Вечное движение. История одной навязчивой идеи

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.