых дел мастером, а даже в те времена можно было сделать часы, которые длительное время работали бы без подзавода. Поэтому тридцать- сорок дней непрерывной работы механизма — это, в сущности, не так уж много.

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 шар начнет перекатываться из крайнего левого положения в крайнее правое.

Устройство, несколько более сложное, чем колесо Орфиреуса, изобрел около 1790 года доктор Конрад Шивьерс. Оно состояло из разделенного на секции колеса, напоминающего водяное, и замкнутой цепи, проходящей по блокам. Над колесом в желобе помещались шары, которые, скатываясь по наклонной плоскости один за другим, падали в секции колеса и поворачивали его. А затем в нижней части колеса каждый шар попадал в один из черпаков, расположенных на замкнутой цепи, и с ее помощью мог якобы подняться вверх и снова оказаться в желобе. Колесо должно было приводить в движение цепь, а цепь, в свою очередь, заставлять двигать колесо...

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 можно увеличить при необходимости; чем больше будет спиц, тем длиннее будет рычаг; для выполнения очень тяжелой работы каждой спице придайте 6 грузов вместо 3, например 2 больших и 4 малых; соответственно увеличьте размеры самого колеса».

Но даже хорошо сконструированное устройство не могло заставить двигаться самое себя.

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 опускающейся части колеса — той, по которой перекатывалось маленькое колесико. Точки, где стержни поддерживались коленчатым валом, постоянно менялись. При этом образовывались рычаги, чьи более длинные плечи всегда оказывались в опускающейся части колеса. Изобретение Хейвуда представляло собой, таким образом, устройство, в котором одно движение могло будто бы поддерживать другое.

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, передастся ремнем на блок, расположенный вверху справа.

Рис. 17. В этом устройстве правая сторона замкнутой цепи движется вниз под действием падающих шаров. После выполнения операции шары попадают во вращающийся винтообразный подъемник. Вращение подъемника поддерживает зубчатая передача. С его помощью шары вновь попадают в углубления — чашки. В верхней части устройства имеется регулятор, который не допускает слишком высокого темпа работы механизма.

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 кривошипы таким образом, чтобы движение решетки А, вызнанное падением в нее тяжелых шаров в, передавалось решетке В, поднимающей шары вверх. Шары перекатываются из одной решетки в другую но горизонтальным желобам. Большие шары в верхней части каждой решетки играют роль маховиков.

Все устройства, о которых я говорил в этой главе, — это лишь отдельные примеры многочисленных попыток создать самый, вероятно, популярный тип вечного механизма.

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, расположенного под углом к горизонтальной плоскости и снабженного сложной системой грузов и стержней, которые предназначались для вращения меньшего, махового колеса. Вся установка была смонтирована на раме и помещена в запаянный стеклянный футляр.

Уиллис получил разрешение на демонстрацию своего изобретения на выставке в Нью-Хавене, где оно вызвало большой интерес посетителей. Затем в 1856 году он перевез механизм в Нью-Йорк. Там устройство было обследовано патентным экспертом, тем самым, который в 1871 году язвительно заявил, что каждый год изобретатели представляют ему на 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 объяснение работе устройства.

Несмотря на то что стеклянный футляр не давал возможности рассмотреть устройство вблизи, эксперт заметил необычную и по всей видимости ненужную стойку, расположенную почти вплотную к краю полого маховика. Тайна устройства была раскрыта. Заключалась она в том, что постоянный поток сжатого воздуха, незаметно поступающий в футляр извне, заставлял вращаться маховик, который, в свою очередь, приводил в движение большое зубчатое колесо.

Разновидностью колес с неуравновешенными грузами были колеса, приводимые в движение маятником. Некоторые из них представляли собой электромагнитные устройства, но все они действовали за счет колебаний маятника, который с помощью храпового регулятора поворачивал колесо на определенный угол. Колесо же при этом сообщало маятнику количество энергии, достаточное для поддержания его колебаний.

Рис. 19. Колеблющийся «вечный» механизм Литона, 1866 год.

Когда У. Литон, один из читателей журнала «Инглиш микэник», обратился к его редактору с подробным описанием изобретенного им механизма, он постарался избежать какого бы то ни было упоминания о вечном движении. Письмо Литона, опубликованное 8 августа 1866 года, содержало рисунок изобретения.

Изобретатель писал: «Сэр! Позвольте мне предложить вниманию ваших читателей проект устройства, сохраняющего в процессе работы собственную энергию. Я полагаю, что он непременно привлечет к себе внимание тех, кто питает интерес к этой области механики. Механизм, построенный по этому проекту, будет постоянно находиться в движении и совершать определенную полезную работу. Благодаря колебаниям коромысла с грузами AA, рычажки ВВ последовательно опускаются и поворачивают храповые колеса СС. Потери энергии во время цикла движения восполняются дополнительным импульсом, производимым регулятором храпового типа D. Изобретатель этого устройства с благодарностью примет во внимание все замеченные подписчиками ошибки в конструкции или расчетах, если таковые обнаружатся».

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 дополнительный груз для того, чтобы опустить находящееся вверху плечо коромысла. 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 такте работы, то откуда ему было взяться!

Рис. 20. Целью этого устройства является получение вечного колебательного движения. Центральный мостик D, установленный на опоре, несет шар Х, который может по нему перекатываться. Мостик связан посредством раздвигающейся трубки G с осями двух колес М. Эти колеса, в свою очередь, соединены с парой шаров N, которые движутся по изогнутым 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. Затем шары N откатываются назад, шар X занимает прежнее положение, и мостик наклоняется влево. После этого весь цикл повторяется.

Рис. 21. Чарлз Бетчелер из американского штата Айова получил патент на этот механизм в 1870 году. На двойной раме расположены два вала. Оба они приводятся в движение с помощью сцепленных зубчатых передач G, G, но вращаются при этом в противоположных направлениях. На каждом валу находится центральная зубчатая передача и пересекающая его рукоятка В, на каждом конце которой расположено по сцепленному зубчатому колесу. 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 зубчатых колес или блочного колеса D.

К чести изобретателя, он высказал готовность учесть все поправки читателей, а это было большой редкостью среди его коллег.

Некий австралиец, обратившийся 16 ноября 1900 года в «Инглиш микэнак», заявил, что им раскрыт секрет вечного движения и что у него дома находится модель гравитационного колеса.

«От центра этого колеса расходятся стержни, к которым прикреплены концентричные кольца. Предполагается, что эти стержни или грузы будут выполнять роль балансира или приводного устройства. Они расположены столь удачно, что во время движения колеса две трети общего веса грузов будет приходиться на его нижнюю часть, чем и обеспечивается непрерывное, вечное движение».

После того как потерпела фиаско Компания южных морей, образованная в 1711 году и 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 акционерной компании.

4. Природные магниты, электромагнетизм и пар

Мечта человека о создании вечного двигателя с помощью электричества или магнитов тоже родилась в очень давние времена. Уже самое раннее знакомство человека с черными металлами раскрыло перед ним замечательное свойство, присущее некоторым веществам, — магнитное притяжение. Природные магниты, или, попросту говоря, кусочки магнитного железняка, магнетика, состоящего из окиси и закиси железа, были известны многим народам. В древности крупные залежи природных магнитов находили в железорудных копях 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{47}.

Знаменательно, что одна из самых ранних попыток создания вечного двигателя связана с использованием этого природного явления. И предпринял ее Пьетро Перегрино, живший примерно в середине XIII века. Его имя часто связывают с именем Роджера Бэкона, может быть, самого великого ученого средневековья{48}. 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 очень скоро отказался от этой затеи и перенес свои усилия на дела более реальные.

Тем не менее в 1269 году, находясь в военном лагере среди войск, осаждавших итальянский город Лючеру, Перегрино написал свое знаменитое «Послание о магните». Для нас наибольший интерес представляет та часть «Послания», в которой говорится о перпетуум мобиле{49}. 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 необъяснимым образом отталкиваясь от магнита, зубец поворачивал все колесо, вследствие чего позицию наведения на магнит занимал следующий зубец. Сам Перегрино считал, что установка приходит во вращение за счет какого-то значительного по величине стороннего импульса, без которого совершение первого цикла работы было бы невозможно.

В 1570 году иезуит Иоганн Тэснериус предложил устройство, приводимое в 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 прислоненной к колонне наклонной плоскости{50}.

Я уже упоминал о сочинении епископа Уилкинса «Математическая магия». Епископ подробно изучил проекты Тэснериуса по книге, опубликованной отцом иезуитом до 1579 года и посвященной решению проблем вечного движения с помощью магнетизма.

Комментируя принцип действия «колонны Тэснериуса» Уилкинс писал: «Среди всех изобретений этого рода наиболее достоверным представляется устройство, в котором 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. Далее магнит снова начинает притягивать ядро, заставляя его двигаться вверх до тех пор, пока оно вновь не достигнет отверстия и не упадет вниз. Движение ядра будет вечным, что легко понять, глядя на рисунок».

Рис. 22. Самый изящный и самый простой из всех проектов вечных двигателей, когда-либо созданных! Американский изобретатель Ф. Дж. Вудворд считал, что если между двумя вращающимися цилиндрами поместить тяжелое кольцеобразное колесо, одна половина этого колеса всегда будет тяжелее другой. К сожалению, изобретатель ошибался.

Далее Уилкинс объяснял, что хотя природный магнит и не обладает силой притяжения, достаточной для подъема шара прямо с земли, это легко можно сделать с помощью магнита и наклонной плоскости.

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. К такому же заключению пришел и епископ Уилкинс, считавший, что в данном случае движение вообще невозможно, не говоря уже о движении вечном. Но он замечал при 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 магнита все- таки могут быть использованы при создании вечного двигателя».

Как видно, вера в осуществление идеи вечного движения так никогда и не покидала досточтимого священнослужителя.

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, высказана англичанином У. Стефаном. Конструкция его перпетуум мобиле (1799) состояла из деревянного колеса с прямоугольными прорезями, в которых скользили намагниченные железные бруски. Колесо вращалось между магнитами противоположных полярностей.

Рис. 23. Магнит поднимает стальной шар по наклонной плоскости до тех пор, пока он не проваливается в отверстие в верхней части плоскости. Далее шар скатывается вниз и через отверстие в нижней части плоскости возвращается к началу движения. В дальнейшем магнит вновь притягивает шар и т. д.

Многие изобретатели тратили время и силы, пытаясь найти или создать особое вещество, которое нейтрализовало бы действие магнитной силы. Пластина из такого вещества, помещенная между магнитом и сердечником, должна была в нужные моменты как 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» сделал башмачник из шотландского городка Линлитгоу по фамилии Спенс. Он заявил, 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), поддался на обман и счел нужным упомянуть об изобретении Спенса в «Анналес де хими» за 1818 год. «Мистер Плейфэер и капитан Катер осмотрели обе машины и с удовлетворением пришли к выводу, что проблема вечного движения решена», — писал Брюстер{51}. На самом же деле ни сам Спенс, ни его черное вещество не смогли обойти законы термодинамики.

Рис. 24. а) Лондонец В. Стефан получил патент на этот механизм в 1799 году. 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 каждой стороны колеса; б) Стальной шар С постоянно притягивается к магниту В, который расположен так, что под его влиянием вращается колесо со щелями на ободе. Пока шар движется, вращается и колесо. Так во всяком случае считал изобретатель, который не учел, однако, что сила тяжести и магнитное притяжение уравновешивают друг друга.

Не менее абсурдными были попытки найти средство, способное приостанавливать действие силы тяжести. А поиски такого средства стимулировались все той же проблемой перпетуум мобиле. Некоторые ученые мужи утверждали, что ключом к решению проблемы вечного двигателя является создание «прерывателя» действия силы тяжести, с помощью которого уже хорошо знакомое нам неуравновешенное колесо действительно превратилось бы в перпетуум мобиле. Этот простейший механизм состоял бы из закрепленного на оси самого обычного колеса, одна половина которого находилась над «прерывателем». Незащищенная от действия силы тяжести половина колеса всегда была бы тяжелее, и колесо смогло бы вращаться с большой скоростью.

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 оставалась еще очень неясной (вспомним хотя бы епископа Уилкинса с его металлическим шаром, притягиваемым вверх по наклонной плоскости природным магнитом), попытки ученых использовать явление магнетизма наталкивались и на целый ряд практических трудностей. Однако пришло время, когда навыки, приобретенные механиками и в часовом деле, и в конструировании различных машин, могли быть использованы энтузиастами идеи 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 сосредоточилось теперь на электромагнитных явлениях.

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 угольных щеток. После того как колесо совершало полный оборот, ток питания прерывался, затем вновь включался (для совершения следующего оборота) и так далее. Автор этого проекта считал, что, начав однажды движение, колесо будет вращаться, пока детали его не износятся. Увы, изобретатель заблуждался — неизбежные потери энергии на трение и электрическое сопротивление делают и этот проект совершенно несбыточным. Что касается установок, использующих неуравновешенные колеса, то некоторые оптимисты пытались вмонтировать в них пружины, чтобы усилить эффект вращения, совершенно забывая о том, что для сжатия и растяжения самой пружины нужна дополнительная энергия, причем гораздо большая, чем та, которую вырабатывает установка.

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 немногие были созданы действительно талантливыми инженерами. Но, конечно, ни один из этих моторов так и не заработал по принципу перпетуум мобиле.

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. Августина в Лас-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 факта потребовалось так много времени. И это, по его мнению, является самым необычным в его изобретении. Из писем, полученных в Лондоне другом изобретателя, мистером Э. 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. Изобретенная им установка включает генератор, мотор и регулятор. Она настолько проста по своему устройству, что с ней может обращаться ребенок».

Что же все-таки изобрел уважаемый профессор? Аккумуляторную батарею или какой- то странный вечный двигатель? Увы, это так и осталось тайной. Пятисотпятидесятивольтовая установка для домашнего пользования была, конечно, определенным достижением, правда, весьма опасным для жизни.

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, считался видным специалистом-вулканологом!{52}.

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» было вовлечено немало людей, среди них оказались и те, кто получил достаточное образование. Осмотрев как-то машину, один из жителей города, доктор Генри 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. Целый день Мортон изучал устройство, но так и не смог определить, как же его создателю удалось так ловко одурачить доверчивую публику.

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 которой затем вновь перекачивается- насосами H в трубку D. Насосы приводятся в движение колесом В посредством цилиндрической передачи. Вертикальный шпиндель М имеет паз, 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. достаточно приподняться над седлом.

А обман тем не менее был налицо: машина потребляла гораздо больше энергии, чем ее могли выработать маленькие электрические элементы. Наступил вечер, и Пейн, чтобы еще раз продемонстрировать работу машины, соединил ее с батареей. Но на этот раз машина оставалась неподвижной. Изобретатель, извинившись перед собравшимися, объяснил причину неудачи поломкой какой-то детали. Мортон решил уйти, но, выходя из помещения, где демонстрировалось изобретение, взглянул на часы — они показывали 18 часов 5 минут. В том же здании размещались мастерские со множеством механизмов, которые приводились в действие паровым двигателем, расположенным этажом ниже. Все работы в мастерских заканчивались в шесть часов вечера. Совпадение времени «поломки» машины и 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 она включала сигнализацию для помощника Пейна, который выполнял это подключение.

Вскоре после этого вкладчики предприятия Пейна обнаружили, что изобретатель и его 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, электромагнитный двигатель приводился в действие паром.

Заявки на изобретение перпетуум мобиле делали и создатели паровых двигателей. Одним из таких проектов был воздушно-паровой двигатель. Это был обычный двигатель, в котором предусматривалось поступление воздуха в цилиндр во время хода поршня. Целый ряд экспериментов показал, что с помощью этого скорость двигателя можно было увеличить 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 обеспечить достаточного количества пара для создания высокой скорости движения поршня и, таким образом, противодавление значительно снижало ее. Введение воздуха в нужный момент цикла снижало это противодавление, и поэтому скорость двигателя увеличивалась.

Подобную же волну энтузиазма вызвало предложение использовать в качестве топлива воду. Как ни странно, вода действительно применяется сегодня как средство увеличения мощности некоторых реактивных двигателей (в камерах сгорания она превращается в пар), но отнюдь не как топливо.

5. Капиллярное притяжение и колеса из губок

Читателю, вероятно, приходилось наблюдать, как намокает полотенце, забытое на краю наполненной водой ванны. Происходит это оттого, что вода под действием так называемого капиллярного притяжения, пропитывая ткань, начинает подниматься вверх. Ряд изобретателей усмотрели в этом явлении возможность построения вечного двигателя.

Но прежде чем рассказать об этих изобретениях, я хотел бы рассмотреть несколько весьма своеобразных схем гидростатических вечных двигателей.

Рис. 26. Схема вечного движения, предложенная Р. 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{53}. Устройство, описанное физиком Дени Папеном (1647—1712){54} в «Философикэл транзекшнс» за 1685 год, по существу ничем не отличается от схемы вечного двигателя, приведенной на рис. 26. Изображенный на рисунке кубок может быть сделан из любого материала, но лучше всего, если он выдут из стекла. Ножка кубка имеет форму сужающейся полой трубки, которая загибается кверху и открытым своим концом нависает над кубком. Гипотеза изобретателя, 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 передавливаться в полую трубку; гидростатическое равновесие в конце концов нарушится и жидкость будет выливаться обратно в кубок. Автор проекта искренне верил в то, что, однажды начавшись, такой круговорот воды никогда не остановится, и жидкость будет течь по замкнутому контуру, пока не испарится. Доводом в пользу этого мнения служило то, 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, и в его узкой изогнутой ножке одинаков.

Аналогичная схема гидростатического вечного двигателя была предложена аббатом де ла Рок и описана им на страницах парижского «Журналь де Саване» (1686). Устройство представляло собой U-образную трубку, колена которой имели разную длину. Трубка была установлена наклонно так, чтобы жидкость могла перетекать из длинного колена в отверстие более короткого. На этом простота устройства и оканчивалась, потому что короткое колено должно быть сделано из воска, а длинное — из металла. Полагая, что жидкость в металлической трубке «более сгущена», чем в восковой, изобретатель надеялся получить непрерывное, вечное движение жидкости из металлического колена в восковое (и далее по замкнутому контуру).

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), который также пытался создать вечно действующее устройство{55}.

Вот описание схемы вечного двигателя Бернулли в переводе с латыни.

«Прежде всего сформулируем следующие условия:

1. Если имеются две жидкости, отношение плотностей которых выражается дробью вида G/L, то отношение высот равных по весу столбов этих жидкостей, находящихся в цилиндрах равного радиуса, выражается обратной дробью, а именно L/G.

2. Соответственно, если высота столба одной жидкости AC, содержащейся в сосуде ACDB 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 пребывать в состоянии покоя.

3. Но если отношение AC/EF будет больше отношения L/G, то жидкость в трубке будет подниматься и выливаться через ее край, если длина трубки EF недостаточно велика (это следует из гидростатического принципа).

4. Возможно наличие двух несмешивающихся разноплотных жидкостей.

5. С помощью фильтра, дуршлага или какого-нибудь другого сепаратора можно отделить легкую жидкость, смешанную с более тяжелой».

«Конструкция устройства. Приняв во внимание сформулированные выше условия, я предложил следующий проект вечного двигателя. Возьмем две любые порции разноплотных жидкостей (для определенности — равных объемов) и наполним ими сосуд ACDB до уровня 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 более легкую жидкость от более тяжелой (см. условие 5). Установим подготовленную таким образом трубку на дно сосуда. Я утверждаю, что жидкость будет непрерывно проходить через фильтр в отверстии F трубки и выливаться через ее край Е обратно в сосуд.

Рис. 27. Схема вечного двигателя Бернулли.

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 повышаться до тех пор, пока не будет достигнуто равенство AC/EF = 2L/G+L. Но поскольку конструкция устройства выполнена так, что AC/EF > 2L/G+L, более легкая жидкость непременно должна стекать в сосуд и вновь смешиваться там с более тяжелой жидкостью. Затем она вновь будет просачиваться через фильтр, подымать уровень жидкости в трубке и вновь возвращаться в сосуд. Таким образом движение жидкости будет длиться вечно».

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 пресной воды.

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, и с другой стороны, столь важными выводами, основанными на весьма зыбком фундаменте.

В отличие от Бернулли, верившего в возможность создания перпетуум мобиле на основе различия плотностей жидкостей, Роберт Бойль (1627—1691) был убежден, что ключом к решению проблемы вечного движения являются капиллярные силы{56}. 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 1827 году были перепечатаны журналом «Микэникс мэгэзин». «В природе постоянно имеет место огромное количество явлений, которые заставляют думать, что источником, дающим начало ручьям и рекам на вершинах и склонах гор, является возникающее под действием капиллярных сил скопление воды на возвышениях земного рельефа. Эти капиллярные силы действуют в больших скоплениях пористого материала или слоистых веществ».

Рис. 28. Вечный двигатель Уильяма Конгрева с цепью из губок.

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 механических средств обречено на неудачу.

Рис. 29. Это устройство с цепью из губок изобрел около 1870 года Уильям Чейпер из Филадельфии. Правая половина замкнутой цепи находится в баке с водой. Предполагается, что трение губок о дно бака отсутствует.

В основу вечного двигателя, предложенного сэром Уильямом Конгревом (1772—1828), также положено капиллярное притяжение. Сэр Уильям, политический деятель и инженер, изобретатель названной его именем ракеты, занимался проблемой вечного движения в 1827 году, набираясь сил после изнурительной болезни{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. В проекте не решена проблема создания водонепроницаемого затвора.

В его механизме использовалась соответствующим образом измененная идея Стевина о 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 поверх губок надета цепь с равномерно распределенными грузами. Нижняя часть устройства 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 треугольного контура цепь с грузами не оказывает действия на губки, которые удерживают впитанную ими ранее воду. В то же время губки, находящиеся на наклонном участке рамы, сжимаются под действием грузов и отдают воду. Таким образом, губки вертикального участка имеют больший вес и тянут всю цепь вниз. Этим и обеспечивается непрерывное движение в устройстве.

Сэр Уильям произвел расчет количества работы, которую можно, как он думал, 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 устройства составит 864 квадратных дюйма. Следовательно, общий вес воды, поднятой под действием капиллярных сил, достигнет тридцати фунтов.

Рис. 31. Уильям Дэвис из Детройта предложил вариант мотора, в котором использованы резиновые мешочки с грузами. Пока рычаги опускаются вниз, грузы сжимают мешочки. Когда же рычаги начинают подниматься, грузы растягивают мешочки. Воздух из сжатого верхнего мешочка по полому стержню поступает в нижний мешочек и раздувает его.

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 минимуму трение между ремнем и вращающими его шкивами.

Этого, по мнению Конгрева, должно быть достаточно, чтобы превысить потери на трение при движении ремня с губками вдоль рамы.

Хотя Конгреву удалось запатентовать устройства, он так и не смог переубедить своих критиков, утверждавших, что «вечный двигатель» не сдвинется с места.

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; пневматические механизмы с резиновыми мехами, которые под водой наполнялись воздухом, затем конвейерным ремнем подымались вверх и вновь опускались в воду пустыми; устройства, в которых использовалось изменение давления воздуха и вакуума...

В 1825 году журнал «Микэникс мэгэзин» поместил на своих страницах описание весьма замысловатого, но тем не менее совершенно неосуществимого устройства.

Рис. 34. в 1865 году швейцарец Герман Леонард изобрел этот «поплавковый» мотор, столь же простой, сколь и нереализуемый.

Вот что писал о нем комментатор:

«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 телу проникать из одной среды в другую по предложенной автором схеме, значит упустить ту главную причину, по которой вся идея этого прибора является ошибочной. Предполагается, что конструкция имеет форму двуколенной трубки, желательно стеклянной (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».

[поменять рисунок!]

Рис. 35. В 1825 году появилась схема вечного двигателя, состоящего из двухколенной трубки с клапанами и маленькими шарами.

«Описание рисунка. Левое колено прибора 1 наполнено водой до отметки A; клапаны 2 и 3 открываются только вверх; правое колено 4 заполнено по всей длине воздухом: клапаны 5, 6 открываются только вниз. Предполагается, что весь аппарат воздухо- и водонепроницаем. 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. Таким образом, все устройство приходит в движение. Шар 8, поднимающийся вверх по левому колену, доходит до клапана 3, ударяется в него и за счет выталкивающей силы воды открывает его, проходя выше по колену. После прохода шара клапан 3 с помощью соответствующих грузов и пружин закрывается. Дойдя до следующего клапана 2, шар сходным образом проходит и через него и устремляется еще выше. Достигнув точки А, шар 8 всплывает на поверхность воды на три четверти своего объема. Следующий шар, поднимающийся по левому колену следом за шаром 8, полностью вытеснит его из воды. Проходя мимо точки D, шар 8 попадает в правое колено (заполненное воздухом) и падает на клапан 5, который под действием удара открывается и пропускает шар ниже по колену. После этого клапан закроется с помощью пружин и грузов. Далее шар 8 будет катиться по изогнутой части правого колена прибора к клапану 6, который преодолевается уже описанным способом. Изгиб позволяет увеличить время движения шаров по правому колену и делает более наглядными происходящие в приборе процессы. Затем, упав на четыре шара, находящиеся в нижней части правого колена, шар 8 заставляет самый нижний из них сместиться к точке С. На этом цикл работы заканчивается».

Рис. 36. Джон Сатклифф из Хантсвилла, штат Миссури, получил патент на «поплавковый» мотор в 1882 году. Мехи приводились в действие кривошипом и поджимались тяжелым шаром Они нагнетали воздух в резиновый пузырь, когда последний находился под водой.

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 столба воды!

Джон Фин в своей книге «Семь заблуждений науки» (Лондон, 1913) приводит описание более простой, но от этого не более реальной схемы, найденной им на страницах журнала «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. Хорошо промасленная пеньковая веревка проходит через трубку и подвешивается на блоке, который установлен над нею. Загнутая часть трубки выполняет роль нижнего блока 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 тяжести и начавшегося движения погруженной в воду части веревки будет двигаться вниз.

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 «мощность на поднимание», удлинив прямую часть трубки, то увеличится объем и вес воды, а значит, возрастет вероятность ее утечки из конусообразного сужения. В свою очередь, это вызовет необходимость еще туже зажать веревку в конце трубки, увеличив тем самым трение между веревкой и трубкой... Коэффициент полезного действия такого устройства будет значительно меньше единицы, а ведь вечное движение возможно лишь тогда, когда этот коэффициент, напротив, больше единицы.

Чтобы хоть немного увеличить коэффициент полезного действия губчатых колес, изобретатели испробовали сочетания самых различных жидкостей.

Я уже описал устройство, в котором использованы две разные среды — воздух и вода. Предлагались, однако, и такие сложные системы, основанные на действии капиллярных сил, построить которые было просто невозможно. Приведу описание одной из них. Замкнутый губчатый ремень проходит через два ролика, один из которых погружен в жидкость, находящуюся в баке, а другой находится в воздухе над баком. Бак разделен по вертикали: 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 работать с большей скоростью, если одна половина бака будет наполнена водой, а вторая — керосином.

Похоже, что в отличие от изобретателей самовращающихся колес, которые, как правило, доискивались до причин постигавших их неудач, большая часть экспериментаторов, занятых капиллярными системами, была несведуща в фундаментальных вопросах физики и механики. Исключение составляет, пожалуй, лишь, сэр Конгрев. Его схема губчатого колеса была, по крайней мере, на йоту более реалистичной, чем все остальные. И хотя неудача есть неудача, независимо от приведших к ней причин, тот путь, пусть ошибочный, который проделал этот изобретатель, снискал ему уважение современников, а нас заставил еще раз задуматься над проблемой.

6. Вечный двигатель Редхеффера

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 филадельфийском институте Франклина демонстрируются два механизма, авторы которых были увлечены столь трудными поисками вечного движения. Создание обоих механизмов связано с образованием предприятий, стоивших их доверчивым владельцам немалых денег, постепенно перекочевавших в карманы лжеизобретателей.

Чтобы рассказать историю более раннего из этих двух проектов, нам придется вернуться 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, которое затем постепенно было утрачено последующими поколениями.

Машина Редхеффера работала день и ночь, не требуя за собой никакого ухода. Как и следовало ожидать, возбуждение городской публики скоро достигло своего предела. Неужто это был долгожданный вечный двигатель? Заключались пари на огромные суммы относительно подлинности изобретения.

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 заключить одно или несколько пари на сумму от шести до ста тысяч долларов и за пару дней 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 текущего месяца».

Тем временем Редхеффер обратился к городским властям с просьбой о выделении ему денежных средств на дальнейшее совершенствование великого изобретения. Отцами города была назначена комиссия, в обязанности которой входило ознакомление с проектом и представление отчета о его реализуемости.

Механизм поместили в одно из зданий на берегу Шилкил-ривер в Филадельфии, куда 21 января 1813 года и явились эксперты. Один из них по имени Натан Селлерс взял с собой сына. Этот мальчик позднее стал отцом профессора Колмена Селлерса, от которого и стали известны подробности описываемых событий.

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 рассмотреть устройство через зарешеченное окно.

Молодой Селлерс, с завидным усердием в столь сложных условиях изучавший механизм, сделал любопытное открытие. Дело в том, что в устройстве Редхеффера имелся вращающийся плоский диск, зубчатые края которого были сцеплены с шестеренкой. Члены комиссии считали, что с помощью этой шестеренки непрерывное вращение диска передавалось какому-то механизму, совершавшему полезную работу. Так вот, Селлерс-младший 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, не диск вращал шестеренку, а шестеренка диск! Вот это заметил мальчик и сообщил отцу в качестве доказательства того, что вечный двигатель приводится в действие от какого-то скрытого источника энергии.

Рис. 38.

Рис. 39. Модель вечного двигателя Редхеффера, хранящаяся во Франклинском институте в Филадельфии.

Согласившись с доводами сына, Натан Селлерс решил, что в интересах других людей, ставших жертвой обмана, и в назидание искателям легкой наживы шарлатану следует преподать хороший урок. О своих намерениях он рассказал Айзе Льюкенсу.

В то время Льюкенс готовился занять посты вице-президента Франклинского института 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 наблюдательным мальчиком.

Льюкенс блестяще справился с этой задачей. Созданная им модель устройства состоит из горизонтально расположенного плоского диска, насаженного на центральный вертикальный вал. Вал установлен в опорах. На диске находятся две наклонные площадки на колесиках, похожие на шахтные вагонетки. На каждой площадке расположено еще по одной маленькой вагонетке, несущей два съемных грузика. Площадки и вагонетки соединены с рычагами. Скатываясь по наклонным площадкам, вагонетки вынуждали их двигаться вперед 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 помещался под стеклянным колпаком, украшенным наверху четырьмя шарами. Один из этих 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 убирались грузы, трение между осью опоры и пластинкой оказывалось недостаточным для передачи непрерывного движения от часового механизма валу. Но стоило только вернуть их на место, сила трения между частями устройства увеличивалась, и пластина начинала вращать вал.

Селлерс и Льюкенс устроили демонстрацию модели и позаботились о том, чтобы при этом присутствовал Чарльз Редхеффер. Вид машины, работавшей по принципу, который ему 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, чтобы о разоблачении шарлатана узнало как можно больше людей.

Редхефферу к тому времени уже удалось выкачать сотни долларов из карманов доверчивых жителей Филадельфии, и хотя имя его стало пользоваться в городе дурной славой, он нисколько не сомневался в том, что сумеет повторить свой трюк в Нью-Йорке. В те времена связь между городами была весьма примитивной, и, как правильно рассчитывал Редхеффер, нью-йоркцы не имели ни малейшего представления о скандале, разразившемся в Филадельфии. Поэтому в том же 1813 году Редхеффер начал демонстрировать в Нью-Йорке свой вечный двигатель.

Но если в Филадельфии падению лжеизобретателя способствовали Селлерсы и Айза Льюкенс, то в Нью-Йорке он попал в еще более жесткие руки Роберта Фултона{58}. О роли, которую сыграл этот талантливый инженер-механик в разоблачении Редхеффера, рассказывается в книге «Жизнь Роберта Фултона», написанной в 1817 году Кадуолладером Д. Колденом.

Похоже, Фултон сразу же не поверил Редхефферу, несмотря на устроенную мошенником шумиху вокруг изобретения. Он не поддался царившему в городе ажиотажу и не последовал примеру толпы, ежедневно осаждавшей двери дома в предместье, где был выставлен таинственный аппарат. Но спустя некоторое время друзьям удалось убедить Фултона осмотреть творение Редхеффера.

Войдя в комнату, где находился вечный двигатель, и приглядевшись к его работе, Фултон воскликнул: «Ба, да ведь здесь должна быть заводная ручка!» Он заметил, что устройство вращается с неравномерной скоростью, и пришел к заключению, что приводится в движение вручную, с помощью спрятанного где-то привода (добиться при этом постоянной скорости вращения довольно трудно). Кроме того, тренированное ухо уловит, что шум, производимый механизмом, меняется вместе с изменением скорости движения. Если бы этот механизм действительно был вечным двигателем, рассудил Фултон, скорость вращения и уровень шума были бы постоянными.

Расспросив Редхеффера, Фултон во всеуслышание уличил его в мошенничестве. Тот пришел в ярость, однако Фултон настаивал на своем обвинении. Он заявил, что попытается доказать сказанное и готов понести любое наказание, если окажется не прав.

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, проходивший сквозь раму механизма к самому центру вертикального вала основного колеса. Другой конец привода длиной в несколько ярдов тянулся сквозь стену и перекрытия второго 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 долгого времени. Человек не имел ни малейшего представления о происходящем и сидел на стуле, вращая ручку привода. Толпа посетителей разрушила механизм, а самому Редхефферу удалось спастись бегством. Обман, позволивший нажить солидное состояние, наконец-то был раскрыт.

«В Истории Филадельфии» Шарда и Весткотта есть репродукция рекламной афишки, зазывавшей посетителей на выставку Редхеффера в Филадельфии. Из афишки явствует, что изобретатель имел наглость взимать по пять долларов с каждого мужчины; правда, женщин приглашал взглянуть на диковинку бесплатно.

Профессор Колмен Селлерс в заметке, помещенной в январском номере журнала «Кессирс мэгэзин» за 1895 год, рассказывает, что Айза Льюкенс построил не одну, а две модели предполагаемого вечного двигателя по «принципу» Редхеффера. Одна из них была изготовлена для Франклинского института, а вторая, более поздней конструкции, предназначалась для коллекции филадельфийского музея и в каталоге значилась как «Вечный двигатель Айзы Льюкенса».

Колмен Селлерс писал: «Единственная имеющаяся в моем распоряжении информация относительно более поздней модели получена от одного из моих братьев, которому теперь уже около девяноста лет. Много лет назад он рассказал мне об особенностях, которые отличали старую модель от ныне существующей. Модель музея, вероятно, пропала вместе с той частью коллекции Пила, которая погибла при пожаре здания, находившегося на углу Седьмой и Каштановой улиц в Филадельфии.

Мой отец Колмен Селлерс, умерший в 1834 году, был близким другом Айзы Льюкенса и, по всей видимости, по его совету и под его руководством в конструкцию модели были внесены улучшившие ее изменения.

В модели, хранящейся во Франклинском институте, часовой механизм, приводящий в движение колесо, спрятан в основании машины. Вероятно, эти часы никто так и не увидел 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. Вторая такая же пластинка поддерживала нижнее основание приводного вала. 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, на который была насажена цилиндрическая шестерня, опирались на эти пластинки.

Во второй модели (той, что хранилась в музее) эта часть устройства выглядит совершенно иначе. Ось механизма, находящаяся в стеклянном вкладыше, проходит через подставку— основание, на котором лежит стеклянная пластинка. По виду она напоминает неподвижно закрепленную ступеньку, на которой расположена другая, но уже из отшлифованной стали. Во время работы часов стеклянная пластинка постоянно вращается, но для вращения колеса необходимо, чтобы за счет помещенных в тележки грузов возникло 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 особенности в конструкции механизма, позволявшей разбирать и собирать двигатель, 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, устроенной Редхеффером в Филадельфии, второе колесо приводило в действие жернов или какой-либо другой механизм, который, в свою очередь, заставлял работать вечный двигатель. Как уже говорилось, это было доказано с помощью тонкого наблюдения Селлерса-младшего. Колден также соглашается с доводами, которые приводили противники Редхеффера в Филадельфии.

Много времени и сил потратил профессор Селлерс на то, чтобы найти людей, помнящих аферу Редхеффера. Удостоверился он и в научной квалификации лиц, которые вошли в состав комиссий, назначенной властями штата. Так, он установил, что одним из экспертов был выдающийся инженер Оливер Эвенс. Никто из членов комиссии не сомневался в том, что имеют дело с прямым надувательством. Обширные знания, которыми располагали эти люди, не дали спутать искусную подделку с истинным феноменом природы.

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 заводной ручки.

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 бы потребности жителей города. На следующий же день в городской газете «Аврора» появилась статья, подписанная неким Риттеном Хаузом. Автор ее заявлял, что никто и никогда не видел, чтобы механизм работал дольше половины дня и что вообще все это — сплошной обман.

Страсти постепенно накалялись, и «Аврора» превратилась в арену борьбы сторонников и противников «вечного двигателя Редхеффера». Похоже, что сама газета вместе со своим издателем была на стороне изобретателя перпетуум мобиле.

Хочется рассказать еще об одной подробности, связанной с той самой моделью вечного двигателя, которая хранится во Франклинском институте и о которой уже столько было сказано на страницах этой книги. На одной из ранних иллюстраций, изображающих модель, художник сверху нарисовал человека, стоящего на тяжелом чемодане и пытающегося с помощью лямок поднять и себя, и чемодан. К самой модели этот рисунок не имел никакого отношения. Вероятно, художник пытался символически выразить мысль о невозможности существования вечного двигателя.

Теперь я хочу рассказать еще об одном вечном двигателе, основанном на ложной идее об использовании колеса с неуравновешенными грузами. Я решил поместить свой рассказ именно в эту главу по нескольким причинам: во-первых, механизм приводился в действие с помощью скрытого внутри часового устройства, во-вторых, события проходили в еще одном городе штата Пенсильвания, и, в-третьих, изобретателя очередного самовращающегося колеса постигла та же судьба, что и Редхеффера. Приводимые мною сведения заимствованы из статьи, опубликованной в «Сайнтифик Америкэн» за 1 июля 1899 года.

Примерно в 1897 году в небольшом городке Бредфорде, штат Пенсильвания, человек по имени Дж. М. Олдрих продемонстрировал нескольким любопытным машину, которую он называл мотором. Удостоенные такой чести зрители пришли в восторг от действия машины, и изобретатель тут же был вознагражден внушительной суммой. Воодушевленный успехом, Олдрих решил расширить круг избранных, а заодно и пополнить свои карманы. Однако очень скоро публика почувствовала себя обманутой, недовольство росло, и в конце концов 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 выпущен из-под стражи.

Человек более благоразумный извлек бы хороший урок из случившегося и попытался бы найти иной способ легкой наживы. Однако Олдрих перевез свой аттракцион в другой город и продолжал еще несколько лет жить за счет новых жертв легковерия. Но вот в марте 1899 года один из тех, кто оказывал материальную поддержку изобретателю, завладел моделью и отправил ее на экспертизу в патентное бюро. Квалифицированные эксперты без особого труда установили, что работа устройства основана на механическом принципе, а действительным источником энергии, приводившим мотор в движение, была обыкновенная пружина.

Сама конструкция модели была, однако, очень интересной: некоторые детали ее имели столь необычную форму, что эксперты даже пришли к заключению, будто Олдрих был близок к успеху на пути к действующему вечному двигателю (!). Они решили, что часовой 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 рискованным путем.

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 вращающегося вала, двух поперечных ручек, расположенных на валу под прямым углом друг к другу, и шарнирно закрепленных на концах этих ручек рычагов их назначение заключалось в том, чтобы постоянно обеспечивать избыток момента вращения на одной стороне вала. К рычагам крепились дискообразные грузы. Весь механизм мог совершать качательное движение относительно вала в пределах дуги 90°.

Вал вращался по часовой стрелке. Рычаги с грузами крепились к концам ручек таким образом, что в нижней фазе каждого оборота они вытягивались в длину, увеличивая радиус движения относительно главного вала. Находясь же в верхней фазе, они как бы складывались, и при этом грузы описывали дугу меньшего радиуса. В поперечных ручках имелись центральные прорези, благодаря которым ручки могли свободно скользить по телу вала, увеличивая момент вращения в нижней фазе. Как только ручка с шарнирным рычагом и грузом оказывалась немного выше горизонтальной линии, она начинала скользить вперед 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 ручек поддерживалось с помощью прикрепленных к ним небольших качающихся рычажков.

Олдрих позаботился о том, чтобы ускорение и скорость вращения устройства были не слишком велики. С этой целью около одной из вертикальных опор, несущих главный вал. он установил центробежный регулятор скорости. Кроме того, любой избыток энергии мог быть устранен с помощью небольшого тормоза, воздействовавшего на маховое колесо, которое находилось на валу устройства.

Похоже, Олдрих действительно рассчитывал, что механизм, сделанный столь искусно, будет работать. Изобретатель был убежден в том, что благодаря особой конструкции ручек с 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, решил хотя бы вернуть затраченные на модель средства и, если удастся, обеспечить себе безбедное существование. После того как обман был вторично раскрыт, а изобретатель не только разоблачен, но и лишен своей модели, корреспондент «Сайнтифик Америкэн» получил доступ к мотору. В считанные секунды рентгеновский снимок подставки обнаружил замаскированный в ней с большим искусством часовой механизм.

Предоставим последнее слово о машине Олдриха редакторам журнала:

«Зубчатые колеса часового механизма соединялись с главным валом посредством тонкого стержня, проходящего внутри полой правой зубчатой передачи. Модель, стоящая на нашем редакционном столе, просто шедевр надувательства, причем до мелочей продуманного для того, чтобы направить доверчивых людей по ложному следу. Например, пытаясь скрыть соединительный шов, образовавшийся после того, как часовой механизм был помещен в полую подставку машины, изобретатель выполнил его в виде косого стыка, совпадающего с нижним краем подставки. Сделано это было столь искусно, что заподозрить 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 тем выполнены с той нарочитой небрежностью, которая не оставляет сомнения в том, будто по подставке действительно прогулялся настоящий древесный червь.

Глядя на все это, остается только сожалеть, что бесспорный талант изобретателя не нашел себе лучшего применения».

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 вставлялся в маленькое отверстие, закрытое секундной стрелкой.

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, поспешно поставил деталь на место и продолжал демонстрацию. Вернувшись через некоторое время со своим приятелем, посетитель, подозрения которого лишь усилились, уселся с одной стороны работающего механизма, а его приятель с другой. Затем, невзирая на протесты Адамса, они еще раз подняли ту самую деталь, скрывавшую источник шума. Спрятанная внутри подставки заведенная пружина начала раскручиваться, и вскоре звук прекратился. После этого друзья поставили колесо на место и тут же предложили владельцу пятьдесят долларов за то, чтобы он вновь привел механизм в действие. Адаме не смог этого сделать, и друзья позвали полицию. В муниципалитете изобретатель вынужден был подписать соответствующий документ, признаваясь в совершенном обмане.

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, составленное Джильбертом, начиналось следующими словами:

«Свою статью я пишу после двадцатилетних раздумий и экспериментов, приведших меня к глубокому убеждению, что грузы способны постоянно вращаться вокруг оси за счет механического воздействия.

Цель моего изобретения заключается в том, чтобы заставить мотор работать постоянно 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, и должны взаимодействовать с валом, на котором может находиться (а может и не находиться) маховое колесо.

Рис. 41. Вечный двигатель Артура Джильберта, 1902 год.

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 противоположную сторону...»

В стиле патентного описания автор продолжает рассказывать о машине, которая будто бы «работает сама по себе».

Увы, и этот мотор со всеми его кулачками, пружинами и грузами-дисками, края которых «остры как нож», вечным двигателем так и не стал.

7. Кили и его удивительный мотор

Мир был свидетелем многих финансовых авантюр, связанных с созданием вечных двигателей. И все-таки та афера, о которой пойдет речь в этой главе, не знает себе равных. Я имею в виду существовавшую в прошлом веке в Соединенных Штатах «Компанию по производству моторов Кили».

Создатель этой компании Джон У. Кили оказался одним из владельцев огромного акционерного капитала, составленного из вкладов многочисленных пайщиков. Вряд ли он когда-либо честно пытался сконструировать вечный двигатель. Несомненно лишь одно: он сумел хорошо пожить на средства акционеров, и осталось много людей, горько сожалевших о том, что Кили умер прежде, чем его сумели разоблачить и подвергнуть заслуженному наказанию. Случись это при его жизни, мошенник в лучшем случае на долгие годы оказался бы за решеткой, а в худшем — стал бы жертвой самосуда.

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 существовании некоего нового вида движущей силы и объявил об этом как об открытии. 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. В течение следующего года Кили широко демонстрировал свой прибор крупным промышленникам в Филадельфии, Нью-Йорке, Бостоне, убеждая аудиторию в том, что открыл мощную силу, получаемую в результате расщепления нескольких капель воды.

Рассказы о диковинной энергии передавались из уст в уста, весть о ней разнесли по всей стране репортеры многочисленных газет, подогревая на страницах бульварной прессы интерес обывателей к открытию, якобы сделанному Кили. И так искренни, так полны энтузиазма были их репортажи, что вскоре многие люди и впрямь стали сомневаться в том, что законы природы изложены в школьных учебниках абсолютно полно и верно.

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, реальную перспективу обогащения.

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, Кили демонстрировал созданный им вечный двигатель.

Как выглядел Кили? На сохранившихся фотографиях запечатлен высокий, атлетически сложенный человек, с квадратным подбородком, широкоплечий и мускулистый, вероятно, всегда готовый показать свою силу.

Говорил он очень быстро и, рассказывая о своих экспериментах, завоевывал доверие слушателей тем, что с готовностью отвечал на любые вопросы, даже каверзные. Многим он казался абсолютно честным, искренним, ничего не скрывающим и потому заслуживающим уважения.

Хотя, по правде говоря, будь слушатели Кили чуточку пообразованнее, они нашли бы, что он говорил по меньшей мере странные вещи. Его речь изобиловала псевдотехническими 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. Такая манера изъясняться приводила к тому, что всякий, кто желал хоть что-либо уразуметь относительно природы «открытой» им силы, оставался, в сущности, ни с чем.

История создания мотора Кили распадается на два периода.

С первым периодом связаны заявления Кили о получении им нового источника энергии. К этому времени относится создание прибора, названного им «Либерейтор» («Освободитель»), с помощью которого расщеплялась вода. Доверчивые обладатели акций «Компании по производству моторов Кили» тешили себя радужными надеждами, созерцая изображение этого прибора на чертежах, хранившихся в правлении компании.

Второй период начался примерно в 1886—1888 годах, когда Кили объявил о своем новом 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 снабжать его деньгами.

Во время первого периода курс акций компании был необычайно высок. Способствовал этому не только почти истерический ажиотаж, который подняли многие газеты вокруг предприятия Кили. Весьма существенную роль в этом сыграло также и то обстоятельство, что некоторые выдающиеся ученые, правда не физики, не только одобрительно отнеслись к заявлениям Кили, но и стали держателями акций его компании. Поэтому нет ничего удивительного, что в Филадельфии и в других городах Америки акционерами предприятия Кили становились многие тысячи людей. Среди них были и те, кто едва ли мог позволить 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 состоятельными и независимыми людьми.

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 свое изобретение людям, которые не могут и не хотят понять его сути.

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 работали на сжатом воздухе.

Остается только строить предположения относительно того, куда же девались огромные 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 «Компании по производству моторов Кили» он, очевидно, оказался без средств. Интерес к изобретателю угасал, на него почти перестали обращать внимание. Именно в таком плачевном положении нашла Джона Кили одна весьма состоятельная особа. Было это то ли в 1881, то ли в 1882 году. Покровительницей Джона Кили стала вдова бывшего владельца филадельфийской бумажной мануфактуры Блумфильда Мура, умершего 5 июля 1878 года и оставившего жене состояние приблизительно в пять с половиной миллионов долларов.

Газетная статья, которую прочла вдова Мура, повествовала о том, что изобретатель, пытаясь усовершенствовать свой аппарат, впал в полную нищету и находится на грани голода и отчаяния. Позднее миссис Клара Блумфильд Мур рассказывала, что в той же газете вместе со статьей о Кили она прочла другую историю об изобретателе, которому при жизни никого не удалось заинтересовать своим открытием и лишь после его смерти это открытие было по достоинству оценено. Впечатлительная миссис Мур разыскала Кили, они познакомились. Колесо фортуны вновь повернулось к Кили, и в его карманы вновь потекли 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 позволили этой женщине, оказавшейся способной журналисткой, широко разрекламировать эксперименты и открытия Кили. Надежды «Компании по производству моторов Кили» вновь возродились. Однако Кили рассудил иначе. Акционеры могли потребовать от него (принимая во внимание деньги миссис Мур) компенсацию за понесенные ими убытки, а он 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, действительно ли два открытия Кили отличаются друг от друга.

Суд обязал Кили представить необходимые доказательства, но изобретатель отказался раскрыть свои секреты и за неуважение к суду был отправлен за решетку. Тюремная жизнь не сулила ничего приятного, и Кили решил пойти на компромисс. Он согласился допустить эксперта-механика к своему аппарату с тем, чтобы тот изучил его и представил соответствующий отчет суду. Эксперт сделал все, на что был способен, и заявил, что Кили принадлежат действительно два разных открытия. Судьи были удовлетворены, и изобретателя выпустили на свободу.

Рис. 43. Модель гидровакуумного двигателя, который Кили построил в 1872 году; в настоящее время модель находится во Франклинском институте.

Миссис Мур, непоколебимо веря в исключительную гениальность Кили, пригласила ведущих американских и европейских физиков изучить его открытия и дать им оценку. Но те ученые, которые приняли приглашение и явились в дом Кили, не получили разрешение хозяина осмотреть оборудование и вынуждены были довольствоваться лишь возможностью присутствовать при демонстрации опытов. Одни были просто озадачены увиденным, другие стали строить догадки относительно того, каким образом всем известные силы природы могли дать столь неожиданные результаты. Однако ничего из сказанного или написанного ими так и не смогло поколебать веру почитателей Кили в его открытия.

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 опекой над имением ее покойного мужа. Судебная тяжба была каким-то образом связана с ее финансовым участием в делах Кили. И вот, чтобы укрепить свои позиции в судебном процессе, миссис Мур решила привлечь к изучению изобретений Кили нескольких выдающихся физиков того времени. Предприимчивая леди надеялась, что отчеты экспертов будут в высшей степени благоприятными и помогут выиграть ей судебный процесс. Однако все приглашенные, а среди них были Томас Эдисон{59} и Никола Тесла{60}, под разными предлогами уклонились от участия в этом деле. Время между тем шло, а ясности с открытиями Кили не наступало. Миссис Мур, все еще веря в честность Кили, решила, что ее протеже сам должен помочь ей в судебном деле. Это столь естественное намерение и стало началом конца шумной истории, связанной с изобретениями Джона Кили.

В ноябре 1895 года миссис Мур пригласила президента Спринггарденского института Аддисона Берка изучить сделанные Кили открытия. Берк, в свою очередь, запросил согласие 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 изобретателем и беседовал с ним в 1874 году. Кроме того, он был хорошо знаком с мнением группы инженеров, которые состояли на службе в государственных учреждениях и присутствовали при демонстрации некоторых экспериментов, проводившихся Кили в форте 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 этот свой визит, ни в последующие он и виду не подал, что сомневается в правдивости слов изобретателя. Любой неосторожный вопрос, если бы он был задан, мог бы вызвать подозрение у Кили и тем самым лишить Скотта возможности увидеть эксперименты, которые подтвердили бы его убежденность в мошенничестве бывшего плотника. Терпение и 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, во время которого тяжелые грузы поднимались в воздух, а затем под действием музыкальных звуков определенной высоты падали в воду. Этот эффектный трюк, всегда имевший шумный успех у поклонников Кили и вкладчиков в его предприятия, был частью мифа, созданного Кили. После демонстрации опытов Скотт покинул лабораторию, удовлетворенный тем, что увиденное им никак не предполагает существования некоего нового вида энергии.

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 экспериментах в качестве главной движущей силы Кили использовал сжатый воздух. Весьма вероятно, что существовал и другой, тщательно скрытый источник энергии. Оказалось, например, что тяжелые грузы, поднимавшиеся вверх, а затем падавшие вниз, на самом деле представляли собой полые шары и диски. Эта система шаров и дисков была сбалансирована 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, 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, была до некоторой степени озадачена.

В феврале 1896 года миссис Мур обратилась к английскому физику профессору У. Леселесс-Скотту: Кили стареет, и она, все еще будучи уверенной в важности сделанных им открытий, хотела бы, чтобы ее подопечный успел передать свои знания какому-нибудь ученому-англичанину, который в случае смерти Кили смог бы завершить создание мотора. Профессору разрешили осмотреть все, что он пожелал, и сам Кили вручил ему инструкцию по обращению с аппаратами. После месяца исследований почтенный профессор заявил на ученом собрании во Франклинском институте, что «Кили с неоспоримой убедительностью продемонстрировал наличие силы, дотоле неизвестной». Воистину смелые слова!

Миссис Мур торжествовала и, чтобы доказать ошибочность вынесенного Александром Скоттом приговора, вновь пригласила его посмотреть эксперименты (на этот раз проводимые в лаборатории профессора Леселесс-Скотта). Приглашение было принято. Все трое согласились с тем, что повторный показ опытов прежде всего в интересах самого Кили. 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 этот план, и вот в воскресенье, 3 мая 1896 года, профессор явился к Джону Кили и уведомил его о необходимости и желательности новой экспертизы. Подробно сообщая потом об этом визите вдове Мур, Леселесс-Скотт писал: «К моему удивлению, мистер Кили категорически отказался от демонстрации опытов на предложенных ему условиях». Далее профессор убеждал миссис Мур «немедля поверить в справедливость доводов Скотта и сделать это как в собственных интересах, так и в интересах Кили». «Было бы крайне опрометчиво, — 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 прекратила финансовую поддержку Кили. Случилось это в мае 1896 года.

Кили продолжал настаивать на действенности своего устройства. Однако миссис Мур уже потеряла в него всякую веру и в оставшиеся до его смерти годы ежемесячно выдавала ему денежное содержание в размере всего лишь 250 долларов.

18 ноября 1898 года Кили умер, так и унеся с собой в могилу свои псевдомеханические «секреты». И все-таки он не смог избежать публичного разоблачения. Сразу же после его смерти «Компания по производству моторов Кили» завладела его лабораторией. С помощью бостонского электрика Бертона Кинрейда, который в разное время имел с Кили дело, лаборатория была демонтирована, а мотор перенесен в дом Кинрейда на Джамайка Плейнс. Там Кинрейд в течение некоторого времени пытался привести его и действие.

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, как видно, и не подозревала.

Новость тут же стала достоянием филадельфийской прессы. Газеты запестрели заголовками: «Секрета мотора Кили больше не существует», «Кили — грандиозный обман века» и т. д. Человек, бывший близким другом Кили в Филадельфии, поведал, как однажды, когда он спросил стареющего изобретателя о том, какую эпитафию тот хотел бы иметь на своей могиле, Кили ответил: «Кили, величайший мошенник XIX века».

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 механизмы можно отнести к ряду величайших надувательств века.

Что же до миссис Мур, то, поскольку здоровье ее все ухудшалось, она вернулась в свой родной Лондон еще до смерти Кили. Весть о его разоблачении принес почтенной женщине 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 секрет кому-нибудь перед смертью». 5 января 1899 года она умерла. Говорят, что последние неудачи Кили сильно укоротили ее жизнь. После смерти миссис Мур ее состояние насчитывало не более одного миллиона долларов, не считая недвижимости.

Какие же «странные силы» открыл Кили? Шарлатан заявлял, что созданные им устройства, многие из которых соединялись с музыкальными инструментами (такими, как «автоматическая» арфа, губная гармошка) или камертоном, приводились в действие за счет 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, достигло Сан-Франциско.

В результате детального исследования аппаратов Кили оказалось, что в основе всех чудес лежало использование тонких трубок или полых прутков. Их назначения он никогда 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. 66 представлена схема дома Кили, опубликованная журналом «Нью-Йорк джорнэл».

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 давление в пятьдесят тысяч фунтов на квадратный дюйм. А ведь это совсем немало. Кили, конечно, не вошел в историю науки, и придуманная им же самим эпитафия по-прежнему остается верной. Не пытайся он так сказочно разбогатеть на своих изобретениях, его могли 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 хитроумных механических фокусов, которые так часто показывались в прошлом столетии в Лондоне и которые не забыты и поныне).

8. Странные идеи об испарении и сжижении

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 газообразное при нагревании.

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 науки вперед вселял надежду на то, что новое открытие раздвинет ее горизонты и позволит обойти ограничения, установленные более ранними, отрывочными и несовершенными знаниями.

История, о которой пойдет речь в этой главе, связана с весьма необычным предприятием и касается вечного двигателя, сконструированного профессором Гэмджи. Главный инженер военно-морского департамента США Б. Ф. Ашпервуд представил секретарю департамента доклад о двигателе. Выдержки из этого документа позднее были опубликованы в «Канзас-сити ревью» (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 нуль-мотором. 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. Получающийся при выпаривании газообразный аммиак, находясь под большим 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, в аммиачный котел. Таким образом создаются условия для замкнутого цикличного 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 процессе превращения части этого тепла в механическую работу двигателя. Существование этой разницы в объемах совершенно бесспорно. Поэтому если бы удалось создать работающий на этом принципе механизм, то нуль-мотор стал бы реальностью. Источником получаемой в нуль-моторе энергии является не искусственное тепло, выделяемое при сгорании топлива, а тепло окружающей среды, имеющей обычную температуру, то есть тепло, не требующее для своего возникновения никаких затрат.

При изучении машины профессора Гэмджи департамент не имеет в виду проверку возможности сжижения в ней аммиака. Гораздо важнее проверить правильность сделанных профессором наблюдений относительно агрегатных превращений аммиака за время полного цикла. Без этого невозможно приступить к промышленному производству нуль-моторов, которым суждено прийти на смену паровым двигателям. Вот почему я внимательно изучил 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 газообразный аммиак, входящий в цилиндр, превращается в жидкость, а также установить, 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 изобретения как для военно-морского флота США, так и для всего человечества в целом, я настоятельно рекомендую департаменту создать профессору Гэмджи наиболее благоприятные условия для продолжения его экспериментальных исследований и доложить о них правительству Соединенных Штатов. Профессор выражает готовность представить свое изобретение для самой тщательной экспертизы и сделать это безотлагательно. С этой целью он намерен в кратчайшие сроки завершить изготовление механизма и в присутствии совета экспертов продемонстрировать его работу. Он предполагает использовать те узлы своего охлаждающего устройства, которые войдут составной частью в нуль-мотор, добавив некоторые необходимые детали. Таким образом, при минимальных затратах времени путем несложных испытаний можно будет удостовериться в осуществимости на практике проекта, который представляется столь привлекательным и бесспорным в теоретическом отношении.

Профессор Гэмджи произвел все необходимые математические расчеты для обоснования возможности использования своего изобретения в хозяйственных целях. Остается лишь проверить способность устройства совершать механическую работу. Профессор предлагает внести следующие усовершенствования в основной проект:

— в качестве цилиндра, в котором расширяется и сжижается аммиак, использовать паровой цилиндр;

— имеющийся аммиачный котел использовать как котел низкого давления, введя при этом в конструкцию еще один аммиачный котел, который будет выполнять роль котла высокого давления;

— 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 управлению тип двигателя...

Остается только подвергнуть описанное устройство практическим испытаниям, чтобы убедиться, что предложенный механизм будет обладать высоким коэффициентом полезного действия и оправдает возлагаемые на него надежды. И если это так, в самом ближайшем будущем нуль-мотор придет на смену паровому двигателю, поскольку отпадет надобность в огромных затратах угля, расходы на который составляют колоссальные суммы. Стоит только 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 военно-морские силы США получат двигатели нового типа. В этом случае наши крейсеры смогут проникнуть на самые удаленные акватории столь же просто, как и флоты тех стран, которые располагают там запасами топлива.

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 создания всех других механизмов...»

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 давление газа в четыре раза превышает атмосферное. Изобретатель пришел к заключению, что тепла, отбираемого из окружающей атмосферы, будет вполне достаточно для превращения жидкого аммиака в газ. По мнению автора проекта, этот газ, находясь в котле под большим давлением, способен приводить в движение поршень двигателя. Расширяясь, газ охлаждается до такой степени, что вновь превращается в жидкость, которая стекает в котел, и цикл повторяется.

Ход реальных физических процессов в описываемом устройстве, который сегодня столь 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 проекта затраты на сжижение аммиака не были учтены в общем балансе энергии. Будь это сделано, стало бы ясно, что эти затраты превышают полезную работу, которую способен произвести нуль-мотор. Второй закон термодинамики остался незыблем, а нуль-мотор так и не заработал.

Рис. 44. Рабочий цикл в устройстве, созданном профессором Гэмджи в 1880 году: давление газа приводит в движение поршень. Изобретатель предположил, что расширяющийся над поршнем газ затем сжижается и стекает в котел.

Я не смог проследить за судьбой дальнейших переговоров, которые велись в военно- морском ведомстве относительно изобретения профессора и к которым Айшервуд относился с таким энтузиазмом. Действительно, президент Гарфилд и несколько министров 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 двигателей с охлаждаемыми узлами.

Дениел Херинг в своей книге «Причуды и заблуждения науки» напоминает, что к 1895 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» появилась научно-популярная статья, посвященная лаборатории Триплера и проводимым им замечательным работам. Статья была написана членом редакционной коллегии журнала Реем Стенардом Бейкером и содержала ошеломляющие выводы. Автор опровергал верность второго закона термодинамики и провозглашал Триплера создателем вечного двигателя, приводя собственные слова изобретателя: «Использовав в своей машине три галлона воздуха, я получил в ожижителе около десяти галлонов жидкости. Таким образом, возникла прибавка в 7 галлонов, которая ничего мне не стоила и которую я могу использовать где угодно для совершения полезной работы».

Идея Триплера состояла в следующем. Под действием температуры окружающей среды 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 полезной работы.

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 термодинамики торжествовали.

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.

Надежды на создание вечного двигателя, работающего на жидком воздухе, несмотря на всю их сомнительность, были весьма привлекательны, и сторонники идеи Триплера еще некоторое время продолжали верить в успех его изобретения. Прошло несколько лет, пока идея, казавшаяся исключением из неумолимо действовавшего закона, была признана заблуждением и, наконец, отвергнута вовсе.

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, состоявшейся 22 августа 1909 года, английские авиаторы участия не принимали). Гоффман опубликовал свой довольно сложный проект вечного двигателя за два года до начала первой мировой войны. И этим, вероятно, объясняются наивно патриотические тона, в которые окрашены завершающие строки памфлета.

«Сегодня в Германии не понимают важности создания вечных двигателей, уподобляясь скептикам, которые еще лет десять назад отрицали возможность появления летательных аппаратов тяжелее воздуха. Следствием этого неверия явилось то, что несколько лет назад в Реймсе французы и американцы доказали, что именно они, а не немцы, являются нациями, лидирующими в воздухоплавании. Дай бог, чтобы благосклонная фортуна уберегла немцев от еще одного реймского позора. А ведь похоже на то, что, до тех пор пока американец Джон и француз Пьер не нагрянут в Гамбург или Берлин на кораблях, оснащенных вечными двигателями, немецкий Михель не очнется от летаргического сна».

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 страна добилась лидирующего положения хотя бы в области перпетуум мобиле.

Иногда специалист в одной отрасли науки вдруг решает, что совершил важное открытие в иной области знания. Многие принципиально новые технические находки обязаны своим возникновением научным поискам, которые велись совсем в других направлениях. Очень часто кажущаяся абсурдность этих поисков объясняется невозможностью их практического воплощения с помощью современных технических средств. Томас Эдисон предвидел время, 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, нередко столь проницательных в своих предвидениях.

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 полезную работу.

Гамильтон писал: «Приведя турбину в действие с помощью какого-то внешнего источника энергии (мотора или двигателя), устанавливаем необходимый начальный уровень давления в инжекторе, обеспечивающий отток воды из резервуара. Вода, пройдя через турбину, приобретает за счет соплового эффекта на выходе большую скорость, чем на входе, и возвращается в резервуар. Турбина продолжает вращаться за счет новых порций поступающей в нее воды, не нуждаясь более в энергии внешнего источника. Цикл движения воды по замкнутому контуру повторяется многократно, благодаря чему скорость воды на выходе из турбины постоянно возрастает».

Автор проекта ничего не говорит о том, за счет чего все-таки обеспечивается вращение 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). Такое беспредельное увеличение скорости лежит в основе процесса деления атома, но не имеет никакого отношения к механическим устройствам.

9. Загадочный проект Гарабеда

Однажды (обычно это случается в молодые годы) мы вдруг начинаем по-новому смотреть на вещи, казавшиеся нам привычными и хорошо знакомыми. Порой нам кажется, что мы сделали настоящее открытие или, по крайней мере, набрели на идею, которая должна потрясти мир. Почему же, с недоумением спрашиваем мы себя, никто не додумался 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 предстало перед нами, скрывает эту несостоятельность.

Один очень квалифицированный инженер, в прошлом ас, имевший высокий офицерский 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 вновь подпрыгнуть и прыгать, пока не будет достигнута нужная высота.

Я уверен, что все мальчишки в свое время подолгу возились с маховиком или волчком, раскручивая их и наблюдая свойства полученного таким образом гироскопа. Я не случайно упомянул о маховике, так как в этой главе пойдет речь о связанных с ним событиях, которые произошли в Соединенных Штатах в 1917—1918 годах.

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 подкупающим простодушием удивлялся сделанному им же открытию.

Ученые (и среди них прежде всего те, кто обогатил науку выдающимися достижениями), 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, кто обладает высокой научной квалификацией. Конечно, существуют исключения, 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 претензиям научной убедительности. Гирагосян во всеуслышание объявил, что им сделано величайшее открытие за всю историю человечества. В запальчивости он утверждал, что его машина позволит повысить благосостояние американского народа, и обратился в конгресс, 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 Гирагосян охотно предлагал рассмотреть его проект самым тщательным образом и привлечь для этой цели группу ведущих инженеров и ученых, назначенных американским правительством.

Хуже всего было то, что правительственная печать, ухватившись за эту историю, раздула ее до невероятных размеров, взбудоражив «проектом Гарабеда» всю Америку. Гирагосян не 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. Обещанная им «свободная энергия» в воображении многих американцев уже приводила в действие заводы, электростанции, водяные насосы и т. 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. Вместо этого он вновь обратился в конгресс с просьбой о прямой поддержке. Несмотря на благожелательное отношение к Гарабеду, конгрессмены рекомендовали изобретателю направить заявку по обычным каналам, то есть через патентное бюро. Вскоре комиссия обнародовала отчет об изобретении Гарабеда. Основным элементом машины был... 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 разгоняется только за счет мотора, однако требуется очень много времени, чтобы скорость вращения маховика достигла максимального значения.

Именно по этой причине, как писали в своем отчете члены комиссии, при демонстрации машина была приведена в действие с помощью блоков и приводов человеком большой физической силы. Разогнав таким способом маховик, включили мотор, который в дальнейшем уже не включался. Маховик продолжал вращаться с окружной скоростью около ста футов в минуту.

Рис. 45. Австрийский врач Алоиз Драш получил патент на этот загадочный вечный двигатель в декабре 1868 года.

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 необходимо затратить целых десять! Отсюда Гирагосян, путая понятия мощности и энергии, заключил, что его машина вырабатывает энергию.

Гарабед заблуждался искренне, и честность его была совершенно очевидна, ибо он никого не вводил в заблуждение преднамеренно. Если бы изобретение Гирагосяна прошло 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 перпетуум мобиле.

Энтузиазм, с которым Гарабед представлял американской публике свое изобретение, характерен не только для одной стороны Атлантики. Позвольте мне процитировать письмо, посланное 15 сентября 1851 года в Британское патентное ведомство:

«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 Вечный Двигатель! Одно время меня поддерживали королева и его королевское высочество 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 щедро отблагодарю вас за участие.

Я глубоко убежден в том, что несколько моих изобретений могут быть осуществлены и, в первую очередь, упомянутая машина, хотя в настоящее время она существует лишь в моей голове. Я еще не изготовил ее, поскольку лишь вчера, в воскресенье, изобрел, основываясь на некоторых неизменных принципах природы!»

Так много мыслей, что требуется немедленное вознаграждение. Еще больше будет разочарований...

10. «Вечный Двигатель» Кокса

Сентиментальному читателю эта книга может показаться своеобразной хроникой заблуждений, историей несбывшихся надежд, повестью о мудрецах, доведенных до отчаяния, и о глупцах, превратившихся в шарлатанов.

И все-таки был человек, который построил действовавший вечный двигатель! Имя этого человека — Джеймс Кокс, он жил и работал в Лондоне, а созданный им механизм сохранился и до наших дней.

Кокс был известным часовых дел мастером, автором многочисленных причудливых часовых автоматов, отмеченных призами в различных странах. О жизни этого выдающегося 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 созданию этого механизма предшествовали многолетние эксперименты.

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, неосуществимость такой задачи, а попытался использовать ту ее форму, которую можно было получить непосредственно в природе, без участия человека. Его двигатель приводился в действие в прямом смысле природными силами.

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 еще в третьем лице, выдержан в таком же духе, поэтому его легко было принять за писанину какого-либо шарлатана. Кокс же, вне всякого сомнения, был человеком весьма изобретательным и талантливым, каждая из его работ, дошедших до нас, свидетельствует об этом. Имея в виду знаменитую эпитафию сэру Кристоферу Рену, можно сказать, что памятником Коксу служат созданные им устройства, хранящиеся в лучших музеях и коллекциях мира{61}.

Механизм Кокса описан в каталоге музея, опубликованном в 1774 году. После длинного на шесть страниц панегирика автор переходит к «Экспонату сорок седьмому — „Вечному Двигателю“ и пишет следующее:

„Это механические и философские часы, доведенные — вопреки мнению скептиков — до высокой степени совершенства в результате огромного труда, бесконечных испытаний и огромных денежных затрат. Совместное использование в этом устройстве философских и механических принципов позволило получить движение, которое будет продолжаться вечно. И хотя сталь и медь, из которых изготовлены часы, должны со временем разрушиться (что, впрочем, ожидает и нашу планету, и все на ней живущее), первопричина работы механизма останется неизменной, а поскольку трение между деталями часов крайне незначительно, они будут находиться в движении гораздо дольше любого другого когда-либо созданного механического устройства.

По своим размерам эти необыкновенные часы не отличаются от обычных маятниковых часов, завод которых рассчитан на восемь дней. Их корпус изготовлен из красного дерева и 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 часового механизма и наблюдать за его работой, часы со всех сторон застеклены. Часовой механизм крепится к той части устройства, от которой поступает энергия для приведения его в действие. Часы изготовлены на алмазах, причем, говоря техническим языком, камнями снабжены те детали механизма, где сила трения должна быть уменьшена. Для поддержания высокой точности требуется такой же уход за устройством, как и за обычными часами. Кроме часовой и минутной стрелок, в этих необыкновенных часах имеется еще и секундная стрелка, постоянно находящаяся в движении. Для того чтобы исключить всякую мысль о надувательстве (а, кроме того, уберечь устройство от пыли), часы заключены под стекло. Они выставлены в самом центре музея для всеобщего обозрения“.

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, приведенные в вышеупомянутом каталоге:

„Я осмотрел и внимательно изучил эти часы. Они продолжают работать непрерывно за счет подъема и падения ртути в совершенно необычном барометре. Нет никаких оснований опасаться, что часы когда-нибудь остановятся. В них создан такой запас энергии, который дает возможность часам работать в течение года, даже если барометр будет убран. Изучив конструкцию устройства, я утверждаю с полной ответственностью, что это самый замечательный из всех когда-либо мною виденных механизмов. — Джеймс Фергюсон, Болт-корт, Флит-стрит, 28 января 1774 года“.

„Ежегодный справочник за 1774 год“ (т. 17, с. 248) предваряет отзыв Фергюсона следующими словами:

„Среди других выдающихся экспонатов, представленных в музее мистера Кокса, находится огромный барометр, необычайная конструкция которого позволила его автору создать единственный в своем роде вечный двигатель...“

Все экспонаты музея Кокса, в том числе и „Вечный Двигатель“ (а именно так именовал 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, некоторые изменения в устройство, касавшиеся в основном внешнего украшения часов. На сохранившейся гравюре, изображавшей часы и помещенной в каталоге Кокса, этих изменений, естественно, нет. Зато к великому удивлению тех, кто привык видеть часы на протяжении многих лет, в новом музее на часах появилась и новая надпись: „Королевский музей Уикса, 1806 год“.

Джеймс Кокс умер в 1788 году. После смерти Томаса Уикса в начале тридцатых годов прошлого столетия большинство экспонатов его музея пошло с молотка на двух аукционах (в июле и сентябре 1834 года). И здесь мы на некоторое время теряем след „Вечного Двигателя“, который, кстати, не был внесен в каталог Уикса.

Перед тем как рассказать о дальнейшей судьбе „Вечного Двигателя“, рассмотрим подробнее устройство и принцип действия этого замечательного изобретения. Приводимые ниже сведения заимствованы мной из превосходной статьи „По поводу вечного движения, реализуемого в машинах за счет подъема и падения ртути в барометре или температурных изменений размеров тел“, написанной Уильямом Николсоном и опубликованной в 1799 году в „Философикэл джорнэл“. В ней, кстати, автор сообщает, что некоторые части механизма были изготовлены неким Рее, и описывает более ранние попытки создания чисто механического вечного двигателя. Николсон выступает ярым сторонником вечного движения{62}.

„В своем предыдущем сообщении („Философикэл джорнэл“, 1799, т. 1, с. 375) я дал оценку некоторым ошибочным проектам получения вечного движения из неизменных источников силы. Я упоминал о том, что течение рек, смена морских приливов и отливов, 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, действие которых строго ограничено определенными местными условиями“.

Далее Николсон переходит к описанию „Вечного Двигателя“ Кокса. Упоминание о созданной „инженером Рее“ барометрической самозаводящейся системе сопровождается словами: „задуманная и воплощенная им“, а в сноске говорится о том, что в июне 1799 года Рее был назначен членом совета инспекторов по морским работам в адмиралтействе. Он был, следовательно, человеком уважаемым, и заслуги его были общепризнаны.

Рисунок, иллюстрирующий статью Николсона, заимствован из книги Фергюсона. Он был сделан, вероятно, до 1776 года, когда весь музей Кокса был распродан. (Сам Фергюсон умер в ноябре того же года).

Как уже говорилось, самозавод в часах Кокса осуществлялся с помощью присоединенного к ним барометра. Конструкция всего устройства была выполнена так, 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. В результате этого грузы, сообщающие движение часам, всегда поднимались вверх.

Наиболее серьезные и неожиданные затруднения, с которыми столкнулся Кокс при конструировании своих часов, были связаны с тем, что изменения атмосферного давления, столь незначительные, едва ощутимые, оказались слишком большими для нормальной работы механизма подзавода; они могли привести к слишком быстрому вращению колеса и, как следствие этого, к разрыву цепи, на которой крепились грузы. Но Кокс успешно справился с этой задачей. Он добавил к механизму устройство, которое выводило колесо из зацепления, если грузы были подняты до верхней точки траектории движения, и вновь „включало“ колесо лишь после того, как грузы опускались на некоторое расстояние.

На рис. 46 показан эскиз общего вида „Вечного Двигателя“ и устройство „барометрического механизма подзавода“ (в левой части рисунка).

Рис. 46.

Важнейшими элементами устройства являются два качающихся рычага Аа и Вв. К концам этих рычагов с помощью стержней присоединена установленная на шарнире рама F. 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, поддерживающие колбу, закреплены в точках А (у левого края одного рычага) и в (у правого края другого рычага); сосуд же подвешен в других, противоположных концах рычагов, то есть в точках В и а. Очевидно, что при таком соединении рычагов с элементами барометра произойдет следующее: подъем колбы заставит сосуд опускаться, и, напротив, при опускании колбы сосуд должен будет подниматься, так как один конец рычага движется 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, и она опускается вниз (если же ртуть перетекает из колбы в сосуд, то колба, становясь легче, поднимается вверх). Вместе с колбой поднимается и опускается рама F и присоединенная к ней рама М, являющаяся частью механизма подзавода (см. левую часть рисунка). В раме М сделан прямоугольный вырез, на внутренних сторонах которого, как на рейках, нарезаны зубья. С одной стороны выреза зубья направлены вверх, с другой стороны — вниз. Когда рама опускается, зубья, направленные вниз, зацепляются с зубьями колеса N, когда они поднимаются, в зацепление входят зубья на противоположной стороне выреза. Колесо же при этом постоянно поворачивается в направлении по часовой стрелке. Рама М 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 помощью гири Т приводит часы в действие. Соответствующая гиря t на другой стороне цепи служит противовесом, натягивающим эту часть цепи, и представляет собой пустой медный 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 — на параллельную часть цепи 7 и 8.

Движение всех элементов механизма подобрано таким образом, чтобы часы работали без подзавода в течение целого года (при этом гиря Т опустится из верхнего своего положения до дна футляра часов). Однако изменения атмосферного давления, приводящие в действие с помощью зубчатой рамы механизм подзавода, обеспечивают постоянное подтягивание гири вверх.

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, если верхушка рамы блока S касалась стержня X. Совершенно очевидно, что на всех этапах работы механизма необходимо было сохранить устойчивое равновесие его элементов. Вот почему рама М уравновешивалась цепью с гирей, проходящей через блок Y в верхней части устройства.

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, Уикс это понимал. После его смерти экспонаты перешли к новым владельцам, а в пятидесятых годах XVIII века коллекция музея на Тичборн-стрит была отправлена в музыкальный выставочный зал лондонского Павильона.

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 печальны и драматичны, сколь комичны и удивительны. В 1804 г. вышла в свет книга под названием „Путешествие в Китай“, пролившая свет на некоторые события, связанные с часами Кокса. Автором ее являлся личный секретарь графа Макартни Джон Барроу. Из этой книги явствует, что в списке подарков, привезенных в Китай „покойным послом Нидерландов“, числились два экспоната из коллекции музея Кокса и что одним из них были знаменитые часы. Во время долгого путешествия посольства из Кантона в Пекин оба механизма были слегка повреждены. В Пекине их попытались починить, однако при отъезде 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, хранятся ли часы в одной из комнат императорского дворца в Пекине или они 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 реконструкции часов в том самом виде, в каком они хранились в музее Кокса более чем сто тридцать лет назад“.

Рис. 47. „Вечный Двигатель“ Кокса.

Прочитав такое сообщение, читатель будет очень удивлен, узнав далее, что, по всей вероятности, „Вечный Двигатель“ Кокса никогда не покидал берегов Британии. Самое раннее упоминание о музее Кокса относится к 1802 году, а из надписи, сделанной на часах, становится очевидным, что они не экспонировались до 1806 года. Похоже, что музей продолжал свое существование до 1837 года. Затем „Вечный Двигатель“ исчез, и на протяжении шестидесяти лет о нем ничего не было известно. В 1898 году он вдруг появился на выставке в Клеркенвельском институте. К тому времени владельцем часов стал В. 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. Впоследствии часы были куплены на аукционе в Лондоне владельцами 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 сообщала бы посетителю, что за экспонат он видит перед собой. А ведь в Англии это была первая успешная попытка создать вечные часы.

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 развития английского часового искусства“.

Алан Ллойд, описывая часы Кокса в своей книге „Выдающиеся часы за 700 лет“, 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 — всего лишь редкая антикварная вещь, чарующая своей прелестью знатоков часового искусства и прикладных ремесел XVIII века.

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 имеющимся в нашем распоряжении часам.

Для начала давайте рассмотрим, как действуют барометрические силы. Первым, кто обнаружил зависимость высоты, на которую жидкость может быть поднята с помощью вакуума, от давления воздуха, был Галилео Галилей. Он, однако, не смог развить сделанное им открытие, и честь изобретения барометра (1643 год) принадлежит его ученику Торричелли{63}.

В последующие годы различные изобретатели, пытавшиеся усовершенствовать барометр, использовали в нем самые разные жидкости, пока, наконец, не остановились на ртути. Поскольку ртуть является, по всей вероятности, самой тяжелой жидкостью на Земле (удельный вес ее в 13,568 раза превышает удельный вес воды), размеры ртутного барометра во много раз меньше размеров барометра, использующего любую другую жидкость. 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, способной совершать полезную работу.

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 больше объем трубки, тем большее усилие требуется приложить, чтобы управлять давлением (вакуум) внутри трубки.

Именно по этой причине в барометре, приводившем в действие „Вечный Двигатель“ Кокса, находилось около 150 фунтов ртути — во много раз больше, чем в обычном ртутном барометре. Если бы Кокс был знаком с барометром-анероидом (изобретен Види и запатентован в Англии в 1844 году), то наверняка созданный им механизм был бы проще по своей конструкции, да не так громоздок.

Хорошо сделанный барометр (если его только не подвергнуть какому-нибудь воздействию, не связанному с его прямым назначением, например уронить или, более того, разбить) может работать „вечно“, ведь части его не изнашиваются.

Но довольно о барометре Кокса. Давайте теперь обратимся к самим часам.

По своему внешнему виду они ничем не отличались от многих других часов того времени. А вот в самом механизме были существенные отличия. Сделан он был так, чтобы свести до минимума трение, а значит, и износ деталей. Механизм рассчитан на очень долгий срок службы. Все его подшипники выполнены на драгоценных камнях, а детали не нуждаются в смазке. Пыленепроницаемый стеклянный колпак увеличивает запас долговечности, ведь хорошо известно, что именно пыль в первую очередь ухудшает работу 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“, имеющий меньший вес.

Оценивая конструкцию „Вечного Двигателя“ Кокса в целом, невольно восхищаешься тщательностью, с которой продумана каждая деталь. Начинаешь понимать, что по своей долговечности этот механизм мог пережить самые старинные церковные часы из всех ныне существующих. Разница заключалась бы лишь в том, что часы Кокса не потребовали бы специального ухода и вообще какого-либо вмешательства со стороны человека.

Причина того, что „Вечный Двигатель“ Кокса прекратил свою работу, связана не столько с особенностями его конструкции, сколько с ее практической реализацией. Оставайся он на Тичборн-стрит по сегодняшний день, мы, вероятно, и сейчас нашли бы его 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 баснословно высокие цены на ртуть, такую дешевую во времена Кокса, этот поразительный механизм смог бы обрести в наше время вторую жизнь и продолжал бы успешно работать.

Нет ничего удивительного в том, что нынешние знатоки часового дела выражают сомнения относительно возможности получения вечного движения с помощью часов Кокса. Однако конструкция этих часов известна, и сколько бы кто-то ни пытался доказывать невозможность существования механического вечного двигателя, изобретение Кокса ему придется признать, а раз так, то считать его явным исключением из общего правила.

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, и я с великой радостью взглянул бы на его работающие часы, чтобы удостовериться в 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 находится экспонат, являющийся величайшим парадоксом часового искусства всех времен. Дело государственной важности заставить его вновь работать“. Нашелся и третий известный специалист, который заявил, что часы Кокса — это чистейшее надувательство, признавшись при этом, однако, что не понимает, как часы могли работать?

Был ли Кокс единственным человеком, пытавшимся использовать атмосферную энергию? Самый, вероятно, удачливый, он был, однако, далеко не первым среди изобретателей, понявших, что в повседневной жизни нас окружают явления, которые могут 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 „изобретение оказалось неудачным и не оправдало надежд автора“{64}.

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 „сменой тепла и холода“.

Примерно в то самое время, когда в Лондоне экспонировался „Вечный Двигатель“ Кокса, в Париже были выставлены другие „вечные“ часы. Однако в отличие от изобретения 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, вполне достаточно, чтобы поддерживать работу этого устройства.

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 старинного типа часы следующим образом. При росте температуры в дневные часы воздух в 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 поршень в резервуаре делает еще один ход, вновь перемещая храповик. Таким образом, при смене жары и холода часы будут постоянно подзаводиться до тех пор, пока не износятся подшипники».

Эдвард Вуд в своей книге «Редкие настенные и наручные часы», первое издание которой увидело свет в 1866 году, упоминает о двух «вечных» часах, но не описывает принцип их действия. Одни часы, рассказывает Вуд, были построены в 1858 году часовым мастером из Плимута по имени Ченхолл с Дрейк-стрит. Эти часы с восьмидневным заводом были выставлены в витрине его мастерской. По словам автора книги, «устройство их отличалось 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 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 можно было быть уверенным в том, что детали, из которых они были сделаны, никогда не износятся».

Примером обычных часов, рассчитанных на длительный срок работы, может служить механизм, сконструированный для собора Святого Павла прославленным лондонским часовых дел мастером Томасом Томпионом{65}. Часы должны были идти без подзавода сто лет. Изготовление этих часов, которые, по оценкам специалистов, должны были стоить 3—4 тысячи фунтов стерлингов, так и не было закончено.

Рассказывают, что часы со столь же большим периодом подзавода приобрел маркиз Бут, живший в Бедфорде на Льютон-парк. Во время пожара, случившегося в 1843 году, дворец маркиза сгорел, а вместе с ним погибли и часы. Из «Математического компендиума» Джона Мура мы узнаем, что это были «круглые часы очень больших размеров, которые с помощью шести колес и пяти шестерен совершали один оборот через каждые семнадцать лет».

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 вращающимся храповым механизмом. Изменения в температуре или атмосферном давлении 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. При полном заводе пружины часы могут работать без барометрической системы 18 месяцев. 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 часового маятника длиной 187 футов{66}.

Томас Бедвелл, английский математик и инженер, умерший в 1595 году, оставил после себя записи, представляющие для нас большой интерес. Подобно маркизу Ворчестерскому, 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 часы работать; да и вряд ли ему это удалось бы. Можно предположить, что часы эти были бы непригодны для измерения времени.

11. Часы с катящимися шарами

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 которое шар перекатывается из верхней точки своей траектории в нижнюю, всегда одно и то же, оно является аналогом полупериода колебаний балансира с маятниковым регулятором. И все-таки механизмы с катящимися шарами, будь то часы или какие-нибудь другие приборы, иногда принимали за вечный двигатель.

Англичанин Джон Эвелин{67} оставил нам описание одного такого устройства, которое ему довелось увидеть 24 февраля 1655 года: «Мне показали настольные часы, единственным балансиром которых является прозрачный шар, свободно скользящий по наклонному желобу. Этот шар скатывается все ниже и ниже, пока не падает на расположенную в нижней части устройства пружину, которая вновь подбрасывает его в самый верхний желоб. Все операции повторяются с неукоснительной точностью каждые тридцать секунд. При этом часовая стрелка чуть подвигается и раздается короткий звонок. Таким образом, сто двадцать раз в час, в те моменты, когда шар попадает на пружину, часы начинают бить. Эта в высшей степени необычная, богато украшенная вещь, была подарена каким-то немецким принцем нашему покойному королю[12]. Сейчас она принадлежит узурпатору[13] и оценивается в двести фунтов стерлингов».

Сэмюэл Пепис{68} также оставил в своем дневнике описание подобных, а может быть, 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 обширной коллекции».

В последующие годы часы с боем, которые отмечали время с помощью шара или ядра, катящихся по наклонным желобам, продолжали оставаться большой редкостью. Вуд в своей книге о «диковинных» часах пишет: «В Хенли-на-Темзе жил брат художника Гейнсборо, священник-диссидент, обладавший незаурядными способностями механика и изобретателя. Созданные им часы отличались оригинальностью конструкции и после его смерти были переданы Британскому музею. Часы отмечали каждый час боем маленького колокола и шли за счет того, что одно из двух свинцовых ядрышек, помещенных в спиральном накопителе в верхней части часов, падало в маленькое ведерко слоновой кости. Достигнув его дна, оно с помощью противовеса выносилось вверх и выталкивало из накопителя другое ядрышко, которое проделывало тот же путь».

Если понимать написанное буквально, то может показаться, что наш механик в рясе и вправду «ухватил мечту за хвост» — создал перпетуум мобиле. На самом же деле, он всего лишь сконструировал часы со своеобразным регулятором, приводимые в действие силой тяжести падающего груза.

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», которая была опубликована в Нюрнберге в 1664 году. Шотт учился в Риме вместе с Атаназиусом Кирхером, однако большую часть своей жизни провел в Аугсбурге{69}. К сожалению, описания многочисленных механизмов, оставленные Шоттом, сделаны крайне невразумительно. Но в четвертой книге его «Механических чудес» есть довольно подробное и хорошо иллюстрированное описание вечного двигателя, приводящего в действие часовой механизм. Это изобретение принадлежит австрийскому священнику Вильгельму Шретеру, жившему в XVI веке.

В слегка наклоненном желобе, расположенном в верхней части конструкции, помещалось шесть шаров. Шары падали один за другим через отверстие в желобе на установленное под ним вращающееся колесо, на ободе которого были сделаны углубления в форме чашек. Благодаря специальному предохранительному устройству шары вываливались из чашек лишь в определенной точке траектории вращения и попадали в углубления-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 аналогичным колесом большего диаметра. Очередной шар, пройдя по трем малым колесам сверху вниз, по направляющим попадал в углубление на ободе нижнего большого колеса и 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 вращающимися осями (или валами) 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 один из падающих вниз шаров не достигнет верха конструкции. Причина этого заключается 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, и система придет в равновесие (см. об этом четвертую главу).

Сам Шотт высказал идеи по крайней мере двух вечных двигателей. Одним из них было устройство, предназначенное для подзавода различных механизмов. Оно содержало «бесконечный» (замкнутый) ремень, приводимый в движение шарами. Шары располагались на опускавшейся части ремня, несущего маленькие черпаки. Достигнув нижней части устройства, шары поднимались вверх, и весь цикл повторялся.

Раздумывал о конструкции часов с катящимися шарами и итальянский иезуит Франческо Эсчинарди, родившийся в 1623 году и умерший около 1700 года. В книге «Отчеты отца Франческо Эсчинарди... его парижскому другу» содержится описание часового механизма, предназначенного для использования на кораблях. Автор писал, что в начале 1670 года он 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 Гаррисоном в 1735 году. В часах, сконструированных отцом-иезуитом, вместо пружин или тяжелых грузов использовались корончатое колесо и барабан, который обвивала цепь с маленькими черпаками в форме чашек. Через отверстия, находящиеся над цепью, шар падал в один из черпаков и тянул цепь вниз, вращая при этом вал. Внизу шар выпадал из черпака и оказывался на пружинном спусковом устройстве, с помощью которого второй шар попадал на цепь с черпаками. Достигнув нижней части устройства, этот второй шар толкал первый так, что, когда второй шар выпадал из чашки, первый мог вновь попасть на цепь с черпаками и, приводя ее в движение, повторял весь цикл. По мнению автора, конструкция представляла собой вечный двигатель.

Правда, было неясно, каким образом Эсчинарди собирался поддерживать работу часов. Похоже, он рассчитывал на то, что каждый шар, выпадая из черпака и оказываясь на спусковом устройстве, подзаводил бы пружину, обеспечивавшую ход часов. Невозможно не восхищаться той твердой убежденностью, с которой почтенный святой отец верил, что энергии падающего шара будет достаточно не только для того, чтобы поднять вверх равный по весу шар, но и сообщить импульс, необходимый для подзавода пружины.

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 известны мастерам часового дела в разных странах мира.

Первые часы Сервьера имели форму шестигранной башни, в основании которой помещался собственно часовой механизм. Купол башни поддерживался шестью колоннами. 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, каким образом движение шаров по наклонным желобам приводило в действие часовой механизм. Вторые часы Сервьера имели аналогичную конструкцию, единственное отличие их от первых заключалось в том, что шар возвращался в верхнюю точку траектории с помощью системы черпаков, подбирающих его в нижней части устройства, а затем выносящих его в желоб наверху башни.

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 свой путь, начинал движение второй шар. Внизу второй шар выталкивал первый, и тот через некоторый промежуток времени вновь подавался в верхнюю часть устройства.

Во внешнем оформлении своих четвертых часов Сервьер снова обратился к идее башни. Но на этот раз она была четырехугольной в поперечном сечении, а часовой механизм вновь помещался в ее основании. Часы имели два циферблата, отдельно для часовой и минутной стрелок. На помещенной в книге иллюстрации видны четыре колонны, поддерживающие купол башни. Вокруг колонн проложены «железнодорожные» пути для движения шаров. Как только один из двух шаров достигает основания башни, он попадает на вращающийся винт Архимеда, который вновь увлекает его наверх.

Все схемы описанных здесь часов приведены лишь в самых ранних работах, посвященных часовому делу. Мне нигде, однако, не встретилось упоминание о том, что часы подобной конструкции были когда-либо построены. Похоже, что они так и остались плодом богатого воображения изобретателей.

На протяжении длительного времени в музее земли Гессен в немецком городе Касселе хранился редкий экспонат, имевший каталожное название «Вечный двигатель». Это были часы на катящихся шарах. Они погибли во время воздушного налета в 1943 году.

Часы были сделаны знаменитым итальянским изобретателем и часовщиком Джузеппе Кампани, изготовлявшим также линзы для телескопов. Он жил и работал в Риме примерно с 1650 по 1715 год и приобрел широкую известность как автор нескольких часов оригинальной конструкции. Свой вечный двигатель он продал ландграфу Карлу Гессенскому во время поездки последнего по Италии в декабре 1699 — апреле 1700 года{70}.

В книге Ф. X. Шминке «Описание резиденции курфюрста земли Гессен и города Касселя» (1767) есть такое описание часов Кампани: «Часы Джузеппе Кампани работают с 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 верхней части часов».

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 части и по бокам шкафа.

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 скатывающийся шар.

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 особенностью этих замечательных часов был совершенно бесшумный регулятор хода, ранее уже применявшийся Кампани в бесшумных «ночных» часах. Регулятор содержал небольшое коромысло, непрерывно вращавшееся в направлении против часовой стрелки вокруг центральной оси. Плечи коромысла равны между собой, и каждое оканчивается сферическим углублением в форме ложек. Регулятор установлен таким образом, что дважды за период вращения эти ложки оказываются на уровне верхней и нижней точек траектории движения шаров. Коромысловый регулятор посредством шестеренки сообщал движение другому регулятору, так называемому билянцу[14]. Последний состоит из штанги, совершавшей колебания вокруг центральной оси (в горизонтальной плоскости). На каждом плече штанги имелся груз; изменяя положение грузов относительно этой оси, можно было регулировать скорость вращения регуляторов.

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, пока проходящее мимо него плечо коромыслового регулятора не принимало его в нижнюю ложку. Шар скатывался вниз за тридцать секунд.

Именно такое время требовалось и для того, чтобы коромысло совершило пол-оборота; при этом шар, находившийся в нижней точке траектории, вновь оказывался в верхней части желоба. Стрелки часов, соединенные с регулятором, дважды в минуту передвигались под действием его толчков.

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». Вполне вероятно, что это название механизм получил в более позднее время. В XVII веке часы были еще диковинкой и представляли собой большую ценность. Возможно, Джузеппе Кампани хотел сконструировать такой часовой механизм, который явил бы миру образец мастерства, и намеревался создать хитроумное устройство, принцип действия которого был бы непонятен окружающим. Не хотелось бы быть несправедливым к изобретателю и приписывать ему сознательный обман.

12. Патентные бюро закрывают двери перед изобретателями вечных двигателей

«Сайнтифик Америкэн», журнал большой исторической ценности, начиная с 1845 года 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, рассматривавшей это изобретение.

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 гравитационных полей, он считал пустым прожектерством. Он хорошо понимал, что нельзя заставить действовать материю попеременно: то в соответствии с законом всемирного тяготения, то в противоречии с ним.

Тем не менее Мунн признавал, что усилия, потраченные на поиски вечного двигателя, не были пустой тратой времени. Постигая на практике формулу «знание приходит с опытом», изобретатели перпетуум мобиле обращались к рассмотрению более жизненных проблем и в ряде случаев делали открытия, которые приносили человечеству реальную пользу, а для самих изобретателей становились источником доходов. Может быть поэтому журнал, столь популярный в прошлом и несколько менее авторитетный в настоящем, всегда предоставлял свои страницы не только для авторов подлинных открытий, но и для тех, чьи труды скорее всего можно отнести к «заблуждениям науки». Там, где это было необходимо, статья сопровождалась редакционным комментарием. Но чаще всего она просто отдавалась на суд взыскательного читателя, и, как правило, ее появление вызывало многочисленные отклики.

А как относились к искателям вечного движения патентные ведомства?

В 1623 году в Англии был принят закон, по которому собственность и авторские права изобретателей, трудившихся в различных областях науки и ремесел, охранялись жалованной грамотой или патентом{71}. История патентования («патент» — от латинского «pateo», что означает «я раскрыт») восходит ко времени правления короля Эдуарда III, когда, по мнению историков, патенты выдавались как свидетельство дворянского титула{72}. Получив патент на 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 творение своего ума. Уже в те далекие времена среди целого ряда выдающихся изобретений появились идеи, связанные с созданием вечного движения.

Самый первый английский патент на машину вечного движения был выдан 9 марта 1635 года. В формуле изобретения (как мы сказали бы сейчас) говорилось, что «патент выдан на 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 поддержания постоянного движения никогда ранее не были предложены и осуществлены».

К сожалению, в те далекие времена не требовалось представлять детальную схему или чертежи устройства, на которое подавалась патентная заявка. Поэтому так и осталось неясным, каким образом «была осуществлена» эта машина.

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, двигаясь сама по себе вечно и без помощи и усилий со стороны человека или какого-нибудь живого существа, способна не только поднимать на большую высоту значительное количество воды, но и откачивать воду из шахт глубиной в пятьдесят и более морских саженей».

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, чем шахта.

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, колесо или систему дополнительных рычагов, они преодолеют силу трения.

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 периода и до настоящего времени поступило еще некоторое количество таких заявок. 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 свидетельствует о необычном всплеске волны изобретательства в викторианскую эпоху.

Из общего числа заявок с 1897 по 1900 год включительно десять поступило от англичан, восемь от американцев, три от французов, пять от немцев, две от австралийцев и по одной из Бельгии, России и Австрии.

В основу большинства проектов вечных двигателей было положено использование силы тяжести; нарушение условий равновесия; выталкивающей силы, действующей на погруженные в воду или другую жидкость поплавки и грузы; эффекта всплывания сосудов, наполняемых под водой воздухом или газом; последовательного сжатия и расширения газов; поверхностного натяжения жидкостей. Во многих проектах предусматривалась система тормозов, с помощью которых можно было остановить вечный двигатель, поскольку, развив огромную скорость, он мог бы разлететься на части. Это ли не доказательство абсолютной убежденности авторов перпетуум мобиле в работоспособности их изобретений (если хотите, некий Франкенштейнов комплекс){73}.

В 1880 году в журнале «Инглиш микэник» появилось сообщение о некоем йоркширском изобретателе, который подал заявку на патент, но затем остановился на одном из подготовительных этапов, вероятно, по причине крайнего раздражения и усталости, вызванных капризами его модели. Описание изобретения, однако, сохранилось.

«Машина работает совершенно самостоятельно, без какого-либо вмешательства извне и также самостоятельно создает необходимую для ее движения энергию, используя при этом лишь изменения атмосферного давления. Принцип действия и конструкция машины обеспечивают преобразование этих изменений в активную действующую мощность, 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 сумму сто двадцать миллионов фунтов стерлингов».

Поиски невозможного велись и по ту сторону Атлантического океана. Штаб-квартирой американских прожектеров стало патентное бюро США в Вашингтоне. Когда в 1836 году в здании, где размещалось это бюро, случился пожар, то после разбора архивных материалов обнаружилось, что за время существования американской системы патентования было выдано десять патентов на вечные двигатели.

В 1828 году журнал филадельфийского института Франклина подробно объяснил своим 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{74}.

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 Болсби на Слейтер-стрит и который, по мнению его создателя, является вечным двигателем, вызвали у нас большое удовлетворение. Вне всякого сомнения автор приблизился к осуществлению принципа вечного движения и сделал это гораздо успешнее, чем его предшественники. Огромным достоинством двигателя, помимо возможности использования в разнообразных практических целях, является простота конструкции. Совершенно очевидно, что мы не имеем дело с шарлатанством и надувательством».

В 1854 году «Нью-Йорк джорнэл ов коммерс» с большим энтузиазмом писал об устройстве, изобретенном джентльменом по фамилии Хендриксон. С радостным возбуждением автор заметки возвещал: «Вчера модель находилась в редакции нашей газеты. Соединенная с настенными часами, она заставила вращаться часовой механизм без единой остановки. Нет причины сомневаться в том, что устройство будет работать, пока детали его не износятся. После тщательного осмотра мы со всей ответственностью и совершенно серьезно заявляем, что вращение возникает в устройстве само по себе, без внешнего воздействия. При этом создается достаточное количество энергии для завода обычных настенных часов».

Что же произошло вслед за этим многообещающим сообщением? Вот что писал тот же журнал в 1868 году:

«Около четырнадцати лет назад мы опубликовали первое описание машины, изобретенной мистером Джеймсом Хендриксоном из Фрихолда. Мы не имели никаких оснований сомневаться в том, что изобретенное им устройство будет работать, пока части механизма не износятся. Изобретатель, человек почтенного возраста, всю жизнь посвятивший поискам вечного движения, достиг наконец своей цели. Его часто приглашали 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 был схвачен полицией и обвинен в шарлатанстве в соответствии с законом „против порока и безнравственности“. Чтобы раскрыть предполагаемый обман, принесли топор и цилиндр двигателя вдребезги разбили. Но — увы! — никакой тайной пружины в нем не оказалось. Машина действительно работала „сама по себе“. Хендриксон изготовил новый механизм. На этот раз модель оказалась более сложной. Сделана она была из меди, а все детали изнутри были полыми. Как только блоки были убраны, колеса начали вращаться „словно живые“, и в 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 механизма исчезли».

Конец этой печальной истории лишает нас всякой возможности раскрыть секрет таинственных механизмов Хендриксона. Орфиреус сам разрушил свое «вечное колесо», а замечательный самолетный двигатель, с которым я предпринимал попытку познакомиться не более как десять лет назад и о котором расскажу в тринадцатой главе, был разобран на 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 исчезнувшем механизме. Статья была написана Реем Стенардом Бейкером, позднее ставшим выдающимся писателем, историком и крупным правительственным чиновником, близким другом президента Вудро Вильсона. В ней говорилось об изобретении мистера Триплера из Нью-Йорка. Если бы механизм действительно заработал, существование вечного движения стало бы не только возможным, но и неизбежным. Так, по крайней мере, считал Бейкер. Он пригласил двух известных ученых посетить лабораторию Триллера. Время визита оказалось, однако, для изобретателя неудобным, и ученые так и не смогли обследовать его механизм. Как справедливо заметил по этому поводу Клиффорд Хикс, «удобного времени для осмотра устройств такого рода никогда не находится. Это стало почти физическим законом».

В 1902 году на конференцию Американской ассоциации содействия развитию науки был 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 осуществляются неким необратимым образом, то в природе должен существовать какой-то другой также необратимый встречный процесс, приводящий в итоге к обратному превращению. Этим утверждением я хочу внести свой вклад в развитие физической науки»{75}.

Любопытно, что еще в 1836 году математик Мади, автор книги «Популярная математика», попытался оценить возможность создания внеземного искусственного вечного 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 (или 1800 миль в час), то гравитация будет преодолена. Это можно рассматривать как возможный вариант вечного движения».

Заявки на патентование вечных двигателей между тем продолжали поступать. В своих безрассудных стремлениях достичь невозможного легкомысленные изобретатели не скупились на гонорары, которые по новому положению, введенному патентным ведомством США, должны были выплачиваться за проведение экспертизы. По поговорке: дурак и его деньги легко расстаются друг с другом.

В 1891 году журнал «Нешенел кар энд локомотив бильдер» 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 по-настоящему 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 этих в целом здравомыслящих людей.

Похоже, что и электричество ввело в заблуждение изобретателей вечных двигателей, уверовавших, что с помощью этой таинственной силы можно получить больше энергии, чем затратить.

Использование электричества для освещения зданий и передача электроэнергии по проводам вызвали новую волну заявок на то, что можно назвать электрическими машинами вечного движения. На протяжении ряда лет, вплоть до самого последнего времени, ежегодные доходы патентного бюро неудержимо росли за счет гонорарных поступлений от 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 него исключается и всякая возможность обращения в патентное ведомство».

А между тем по-прежнему проекты вечных двигателей появлялись и исчезали. Можно было предположить, что после стольких неудачных попыток невозможность создания перпетуум мобиле отпугнет даже самого доверчивого изобретателя. И тем не менее находились люди, продолжавшие свято верить в осуществимость вечного движения.

В майском номере журнала «Сайнтифик Америкэн» за 1891 год появилась заметка следующего содержания:

«Несколько месяцев назад нью-йоркский адвокат прибыл в Вашингтон с отдельными узлами механизма, который он называл вечным двигателем. С патентным бюро, 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 представит на рассмотрение весь двигатель, адвокат вернулся в Нью-Йорк. Он не появлялся в патентном бюро вплоть до празднования столетия со дня провозглашения независимости. Встретившись, наконец, с изобретателем, адвокат признался, что его одурачили. 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. Источник энергии, спрятанный внутри пресса, приводил его в движение, пресс же, в свою очередь, заставлял работать вечный двигатель. За осмотр машины мошенник взимал плату в десять центов. Надувая и публику, и своего адвоката, он просто пытался извлечь из своего предприятия побольше выгоды».

Вводя требование о представлении работающей модели вечного двигателя, патентное бюро намеревалось уменьшить поток заявок от заблуждающихся изобретателей. И все-таки своей цели оно не достигло. По-прежнему после безуспешных попыток отговорить своих клиентов от бессмысленной затеи юристы- патентоведы готовили патентную документацию на механизмы, построить которые было невозможно. Изобретатели с упорством, достойным лучшего применения, проявляли полную глухоту к доводам рассудка (известно, что стремящийся остаться в невежестве очень часто последователен в своих действиях). Не пугала их и перспектива пустить на ветер деньги, порой заработанные тяжелым трудом всей жизни.

Изобретатели вечных двигателей стали объектом особого внимания со стороны патентного бюро в Вашингтоне. Процедура, согласно которой изобретатель мог представить работающую модель в течение года с момента подачи заявки, была очень неудобной и не оправдывала себя. Никто из подавших заявку второй раз в патентное бюро уже не приходил, 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 останавливаясь ни перед какими затратами и часто втягивая в эту авантюру других людей, по крайней мере им не надо было теперь платить государственную пошлину за подачу заявки.

Каждый потенциальный победитель невозможного получал в патентном бюро печатный циркуляр, гласивший:

«Наша точка зрения совпадает с мнением ученых, которые после тщательных исследований пришли к выводу о невозможности создания устройств такого рода, поскольку это нарушило бы физические законы. Позиция патентного бюро будет изменена только в том случае, если заявитель представит действующую модель своего изобретения. Эта модель должна находиться в помещении бюро в течение года. В противном случае заявка на патент 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, что уплаченные деньги после рассмотрения заявки назад не возвращаются. Поэтому изобретатель имеет право сразу же забрать свой взнос, если он не может выполнить установленные требования».

И даже это предостережение не возымело действия. Все, чего добилось патентное бюро, — это то, что оно оставило изобретателей вечных двигателей без охраны их авторских прав. Нельзя сказать, что такая мера в то время была ошибочной. Сообразительные и предприимчивые люди все равно добивались успеха, заставляя доверчивых американцев вкладывать деньги в их научные авантюры.

Знамение ли это нашей эпохи, когда человек практически лишен возможности тратить свое время попусту, или просто вымирает племя изобретателей вечных механизмов, однако тех, кто продолжает заниматься поисками вечных источников движения, становится сегодня все меньше и меньше.

Во время опроса, проведенного программой Би-би-си «Горизонт», на объявление откликнулись лишь несколько изобретателей вечных двигателей. Из них только два располагали хоть какими-то проектами и всего один упорно трудился, пытаясь опровергнуть открытое в XVI веке Стевином условие равновесия грузов на наклонной плоскости.

13. Вечность проблемы вечного движения

Я уже говорил о том, что к концу прошлого века армия изобретателей вечных механизмов была еще весьма внушительной. И хотя со временем людей, занятых поисками вечного движения, становилось все меньше, я так и не могу себе представить, что когда-нибудь 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 решение которого вызовет сенсацию в научном мире.

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 одним нажатием кнопки можно привести в действие всю домашнюю технику, 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 стенах всякое желание хоть однажды взять в руки серьезную книгу, хотя бы раз задуматься над какой-нибудь научной проблемой, записать свои мысли или поставить эксперимент.

Лично мне очень жаль, что в современной жизни обычный, рядовой человек практически ничего уже не может изобрести или чему-нибудь по-настоящему удивиться. Конечно, существует немало людей, которые реализуют свои стремления в чем-то другом — 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, доставляют удовольствие себе и никому при этом не причиняют вреда.

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 предпринята более столетия назад. Рассказ об этом вечном двигателе я услышал от Уильяма Мариона Миллера из Майамского университета в Оксфорде, штат Огайо.

События, о которых пойдет дальше речь, произошли в маленькой деревушке Модвилл (местные жители называют ее также Модз или Модз стейшн) в северо-западной части округа Батлер, штат Огайо. Все происшедшее в этой деревушке в конце 60-х и начале 70-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 времени и не нашел ни одного упоминания об истории, случившейся в местечке Модвилл. Оказалось, что историю эту помнят лишь те немногие старики, которым в молодости довелось услышать ее от людей старшего поколения. Никто из свидетелей этой авантюры не дожил до наших дней. Не дошло до нас и подлинное имя человека, изобретшего схему очередного вечного двигателя.

История эта заключается в том, что предприимчивый человек решил построить лесопилку в полосе отчуждения вдоль только что построенной железной дороги (эта дорога получила название «Короткой Линии», и действительно это был самый короткий путь, соединивший два города в штате Огайо: Цинциннати и Дейтон. Сейчас эта линия является частью Нью-йоркской центральной железнодорожной системы). Задуманное устройство не 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 лесопильном заводе. Никакие предварительные эксперименты он, однако, не проводил. Не была построена и действующая модель устройства. Все рассуждения изобретателя носили сугубо «теоретический» характер. Совершенно очевидно, что он не имел ни малейшего представления о простейших физических законах и при этом не слушал тех, кто знал законы физики.

Несостоявшийся капиталист (старики, рассказавшие Миллеру эту историю, уверяли, что предприниматель собирался расширить свое «дело» и очень скоро разбогатеть) сконструировал лесопильное устройство с «уникальной» силовой установкой. Прежде всего он построил огромную цистерну и установил ее на тяжелых опорах, приподняв над землей примерно на пятнадцать футов. Цистерна вмещала около ста бочек воды, и изобретатель со всей своей семьей наполнил ее вручную. Затем он сконструировал трубу, по которой вода должна была падать вниз, приводя при этом в движение обычное водяное колесо, а затем в 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, будет весело совершать свою работу.

В результате своих «теоретических» рассуждений изобретатель пришел к выводу, что если цикл однажды начнется, то возникнет неиссякаемый источник бесплатной энергии. 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 работать в зимний период. Все остальное время, то есть около трехсот дней в году, машину можно эксплуатировать постоянно.

Как уже было сказано, изобретатель не провел никаких предварительных экспериментов и не взял на себя труд сконструировать работающую модель установки. Он был так глубоко убежден в непогрешимости всех своих расчетов, что построил лесопильный завод, закупил у местных фермеров огромный запас леса, нанял рабочих и в один прекрасный день объявил, что пускает свою лесопилку в действие.

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 выплескиваться из нижнего бочонка.

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 жителями Модвилла.

Похоже, что не сохранилось ни одного рисунка уникальной лесопилки и ничего более не напоминает о ней в самой деревушке. История эта, однако, являет собой типичный пример 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 предыдущих глав книги, появилось, вероятно, в те далекие времена, когда первый мельник столкнулся с необходимостью иметь запас воды в засушливое время года.

В своей книге «Математическая магия» епископ Уилкинс рассказывает о проекте вечного двигателя, в котором использовалось водяное колесо и винт Архимеда. И уж по крайней мере лет за сто пятьдесят до того, как предприниматель из Огайо сконструировал свою лесопилку, появилось огромное число проектов водяных колес, в которых вместо винта Архимеда предлагалось применять различные черпаковые водоподъемники.

И если нужно сделать какое-то обобщение относительно личных качеств изобретателей вечных механизмов, то, вероятно, правильнее всего говорить о том, что по своему темпераменту это были жизнерадостные, полные энтузиазма люди. Некоторые из них создавали проекты удивительных механизмов (реализовать их, как не трудно догадаться, так и не удалось), которые были не чем иным, как все теми же вечными двигателями. Так, одна достойная американка из Новой Англии[15] в 1929 году изобрела цилиндрическую стиральную машину. Единственная и постоянно действующая в ней сила обеспечивалась падением белья в отсеках машины сверху вниз. Финал этой затеи очевиден...

Теперь мне хочется рассказать читателям еще об одной весьма необычной истории, участником которой был я сам.

Несколько лет спустя после моего ухода из королевских военно-воздушных сил я основал небольшую компанию по сбыту легких самолетов, проекты которых я разработал. Будучи директором и конструктором этого предприятия, я не нажил никакого состояния. 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 крыльями вполне умещался в небольшом гараже, а в полете мог развивать скорость 85 миль 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, он предназначался для тех, кто хотел летать дешево и безопасно на несложной в управлении машине. «Зяблик» получил хорошую прессу в ежедневных газетных изданиях и благоприятные отзывы в технической печати. Меня забросали письмами (по большей части некоммерческого характера) молодые авиалюбители. Авторы писем интересовались, можно ли модифицировать эту модель в биплан, в пятиместный моноплан или в самолет, способный приводняться.

Однажды осенью 1958 года я получил необычное письмо от некоего человека из северной части Лондона. Не составило большого труда понять, что писавший был человеком незаурядных умственных способностей.

Вот это письмо: «Меня заинтересовала модель Вашего самолета. Мой интерес к Вашему 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 установить на нем двигатель моей собственной конструкции. Его модель доведена мною до стадии практических испытаний. Двигатель не требует горючего... Еще раз прошу Вас прочесть письмо до конца и постараться понять мой замысел. Мой двигатель очень прост по конструкции, работает плавно и бесшумно. Таких двигателей в мире еще нет, это двигатель будущего. Если установить его на „Зяблике“, Ваш моноплан сможет легко развить скорость 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, облететь все Британские острова. За это я смогу изучить все слабые места этой машины, а Вы их затем устраните. После этого я намерен пересечь по воздуху Атлантический океан. И тогда все поймут, что это самый нужный в мире двигатель».

Естественно, мой корреспондент нуждался в поддержке со стороны нашего маленького предприятия. В качестве платы за предоставленный в его распоряжение моноплан он сулил 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 моноплане любой новый двигатель.

Любопытство — черта, присущая мне с детства. И поскольку оказалось, что мастер жил 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 запущенных георгианских террасных улиц, расходящихся от Финчли-рауд, о которых элита из Хэмпстеда вежливо отзывалась не иначе как «о ветшающем уголке города».

Не застав моего корреспондента дома, я оставил свою визитную карточку.

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, как надеялся мой корреспондент, даст ему возможность пересечь 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 ныне существующих двигателей. Совершенно не понимая, что еще, кроме как разлететься на части, может произойти с монопланом, оснащенным двигателем такой фантастической мощности, я вновь отправился с визитом на Финчли-рауд.

Меня встретил маленький пожилой человек, бурно жестикулирующий, темпераментный и артистичный. Его квартира была набита старой мебелью и актерским реквизитом, а стены увешаны огромным количеством портретов, выполненных карандашом, — у хозяина был явный талант рисовальщика.

Вся наша встреча оказалась по меньшей мере большим конфузом. Выяснилось, что хозяин необычной квартиры не только никогда не водил самолета, но и не летал на нем в 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, искренне полагая, что сможет перелететь через океан без предварительного инструктажа и тренировочных полетов.

Наконец, разговор зашел о его двигателе. Да, наш художник действительно построил нечто принципиально новое, не требовавшее для своей работы никакого горючего. На вопрос, где же это устройство и могу ли я его осмотреть, хозяин отвечал, что до недавнего времени двигатель находился в его прихожей. Но поскольку он не мог останавливать его по 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. Но прежде всего он хотел бы заручиться моим обещанием сотрудничества. Получив такое обещание, он согласился собрать двигатель и изложить мне принципы его работы.

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 полное техническое обеспечение полета, перед тем как он посвятит меня в эту тайну. «Весь риск я беру на себя»,— твердил мой собеседник. Все это было мне не по душе, а поскольку еще не случилось ни одной аварии из-за конструктивных недостатков моего моноплана, я не хотел подвергать риску репутацию своей фирмы.

За этим визитом последовало еще несколько писем от мистера X, но решение мое было уже принято, и я его не изменил.

Недавно в связи с написанием этой книги я попытался разыскать загадочного мистера X. Старинный дом был на прежнем месте, он еще больше обветшал, а вот мой знакомый уехал, не оставив домовладельцу своего нового адреса. Я все еще храню все его письма, так как они представляются мне любопытными, и часто думаю о судьбе его чудесных картин.

Когда несколько лет назад некий американский пилот объявил о своем намерении осуществить беспосадочный полет вокруг земного шара на легком аэроплане, я подумал, 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 термодинамики или если будет призван на помощь господь бог.

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 успехом использовали «псевдовечное движение» в... игрушках.

С незапамятных времен был известен эффект нарушения равновесия устройства, состоящего из трубки с ртутью и небольшого грузика. Небольшая игрушка, получившая в 1885 году в Париже громкую известность, была лишь видоизмененной формой этой очень-очень старой идеи. Внешне игрушка выглядела так: две миниатюрные куклы, стоящие одна позади другой, держали в руках две длинные трубки. В трубках (а куклы служили для них подставками) находилась ртуть. Помещенная наверху лестницы игрушка начинала медленно и изящно «шагать» вниз. При этом каждая кукла по-лягушачьи перепрыгивала через другую, по мере того как ртуть двигалась вверх и вниз по трубкам.

Есть и еще одна более простая по конструкции игрушка, в которой использован тот же принцип. Это длинная, свободно свисающая проволочная спираль, «путешествующая» вниз по лестнице.

В 1948 году на прилавках английских магазинов появилась довольно забавная игрушка, которую можно рассматривать как остроумную попытку получения вечного движения в его простейшей форме. Это знаменитая «Пьющая утка». Пожалуй, не было равных ей по той шумихе, которую она наделала в послевоенной Англии. Лавочники выставляли игрушку в витринах магазинов, у которых всегда собиралась толпа зевак.

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» на лапах-подставках свободно, так что «утка» могла раскачиваться. Обычно ее ставили перед стаканом с водой в вертикальном положении. Однако достаточно было один раз окунуть клюв в воду, как начинался процесс, если и не вечного движения, то во всяком случае «движения продолжающегося»: утка методично погружала клюв в воду, затем откидывалась назад, вновь наклонялась и вновь окунала клюв, и процесс этот повторялся.

Секрет игрушки заключался в следующем. В нижней части трубки и в самом шарике находились легко испаряющаяся при комнатной температуре жидкость. Когда утка, «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 опускалась вниз, и утка начинала «пить» воду. Затем давление паров в нижней части трубки 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 одиннадцать шиллингов.

14. Подводя итоги

Трудное, опасное и недостижимое всегда притягивает людей.

Именно этим психологически верным наблюдением открывает Джон Фин свою маленькую, но очень интересную книгу «Семь заблуждений науки», которая вышла в свет в 1913 году.

Он определяет их перечень следующим образом:

1. Квадратура круга, или построение круга, площадь которого равна площади заданного квадрата.

2. Удвоение куба.

3. Трисекция угла.

4. Вечный двигатель.

5. Превращение металлов (алхимия).

6. Подвижность ртути.

7. Эликсир жизни.

Для наших современников большинство названных проблем не представляют существенного интереса, тем более что полное и строгое их решение продолжает оставаться 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, расходуются большие денежные средства как со стороны энтузиастов-одиночек, так и целых научно-исследовательских коллективов. Я говорю об эликсире жизни, или, как эта 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 органов и тканей.

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 толкование этой полезной для науки абстракции; у меня его нет).

Познавая природу, человек нашел объяснение многим ее явлениям, которые своей загадочностью вызывали священный трепет, ужас и даже наивный восторг у многих предшествующих поколений. Это движение на пути познания окружающего мира вечно. В то же время современный человек утратил многие ценные качества, свойственные людям прошлого. Разве что еще жители сельских районов сохранили способность наблюдать и понимать природу и извлекать из этих наблюдений пользу для своей повседневной жизни. Большинство же из нас не испытывают необходимости использовать свои данные природой 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 подвижника в профессионального исследователя, состоящего на службе в государственном 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, связанные с очень большой затратой времени, теперь с успехом используется современная вычислительная техника. Проблемы, интересующие современных ученых, порой не имеют никакого отношения к тому, что занимало их коллег всего лишь пятьдесят лет назад.

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 отношения к ним.

Я уже упоминал о том, что такой фундаментальный раздел физики, как механика, во многом получил свое развитие благодаря тому, что была доказана невозможность создания механического вечного двигателя. Это еще один довод в защиту изобретателей вечных двигателей, которые своими изысканиями помогли развиться механике как науке.

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 человеком и животным.

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 механического вечного двигателя, уже не видели в нем необходимости. И тем не менее идея не умерла, ее продолжает поддерживать немногочисленный отряд энтузиастов. И их концепции вечного движения вряд ли во многом отличаются от представлений предшественников. Ибо ничто не ново под луной, и уж тем более нельзя удивить мир каким-нибудь новым проектом вечного колеса.

Я хочу рассказать вам еще об одной интересной вещи. Увлеките разговором о вечном движении самого обычного человека, и рано или поздно он придет к вам со своим проектом 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, даже если эта убежденность ничем не подкреплена.

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, заявил мне. «Зачем вы взялись писать о том, что, как вы сами хорошо знаете, невозможно?» Тем не менее я показал ему несколько эскизов неудачных проектов (они воспроизведены на страницах этой книги), и он ушел от меня несколько озадаченным. Спустя неделю он позвонил мне и сказал, что хоть это и совершенно невозможно, но он создал проект вечного механизма, который теоретически должен работать! Такие казусы случались несколько раз, 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 котором на протяжении веков люди терпели неудачу.

Я должен предостеречь читателей: в своем желании создать вечный двигатель они могут слишком увлечься этой идеей, а шансов на успех, как показывает опыт многих столетий, совсем нет.

Прошу вас, не присылайте мне проекты вечных двигателей и не задавайте мне вопросов относительно того, будут ли они работать или почему они работать не будут. Хотя я, будучи инженером-конструктором, построил много механизмов, часть из которых изобрел сам, а на некоторые даже получил патент, я никогда не пытался создать вечный двигатель. Это выше моих сил, и я осмелюсь предположить, ваших тоже.

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, движущимися по наклонным плоскостям, любитель легкой наживы, извлекающий личную выгоду из веры людей в чудеса. В отличие от естественных и гуманитарных наук, которые вышли из лона натурфилософии и развивались путем экспериментов, заставлявших отбрасывать ложные концепции, идея вечного движения на протяжении веков не претерпела каких-либо изменений. Ее бесперспективность заключалась в том, что новые и новые поколения исследователей и энтузиастов многократно и безуспешно пытались применить один и тот же бесплодный подход.

Иными словами, идея вечного движения не продвинулась ни на шаг вперед и полностью обанкротилась. За исключением очень небольшого числа изобретателей, принесших реальную практическую пользу человечеству, остальные работали впустую. Их неудачи объяснялись узостью подхода к рассматриваемым явлениям, а порой и явным невежеством. 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, поле деятельности которых неизмеримо шире (поскольку объекты исследования в химии гораздо многочисленнее, чем в механике), понимали, когда их постигала неудача. Я, откровенно говоря, никогда не видел живого алхимика, разве что инженера-атомщика, занимающегося превращением химических элементов в реакторе.

Несколько замечаний редактора перевода

Мартын:

— Что такое perpetuum mobile ?

Бертольд:

— Perpetuum mobile — вечное движение, Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому...

А. С. Пушкин.

Сцены из рыцарских времен

Перпетуум мобиле — вечный двигатель — романтическая мечта подвижников, пытавшихся дать человечеству беспредельную власть над природой, вожделенный источник 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, обманутые надежды меценатов...

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 продолжается вечно, но действие прибора или какого-нибудь собрания таковых, способного развивать в неограниченном количестве движущую силу, способного выводить последовательно из покоя все тела природы, если бы они в нем находились, нарушать в них принцип инерции, способного, наконец, черпать из самого себя необходимые силы, чтобы привести в движение всю Вселенную, поддерживать и беспрерывно ускорять ее движение. 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, бывший авиаконструктор и предприниматель, а теперь автор интересных 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 историка науки Александра Койре, «путь разума к истине — не прямая дорога, его следует изучать со всеми поворотами и лабиринтами, заходя в тупики, ошибаясь в направлении, повторяя уже пройденный путь для того, чтобы обнаружить те постоянные величины, из которых складывается исследование и истина».

«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 картину звездного неба и способствовали повышению точности астрономических приборов. 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» осуществимость вечного движения в физическом смысле.

Энциклопедическое определение вечного двигателя гласит: «Вечный двигатель... воображаемая машина, которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергии извне». В книге Орд-Хьюма говорится о многочисленных попытках (не прекращающихся до сих пор) построить именно такую «воображаемую машину», так называемый вечный двигатель 1-го рода. Следует особо подчеркнуть, что если с перпетуум мобиле XVI—XVIII веков советский читатель более или менее знаком (по книгам Я. И. Перельмана, Ф. Ихак-Рубинер, В. Л. Кирпичева и других), то о многих вечных двигателях XIX века он, по-видимому, впервые узнает из предлагаемой книги. Наряду с рассказом о бесплодных попытках создать вечный двигатель 1-го рода автор подробно описывает интересную (и удачную) конструкцию мнимого вечного двигателя — самозаводящиеся часы английского механика Джеймса Кокса, которые приводились в движение перепадами атмосферного давления. Нашлось в книге место и любопытным часам «с катящимися шарами», нередко принимавшимися за перпетуум мобиле. По нашему мнению, рассказы об этих уникальных механизмах, своеобразных памятниках изобретательскому таланту и искусству человека, обогатили книгу.

В целом интересно и живо написанная книга А. Орд-Хьюма кое в чем заслуживает упреков. Приводимые автором сведения исторического и технического плана зачастую нуждаются в уточнении и углублении; мало автор говорит о создателях вечных двигателей и 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); автор склонен излишне расширительно толковать понятие «вечный двигатель 1-го рода». Возможно, что не все читатели сполна удовлетворятся главой «Вечное движение и физика», в которой речь идет о термодинамических началах, исключающих возможность построения перпетуум мобиле. В таком случае мы рекомендуем им прочитать книгу Г. Н. Алексеева «Энергия и энтропия», вышедшую в издательстве «Знание» в 1978 году.

С согласия издательства «Джордж Аллен энд Анвин лимитед» книга А. Орд-Хьюма на русском языке выходит с некоторыми сокращениями. В частности, опущены главы «Постоянно звенящие звонки и радиевый вечный двигатель», «Вечные лампы», «Философский вечный двигатель и атомная энергия», не имеющие, на наш взгляд, прямого отношения к теме книги.

В заключение приведем список некоторых других работ по истории вечных двигателей.

1. Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель. М., 1922.

2. Вознесенский Н. Н. О машинах вечного движения. М., 1926.

3. Перельман Я. И. Вечные двигатели. Почему они невозможны. Л., Дом занимательной физики, 1939.

4. Кирпичев В. Л. Беседы о механике. М., ГИТЛ, 1951.

5. Перельман Я. И. Занимательная физика. Кн. I. М., «Наука», 1979.

6. Н. Dircks. Perpetuum mobile. London, v. 1, 1861, v. 2, 1870.

7. D. J. de Solla Price. On the origin of clockworks, perpetual motion devices and compass. U. S. National Museum. Bulletin 218. Contributions from the museum of history and technology, 1959, pp. 82—112.

8. F. Klemm. Von perpetuum mobile zum Energieprinzip. Deutsches Museum. Abhandlungen und Berichte, 1965, Bd. XXXII, N 3, S. 5—24.

9. S. W. Angrist. Perpetual motion machines. — Scientific American, 1968, v. 218, pp. 114—122.

Примечания и комментарии

1. Дайонисиус Ларднер (1793—1859) — английский ученый, журналист, писатель, доктор философии. Приобрел широкую известность как автор многочисленных научно-популярных статей и книг, а также учебников по математике, астрономии, физике, химии и 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 подвергалась не идея создания такого судна, а способ конденсации пара в паровой машине, предложенный неким Холлом (см.: Dictionary of National Biography. 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 глубоким стариком, организовал инженерную оборону Сиракуз (остров Сицилия) от римлян и был убит римским солдатом, которого, по преданию, встретил словами: «Не трогай моих чертежей».

3. Ричард Аркрайт (1732—1792) — цирюльник из Ноттингема. Воспользовавшись изобретением ткача Джеймса Харгривса, усовершенствовал прядильную машину, создал ряд 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 революция XVIII столетия в Англии. М., ГСЭИ, 1937, с. 180). К. Маркс назвал Аркрайта величайшим вором чужих изобретений и самым низким субъектом (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 23, с. 435, сноска 189).

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, развивал скорость до 50 километров в час. Дело Стефенсона продолжал его сын Роберт (1803—1859) и племянник Джордж Роберт (1819—1905).

5. Джеймс Клерк Максвелл (1831—1879) — английский физик, создатель классической электродинамики, один из основателей статистической физики. Упоминаемая А. Орд-Хьюмом научно-популярная книга Максвелла была опубликована в 1870 году.

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. Больной и подавленный, он покончил с собой.

7. Макс Карл Эрнест Людвиг Планк (1858—1947) — немецкий физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии. Под влиянием работ Р. Клаузиуса увлекся проблемами термодинамики и посвятил докторскую диссертацию обоснованию ее второго начала. Один из создателей квантовой механики.

8. А. Орд-Хьюм имеет в виду, вероятно, Макса Планка.

9. Мариан Смолуховский (1872—1917) — польский физик-теоретик, профессор Львовского и Краковского университетов.

10. Петер Иозеф Вильгельм Дебай (1884—1959) — голландский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии. С 1904 года жил и работал в США.

11. Квадратуристами называли тех, кто пытался разрешить одну из трех знаменитых задач древности — задачу о построении квадратуры круга (квадрат, равновеликий данному кругу). Две другие задачи — это трисекция угла (деление данного угла на три равные части) и удвоение куба (построение ребра нового куба, объем которого был бы в два раза больше данного куба). Все задачи надлежало решать с помощью циркуля и линейки.

12. Симон Стевин, истинный homo universalis эпохи Возрождения, родился в 1548 году в 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 управляющим финансами принца Мориса Нассау. Умер в 1620 году. Пятитомное собрание его сочинений включает работы по алгебре, геометрии, тригонометрии, механике, оптике, топографии, астрономии, навигации, фортификации и т. д.

До Стевина мысль о невозможности вечного движения высказывали Леонардо да Винчи (1452—1519) и Джироламо Кардано (1501—1576). Вот что в 1551 году писал Кардано: «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 origines de la Statique. Paris, 1905, t. 1, p. 55—56).

Известный физик и историк науки П. Дюэм считает, что именно у Кардано Стевин почерпнул веру в невозможность перпетуум мобиле.

13. Доказательство приведено в книге Стевина «Принцип равновесия» (Лейден, 1586) и получено в предположении, что вечного движения не существует.

14. Марен Мерсенн, французский физик и математик, оставил заметный след в науке. Но главная его заслуга в другом. «Подлинным центром французской науки была, вплоть до его (Мерсенна) смерти в 1648 году, келья францисканского монаха Мерсенна, который сам был незаурядным ученым. Он неустанно вел переписку, будучи своего рода главным почтамтом для всех ученых Европы, начиная с Галилея и кончая Гоббсом» (Д. Бернал. Наука в истории общества. 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. Три мемуара по механике. М., Изд-во АН СССР, 1951).

Но, как справедливо отмечает А. Орд-Хьюм, Гюйгенс допускал, что для других «физико- механических систем, как, например, для магнитного камня, еще имеется некоторая надежда» (см.: Э. Мейерсон. Тождественность и действительность. Опыт теории естествознания как введение в метафизику. Спб., 1912, с. 216).

16. «Математические начала натуральной философии» (1688).

17. Этот принцип не что иное, как закон сохранения количеств движения. Он дается здесь в переводе академика А. Н. Крылова (Собрание трудов академика Крылова, т. VII, с. 45).

Спустя более чем полстолетия после И. Ньютона великий Ломоносов сформулировал принцип сохранения в наиболее общей форме: «Так, сколько материи прибавляется какому- либо 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 распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому» (М. Ломоносов. Полн. собр. соч., т. 2, с. 182—185).

18. Питер-Марк Роже (1779—1869) — английский врач и ученый.

19. Алессандро Вольта (1745—1827) — итальянский физик, создатель «вольтова столба» — 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 электродов под действием последних на положительно заряженный водород и отрицательно заряженный кислород.

20. Книга Роже «Трактат о гальванизме» вышла в свет в 1829 году.

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 мощные сопротивления, может возникнуть из ничего. Это могло бы быть сотворением силы, что нигде не имеет места без соответствующего исчерпания того, что питает ее. Если бы контактная теория была верна, то следовало бы отрицать равенство причины и действия. 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 началось сильное нервное расстройство, и родственники поместили его в психиатрическую 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. Рожденные звездами. М., «Знание», 1977, с. 21—42.

23. Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821—1894) был разносторонним ученым: физиком, физиологом, математиком, психологом. Особой известностью пользуются его работы по оптике, акустике, электромагнетизму, физиологии нервной и мышечной систем.

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 французского генштаба. В контексте книги А. Орд- Хьюма сочинение Карно интересно еще и тем, что в нем впервые применен принцип исключенного вечного двигателя для исследования немеханических явлений. Карно писал: «Могут здесь спросить: если доказана невозможность „perpetuum mobile“ для чисто механических действий, то имеет ли это место 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. 1110 года). Примерно в это же время описания перпетуум мобиле 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 астрономическом кодексе короля Кастилии Альфонса Мудрого.

Литература:

1. D. J. de Sol la Price. On the origin of clockwork, perpetual motion devices and compass. 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. Die astronomischen Werke Alfons X. Bibliotheca Mathematica, 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», отдавая дань его энциклопедическим познаниям.

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 — это перевод на латынь настоящей фамилии немецкого врача и инженера Бауера (Bauer — земледелец), обобщившего в своей книге опыт горно-металлургического производства средневековья.

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 некоторое время работал вместе с И. Кеплером и Й. Бюрги. Среди изобретений Дреббеля — термостат, подводная лодка, насосы, инкубатор; он внес важные усовершенствования в часовые механизмы, камеру-обскуру, микроскопы и телескопы, которые, кстати, с большим искусством изготовлял собственноручно. Задолго до Пристли и Шееле умел получать газ, названный позже кислородом...

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: «В моем собственном доме все вверх дном от суматохи. Я живу 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., ОНТИ НКТП, 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 «Коллегио Романо» в Риме. Клавий был автором ряда учебников, пользовавшихся в XVI—XVII веках большой популярностью. Внес значительный вклад в создание грегорианского календаря.

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, об изобретенном им «универсальном» языке и о ...космических полетах! («Открытие мира на Луне, или Рассуждения, имеющие целью доказать, что весьма вероятно существование на этой планете еще одного обитаемого мира, а также Рассуждения по поводу того, как туда добраться», 1638).

Книга Уилкинса, в которой рассматриваются вечные двигатели, имеет название: «Математическая Магия, или Чудеса, которые можно изготовить с помощью механической геометрии». В девятой главе книги автор пишет: «Достоин нашего исследования вопрос о том, возможно или невозможно создание такого искусственного устройства, которое работало бы по принципу самодвижения, так, что настоящее движение всегда вызывало бы движение последующее. Это великий секрет Искусства, который подобно философскому камню Природы был предметом изучения для многих утонченных умов в различные годы. Уместно поинтересоваться, открыл ли этот секрет один из них до настоящего времени. Но если это и случилось, разобраться в открытии будет нелегко любому человеку».

Уилкинс, таким образом, довольно скептически относился к идее перпетуум мобиле, хотя и дал в дальнейшем, вероятно, первую классификацию способов построения вечных двигателей:

«1. С помощью химической экстракции.

2. С помощью магнитных свойств.

3. С помощью природного влияния тяжести».

33. Роберт Флудд — врач, алхимик и философ-мистик, автор ряда сочинений, из которых наибольшей известностью пользовался огромный космологический трактат о макрокосмосе и микрокосмосе.

34. «Театрами машин» назывались сборники о разнообразных технических конструкциях, выходившие в Западной Европе в XVII—XVIII веках. Книга русского механика Андрея Константиновича Нартова (1693—1756) названа автором в соответствии с этой традицией «Театрум махинорум».

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 Агостино Рамелли и Якоба де Страда. Значительно более весомый вклад в технику зубчатых передач внесли Леонардо да Винчи, Джироламо Кардано, Джуанело Турриано (1500—1583), Жак Бессон (ум. 1569) и другие ученые и инженеры, жившие на столетие раньше Беклера.

36. Якоб Леупольд (Лейпольд, 1674—1727) — немецкий механик, автор десятитомной энциклопедии технических знаний «Театр машин» (при жизни автора вышло семь томов). Каждый том содержал около 200 страниц in folio из 50 гравюр, скопированных с рисунков в 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 его книг были слова: «Сила без искусства беспомощна».

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 черпачного механизма (см.: Т. Бек. Очерки по истории машиностроения. М., ГТТИ, 1933, с. 174). Следует упомянуть также, что в XVII веке о вечном двигателе писали Витторио Цонка (1568—1602), Якоб де Страда (1523—1588) и другие инженеры.

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 пространства между деревянными частями увеличивались, пока, наконец, в бронзовом веке не образовались настоящие спицы. Колеса со спицами делали в Малой Азии уже в 2700 году 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. Происхождение вещей. Пер. с нем., под редакцией С. 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, водяные колеса и мельницы, насосы и т. 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. The evolution of clockworks. 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 все новые удары молоточков» (Ф. Ихак-Рубинер. Вечный двигатель. М., 1922, с. 37).

42. В собрании трактатов и заметок Леонардо да Винчи, хранящихся в Британском музее, имеется лист, на котором изображены шесть вариантов перпетуум мобиле. Все они представляют собой различные реализации идеи Внлара де Оннекура (см.: F. М. Feldhaus. Leonardo, der Techniker und Erfinder. Yena, 1913).

Наброски конструкций вечных двигателей можно найти и в «Атлантическом кодексе» — коллекции рукописей да Винчи в Милане. Все это говорит о том, что великий итальянский ученый был хорошо знаком с идеей вечного движения. Но сам он отрицательно относился к возможности ее реализации: «О, искатели постоянного движения! Сколько пустых проектов 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, несколько иначе, чем А. Орд-Хьюм, освещает факты его биографии.

Эдуард Сомерсет, второй маркиз Ворчестерский (1601—1667), с юношеских лет проявлял интерес к машинам и «хитроумным механизмам». Особенно увлекала его задача подъема воды на большую высоту, и он провел множество экспериментов в своем родовом замке Реглан. После поражения Карла I маркиз оказался в Ирландии, где как ярый роялист 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 затем в качестве секретного агента роялистов вернулся в Англию, где был опознан и заточен в Тауэр. В тюрьме в 1655 году маркиз написал книгу «Век тех имен и образы тех изобретений, которые приходят мне на память» (в литературе по истории техники эту книгу иногда называют «Столетие изобретений»). В ней содержится описание многочисленных изобретений, сделанных или увиденных автором. Книга вышла в свет в 1663 году уже после того, как маркиз был освобожден из Тауэра. Король Карл II за верность наградил маркиза обширными угодьями, оценивавшимися в 40 000 фунтов стерлингов. В том же 1663 году акт 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 своей машины. Она представляла собой одну из первых попыток использовать силу пара для подъема воды из колодцев, шахт и т. д.

Изобретение «самовращающегося колеса» и его демонстрация, о чем пишет А. Орд-Хьюм, 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 родителями-гугенотами в Англию, где и прожил всю жизнь. Дезагюлье известен своим двухтомным «Курсом экспериментальной философии».

45. Биллем Якоб с' Гравезанд (1688—1742) нидерландский физик, математик и философ, профессор Лейденского университета. Автор нескольких учебников, один из первых пропагандистов учения Ньютона на континенте. Гравезанд посещал Кассель в 1721 и 1722 годах. Он верил в возможность осуществления механического препетуум мобиле и пытался обосновать свою точку зрения теоретически (см.: Ф. Ихак-Рубинер. Вечный двигатель. 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). Орфиреус пытался оправдаться, но безуспешно, и он умер в 1745 году бедняком.

«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» заинтересовался этим колесом и думал «до самой кончины, как бы воспользоваться им...». По поручению царя этим занимались лейбмедик Арескин, будущий дипломат А. И. Остерман. В январе 1719 года преемник Арескина Блюментрост обратился к галльскому профессору X. Вольфу с просьбой сообщить свое мнение об изобретении Орфиреуса, однако Вольф ответил уклончиво, высказав предположение, что если бы тайна колеса попала бы в руки разумных математиков, то из нее можно было бы извлечь пользу. В 1721 году Петр I 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, привести потом их к присяге, что они не откроют никому тайны механизма, изобретенного Орфиреусом, и затем уже допустить к осмотру машины для произнесения о ней приговора. Орфиреус не хотел и слушать об испытании, твердя: „На одной стороне положите 100 000 ефимок (joachimstaler — ок. рубля), а на другой я положу машину“.»

В январе 1725 года Петр I собирался отправиться в Германию, чтобы осмотреть «самодвижущееся колесо», но не успел: в январе того же года он умер.

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 — «кость Оро», испанцы — «пьедрамант», немцы — «магнесс» и «зигельштейн», англичане — «лоудстоун». Добрая половина этих названий переводится как «любящий», «любовник». Так поэтично люди называли куски магнетита, обладающего свойством притягивать — любить — железо.

Название «магнит», утверждает Платон, дано магнетиту Еврипидом, называвшим его в своих драмах «камнем из Магнезии». По другой более красивой, но менее правдоподобной притче Плиния, заимствованной им у Никандра, название дано в честь волопаса Магнисса, который будто бы случайно наткнулся на неведомые камни с чудесным свойством — к ним прилипали сандалии, подбитые железными гвоздями.

По-видимому, слово «магнит» в действительности происходит от названия греческой провинции Магнезия (о магните и магнитных явлениях можно прочитать в книге В. Карцева. Магнит за три тысячелетия. М., Атомиздат, 1978).

48. Не совсем ясно, что имеет в виду А. Орд-Хьюм. Известно, что Роджер Бэкон (1214—1294) по крайней мере в трех своих сочинениях цитировал Перегрино.

49. «Послание о магните», датированное 8 августа 1269 года, адресовано пикардийскому дворянину Сигеру. Оно состоит из двух частей. В первой части говорится о замечательных свойствах магнита, во второй приводится описание различных приборов, в том числе магнитного компаса и вечного двигателя, сделанного с «чудесным хитроумием» (см.: P. Peregrinus. Epistle on the magnet. Ed. by Silvanus P. Thompson. London, 1902).

Сочинение Перегрино впервые было опубликовано в 1558 году.

50. И. Тэснериус, архиепископ Кельна в 1558 году, — один из приближенных императора Карла V. По Ф. Ихак-Рубинер, описанный Тэснериусом вечный двигатель имел иную конструкцию и состоял из колеса с «тяжелыми полосками железа», вращающегося относительно «магнитного камня» (см.: Ф. Ихак-Рубинер. Вечный двигатель, 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) — шотландский математик.

52. Трудно согласиться с А. Орд-Хьюмом: измышления Теквина никак не могут служить свидетельством «странных представлений об электричестве», якобы бытовавших в начале века. Сумасбродные и прочие ненаучные идеи и «теории», которых немало и в наше время, никоим образом не являются показателем уровня развития науки и техники.

53. Под гидростатическим парадоксом понимают равенство сил давления жидкости на дно сосудов любой формы при одинаковой высоте их столбов. Следствием этого положения, доказанного Симоном Стевином, является уравновешивание столбов жидкости в сообщающихся сосудах.

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 нашел приют и работу у Р. Бойля. 1680 год Папен встречает в Венеции, спустя четыре года 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 большими трудностями добирается до Лондона, где и умирает всеми забытый.

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 профессором Гранингенского и Базельского университетов. Вместе с Лейбницем принимал активное участие в разработке дифференциального исчисления, занимался вариационными методами решения задач. Ему принадлежит ряд ценных исследований по механике.

56. Роберт Бойль, по определению Ф. Энгельса, «сделал из химии науку». Четырнадцатый ребенок государственного секретаря Ирландии, уже в восьмилетнем возрасте свободно владел латынью и французским. Готовил себя к занятиям философией и богословием, но, в 1654 году переехав в Оксфорд, целиком отдался физике и химии с целью «принудить природу дать свои показания». Бойль выполнил многочисленные и разнообразные физико-химические опыты и открыл, в частности, зависимость изменения объема газа от давления (закон Бойля—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 широко применялась в сражениях под Лейпцигом, при осаде Копенгагена. К 1830 году она была принята на вооружение большинством европейских армий. В 1826 году Конгрев уехал во Францию, в Тулузу, где и умер. Был членом лондонского Королевского общества, 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 практически пригодного парохода.

59. Томас Альва Эдисон (1765—1815) — американский изобретатель, сын эмигрантов из Нидерландов. Изобрел фонограф, лампу накаливания, диктофон, железнодорожный тормоз, способ магнитной сепарации руды и многое другое.

60. Никола Тесла (1856—1943) — инженер, оставивший заметный след как изобретатель в области электро- и радиотехники. Серб по национальности, с 1884 года жил и работал в США.

61. Кристофер Рен (1632—1723) — английский архитектор, математик, механик, один из основателей лондонского Королевского общества. По его проектам в Лондоне построено свыше 60 зданий, в том числе самый большой в мире собор Св. Павла, в котором он и похоронен. Эпитафия на его могиле гласит: «Si monumentum requiris, circumspice» — «Ищешь памятник — оглянись вокруг».

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. Основанный им в 1797 году журнал назывался «Журналом натуральной философии, химии и 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 названный Р. Бойлем «ртутным барометром».

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, работоспособный пытался и Д. Папен (см.: И. Я. Конфедератов. История теплоэнергетики. Начальный период (17—18 вв.). М.—Л., ГЭИ, 1954, с. 78).

65. Томас Томпион (1639—1713) — английский механик, считается «отцом английского часового дела».

66. Согласно некоторым источникам, изменения атмосферного давления пытался использовать в «вечно» идущих часах еще Корнелий Дреббель и даже в 1598 году получил на свое изобретение патент (см.: L. Harris. Two Netherlanders. London, 1961, p. 132).

67. Джон Эвелин (1620—1706) — один из основателей лондонского Королевского общества, автор множества сочинений на исторические, политические и морально-философские темы. Наибольшую известность как литератору принес ему «Дневник», опубликованный в 1818 году. Этот дневник Эвелин вел на протяжении более чем полстолетия, поэтому его можно рассматривать как достоверную хронику событий в Англии второй половины XVII века, составленную политиком умеренного толка, преданным сыном англиканской церкви.

68. Сын портного Сэмюэл Пепис (1633—1703), окончив Кембриджский университет, начал служебную карьеру скромным клерком морского ведомства, а спустя два десятка лет, в 1679 году, занял пост секретаря адмиралтейства. Он неоднократно избирался в парламент, был президентом Королевского общества и другом И. Ньютона. Английские энциклопедии называют его (как и Эвелина) «даиэристом» — человеком, ведущим дневник. Пепис писал свой дневник шифром. Опубликованный в 1825 году шеститомный дневник Пеписа служит своеобразным источником сведений о жизни английского общества во время правления Карла II.

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 количество самых разнообразных сведений, фактов, наблюдений, часто смешных, нелепых и неправдоподобных. Живя в век, когда трудами Кеплера, Декарта, Ньютона, Бойля и других естествоиспытателей создавалось Новое Знание, свободное от теологии и слепого преклонения перед догмой, Кирхер по существу оставался на позициях старой описательной 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).

Иезуит Каспар Шотт (1608—1666) — ученик Кирхера в Вюрцбурге и ассистент в Риме. 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. Джузеппе Кампани (1635—1715) изобрел станок для обработки и полировки линз и 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 medicine and allied science, 1961, XVI, № 1, pp. 18—38).

71.

72. Король Эдуард III правил с 1327 по 1377 год.

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, который приносит смерть близким ученого и объявляет войну всему человечеству.

74. Вот как французские академики мотивировали свое решение:

«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, чтобы эффект конечной силы продолжался постоянно, то в конечный промежуток времени эффект должен был бы быть бесконечно малым. Если бы можно было пренебречь 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, который получился бы в этом гипотетическом случае (что в природе невозможно), был бы абсолютно бесполезен...» (см.: Historie de l'Academie Royale des sciences. Paris, 1775, 4, p. 61).

75. Аналогичные умозаключения изложены в книге Лео Гильберта «Новая энергетика», изданной в 1912 году в Дрездене.

Примечания

1

Здесь и далее см. «Примечания и комментарии».

2

Машины вечного движения. — «Сайентифик Америкэн», 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 октября 1648 года.

4

Подъемник был устроен наподобие корабельной лебедки: вокруг вращающегося вала натягивалась веревка со свободно закрепляющейся петлей.

5

Или, по современной терминологии, цевочным колесом. — Прим. ред.

6

1 фут = 30,48 сантиметра. — Прим. ред.

7

1 галлон = 4,546 литра. — Прим. ред.

8

Карл I проиграл битву при Несби 14 июня 1645 года. 30 января 1649 года он был обезглавлен.

9

Один такой панегирик был написан по-латыни и назывался «Торжествующий перпетуум мобиле Орфиреуса», другой (под тем же названием) был написан по-немецки.

10

Пинта (англ.) = 0,57 литра, 1 унция = 28,35 миллилитра. — Прим. ред.

11

№ 1751, т. 68, 2 октября 1909 г., с. 212.

12

Карлу I.

13

Оливеру Кромвелю.

14

Или регулятору фолио. — Прим. ред.

15

Новой Англией называют группу восточных штатов в США. — Прим. ред.

Content

Артур Орд-Хьюм
Вечное движение (История одной навязчивой идеи)

Предисловие

Введение

1. Вечное движение и физика

2. Вечные двигатели XVI и XVII столетий

3. Самовращающиеся колеса и неуравновешенные грузы

4. Природные магниты, электромагнетизм и пар

5. Капиллярное притяжение и колеса из губок

6. Вечный двигатель Редхеффера

7. Кили и его удивительный мотор

8. Странные идеи об испарении и сжижении

9. Загадочный проект Гарабеда

10. «Вечный Двигатель» Кокса

11. Часы с катящимися шарами

12. Патентные бюро закрывают двери перед изобретателями вечных двигателей

13. Вечность проблемы вечного движения

14. Подводя итоги

Несколько замечаний редактора перевода

Примечания и комментарии

Примечания