Вечный двигатель

Одним из современных примеров мнимых perpetuum mobile являлась популярная в послевоенные годы игрушка — стилизованная фигурка пьющей утки.

Туловищем утки служила стеклянная трубочка, верхний конец которой заканчивался шариком в виде утиной головы с клювом. Нижний конец трубочки был погружен в небольшой запаянный сосуд, наполненный эфиром. При этом эфир выбирался потому, что он легко испаряется уже при комнатной температуре и, кроме того, с изменением температуры резко меняется давление его насыщенных паров. Для того чтобы «оживить» утку, следовало лишь слегка смочить ее головку и поставить игрушку перед стаканом с водой. При этом утка, наклоняясь вперед, погружала свой клюв в воду, потом откидывалась назад, в вертикальное положение, снова наклонялась, окуная клюв в воду, и т.д.

Секрет действия этой игрушки легко  понять, если посмотреть, как ведут  себя пары эфира в двух местах —  в трубочке с головкой и в нижнем сосуде. Так, если увлажнить головку утки водой, то вследствие испарения температура головки упадет ниже температуры окружающего воздуха. Для усиления этого эффекта на головке обычно укрепляется кусочек какого-либо пористого материала, например, ваты, который хорошо впитывает воду и интенсивно ее испаряет. В результате охлаждения головки давление насыщенных эфирных паров в ней падает, и эфир под действием паров в нижней части трубочки поднимается вверх. При этом центр тяжести фигурки перемещается по направлению к голове, и утка постепенно наклоняется вперед. В то же время при горизонтальном положении туловища-трубочки происходят два независимых процесса. Во-первых, утка опускает клюв в воду, так что ватный хохолок на ее головке вновь увлажняется. Во-вторых, насыщенные пары из верхней и нижней частей смешиваются, давление их выравнивается, и жидкий эфир под действием собственного веса вновь вытекает в нижний сосуд, в результате чего тело утки опять начинает выпрямляться. Весь цикл качаний этой игрушки будет повторяться до тех пор, пока головка утки будет увлажняться и пока окружающий воздух сам не окажется слишком влажным, с тем чтобы вода из хохолка могла нормально испаряться и охлаждать головку утки. Понятно, однако, что и в этом случае речь идет вовсе не о реальном perpetuum mobile , поскольку постоянные качания утки происходят только благодаря тому, что в процессе этих качаний она отбирает тепло из окружающего воздуха.

Из приведенных примеров видно, что некоторые явления природы, по крайней мере внешне, оказываются в противоречии с повседневным опытом человека, — именно это обстоятельство являлось одной из причин возникновения иллюзий о возможности использования при создании вечных двигателей скрытых природных сил. Например, опыты с различными видами радиоактивных излучений, получившие широкое распространение в конце прошлого столетия, взбудоражив фантазию многих изобретателей, послужили мощным импульсом к созданию многочисленных проектов perpetuum mobile , приводившихся в действие этими невидимыми лучами. Отметим, что в небольших масштабах для этих же целей некоторыми изобретателями использовалась энергия солнечного излучения.

В 1903 г. англичанин Дж. Стретт (лорд Рэлей) построил еще один мнимый perpetuum mobile — так называемые радиевые часы, по виду и принципу действия также напоминавшие популярный тогда электроскоп, широко использовавшийся в физических исследованиях того времени. По оси стеклянной колбы на тонкой кварцевой нити подвешивалась в вакууме запаянная с двух концов стеклянная трубочка с небольшим количеством радиевой соли. К нижнему концу трубочки прикреплялись два листочка тонкой золотой фольги. Хотя радиоактивные вещества испускают излучение трех типов — альфа, бета и гамма, в данном случае главную роль играло бета-излучение, которое состоит из отрицательно заряженных частиц-электронов и легко проходит через стекло. Испускаемые во все стороны электроны уносят с собой отрицательный заряд, в результате чего трубочка с радиевой солью заряжается положительно. Этот заряд передается и на золотые листочки, свободные концы которых под влиянием одноименных зарядов постепенно расходятся. При максимальном отклонении листочки касаются металлических электродов, размещенных вдоль внутренних стенок колбы. При этом они отдают свой заряд электродам и опять спадаются вместе. При накоплении новой порции заряда листочки снова расходятся, и весь цикл повторяется заново.

Подобный процесс может продолжаться целые столетия, поскольку период полураспада радия составляет 1600 лет. Отметим, правда, что продолжительность одного цикла прибора Стретта, которая поначалу составляла 34 секунды, по мере убывания испускаемой радиевой солью энергии увеличивается, хотя и на ничтожную величину, так что с течением времени, постепенно использовав всю содержащуюся в радии энергию, эти часы мало-помалу должны остановиться.

В заключение раздела о мнимых perpetuum mobile упомну еще об одном устройстве — о так называемом радиоскопе или радиометре, представлявшем собой маленькую лопастную мельницу, помещенную внутрь стеклянной колбы, из которой выкачивался воздух — давление понижалось до 0,02 мм рт.ст. (=2,7 паскаля). Главную часть мельницы составляли четыре небольшие слюдяные лопатки, одна сторона которых была зачернена, а другая оставалась незачерненной; при этом сами лопатки могли вращаться вокруг вертикальной оси. Если лучи света, несущие тепловую энергию, попадали внутрь колбы, то зачерненные поверхности лопаток нагревались больше, нежели блестящие, так что немногие молекулы разреженного воздуха, остававшиеся в колбе, отлетали от них с большей скоростью. В результате зачерненной стороне лопаток передавался больший импульс, что и приводило всю мельницу во вращение.

Перечисленные в этом разделе примеры  мнимых вечных двигателей показывают нам, что подобные устройства почти  с самого начала сопровождали «настоящие» вечные двигатели. Незнание основных физических законов, вполне оправданное в XVII-XVIII вв., т.е. до открытия законов сохранения массы и энергии, приводило к тому, что изобретатели «предэнергетической» эпохи совершенно не представляли себе, что их машины черпают свою энергию не из какого-то таинственного «нутра», а из колоссальных природных источников Земли или Вселенной.

В истории же техники мнимые perpetuum mobile так и остались игрушками, радующими глаз любителей курьезов, или даже источниками новых, подчас еще не раскрытых возможностей науки, в то же время абсолютно не оправдав ожиданий тех, кто с их помощью все-таки надеялся раскрыть тайну вечного движения.

Мошенничество с изобретением Орфиреуса

Рассуждая об искусстве, мы вспоминаем имена Леонардо да Винчи, Микеланджело, Бетховена, говоря о науке — имена Пастера, Коха, Эйнштейна и многих-многих других гигантов мысли, чьи жизнеописания, передаваясь из поколения в поколение, могут служить ярким примером для потомков. Вместе с тем история человеческих устремлений хранит и другие имена, дошедшие до нашего времени лишь на мрачных страницах протоколов уголовной полиции, — это имена людей, связанных со знаменитыми грабежами, убийствами и мошенничествами, особенно с теми из них, которые принято называть преступлениями века.

История perpetuum mobile не является в этом смысле исключением. Правда, до сих пор неизвестно, были ли запятнаны ее страницы человеческой кровью, однако о разного рода обманах, мошенничествах и мистификациях, связанных именно с вечными двигателями, сохранилось достаточно свидетельств. Жертвами этих обманов и мистификаций становились не только правители, аристократы и другие представители высших слоев общества, чьи богатства неизменно привлекали разных мошенников, шарлатанов и псевдоученых, но иногда и простые люди, особенно если их голос в силу тех или иных обстоятельств мог как-то способствовать успеху очередного изобретения или реализации далеко идущих замыслов его автора.

События, о которых рассказывается в этой главе, хорошо известны в истории perpetuum mobile , и, само собой разумеется, о них нельзя не упомянуть в книге, посвященной вечным двигателям, — ведь этому случаю уделяется место даже во многих серьезных научных словарях и энциклопедиях. Это история изобретения Бесслера-Орфиреуса.

Карл Элиас Бесслер, чью жизнь  и деятельность подробно описал Ф. Бюлау  в своей книге «Таинственные истории и загадочные личности», относился к людям, в судьбе которых причудливо переплелись тяжелый труд и удивительные похождения, правда и ложь, бахвальство и глубокомыслие. Сын крестьянина, родившийся в 1680 г. близ Житавы (Циттау), на границе Германии и Чехии, Бесслер с детства отличался блестящими способностями и поразительной любознательностью, проявляя большой интерес к разного рода механическим игрушкам и приспособлениям. Рано покинув школьную скамью, Бесслер начинает вести скитальческую жизнь: он пешком бродит по Чехии и Моравии и даже добирается до Австрии. Чтобы хоть как-то заработать на жизнь во время своих странствий, он перепробовал множество профессий: писал картины и ремонтировал часы, работал стеклодувом, токарем, гравером по меди, занимался изготовлением духовых ружей и даже пытался проникнуть в тайны астрологии. Правда, бродячему ремесленнику-самоучке не очень-то везло: порой его спасали от голода лишь монастырский кров или счастливая случайность. Так было, например, однажды, когда его, обессиленного и изголодавшегося, нашли на обочине дороги проходившие мимо императорские солдаты — они накормили беднягу и снабдили кое-какой старой одеждой.

Однако Бесслер не унывал — ведь он был человеком, ухитрявшимся извлекать  пользу из самой, казалось бы, неблагоприятной  для него ситуации, особенно если при  этом можно было познакомиться с  чем-то новым, неизвестным ему ранее. Приумножению его знаний в немалой мере способствовали и присущие Бесслеру с ранних лет любознательность и пытливость — качества, которые он развивал в себе постоянно. Поэтому, когда однажды Бесслер спас жизнь некоему алхимику, он отнюдь не отвернулся от этого, казалось бы, ученого шарлатана, а, наоборот, постарался выучиться его искусству и постичь все, что было можно в чуждой для него до тех пор науке. Для сильно нуждавшегося Бесслера это была давно желанная возможность, поскольку знание алхимии в ту пору все еще открывало доступ в избранное общество, что в свою очередь сулило определенное положение, славу и богатство. И хотя Бесслер на примере спасенного им алхимика мог легко убедиться, насколько нелегок и небезопасен этот путь, неизбежно связанный с мошенничеством и обманом, все же верх в нем взяло страстное желание пробиться в жизни и тем самым избавиться от безрадостной доли полунищего бродяги-ремесленника.

Будучи человеком достаточно умным, Бесслер прекрасно понимал, что  для успешного осуществления  своих намерений ему кроме определенной доли везения и удачи надо было прежде всего найти подходящий объект для мистификации, а также подыскать легковерную публику и обзавестись звучным именем, которое придало бы всему замыслу внешнюю солидность..

Разработкой этих далеко идущих планов Бесслер стал заниматься в ту пору, когда теоретическое и практическое решение вопроса о perpetuum mobile считалось одной из центральных научных проблем того времени; этой проблемой занимались тогда алхимики и философы, физики и математики, а также многие другие представители как светской, так и церковной науки. Задача же найти доверчивую публику, по-видимому, не вызывала больших затруднений, поскольку увлечение всякими механическими игрушками, автоматами и другими техническими забавами и чудесами, к числу которых относились и загадочные perpetuum mobile , прямо способствовало замыслам Бесслера. Правда, не хватало еще третьего условия — звучного имени. В самом деле, Карл Элиас Бесслер — обычное бюргерское имя, перед которым, конечно, не могли распахнуться двери аристократических дворцов. И наоборот, в имени Орфиреус таились солидность и благородство, располагавшие окружающих к доверию.

Так в начале XVIII в. в научном  мире Европы появился новый ученый и специалист, выдающийся механик  и изобретатель вечных двигателей Иоганн Элиас Орфиреус, которого иногда называли еще более возвышенно — Орфир. Утверждают, что впервые идея perpetuum mobile зародилась в голове Орфиреуса в трапезной одного монастыря, где он наблюдал за самодвижущимся вертелом, вращавшимся в потоке теплого воздуха над очагом. Несомненно, однако, что интересу к этой проблеме до некоторой степени способствовали и его занятия алхимией.

К своей новой роли Орфиреус стал готовиться весьма планомерно, с необыкновенной обстоятельностью. Прежде всего он определился учеником к органных дел мастеру, усердно осваивал тонкости столярного и слесарного дела, а также основательно изучал все, что было известно о принципах построения и конструкциях perpetuum mobile других изобретателей. Стремясь проникнуть в тайны кабалистического учения, его понятий и ритуалов, которые он считал необходимыми для своей будущей деятельности, Орфиреус наладил связи с раввинами и членами различных еврейских сект — для этого он даже изучил древнееврейский язык.

Однако постоянные денежные затруднения непрестанно отвлекали Орфиреуса от серьезных исследований проблемы вечного движения. В то время главным источником его существования была медицинская практика. Именно врачевание помогло ему в конце концов получить в жены (правда, частично в счет оплаты за успешное лечение) дочь городского врача из Аннаберга, а впоследствии и бургомистра этого городка, некоего Шуманна. Вместе с рукой дочери бургомистра он получил долгожданное богатство и обрел прочную крышу над головой — этим Орфиреус сделал первый шаг к реализации своих планов, добившись, наконец, возможности вплотную заняться разработкой милой его сердцу идеи. Свой первый вечный двигатель он, уединившись от всех, тайно построил в Гере в 1712 г. И хотя сам Орфиреус остался не слишком им доволен и быстро уничтожил модель, однако сам факт создания вечного двигателя позволил ему проследить за психологической реакцией на подобное изобретение самых разных людей.

Через три года, в 1715 г., когда Орфиреус вместе со своей женой переселился  в Мерзебург, он построил новый perpetuum mobile , который, наконец, решился представить «комиссии знатоков». Изобретатель заранее предвидел, что его детище наряду со слепым восторгом и неумеренными похвалами вызовет немало споров, возражений и критических замечаний. Чтобы ослабить остроту возможной критики, Орфиреус пригласил нескольких авторитетных ученых, надеясь получить от них надлежащее одобрение своей работы, столь необходимое ему для борьбы с будущими противниками. Вместе с тем, однако, он не позволил членам комиссии, среди которых находился и знаменитый физик и философ того времени Христиан Вольф, заглянуть внутрь механизма, что, впрочем, ничуть не помешало Вольфу охарактеризовать машину Орфиреуса как «нечто достойное восхищения». Он даже считал целесообразным немного приплатить изобретателю, чтобы члены комиссии, конечно, исключительно в целях торжества науки, получили возможность более детального обследования и изучения этого удивительного устройства, в подлинности и оригинальности которого не было якобы ни малейшего сомнения. Орфиреуса, однако, уговорить на это не удалось. Поэтому комиссия в своем отчете не смогла привести никаких подробностей об устройстве обследованной ею машины, хотя и выдала автору свидетельство о том, что его