Вечное движение. История одной навязчивой идеи

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».