Перпетуум мобиле

Трудно найти человека, не слышавшего о вечном двигателе, или перпетуум мобиле, -машине, которая, будучи раз запущенной, работала бы бесконечно, не получая энергии извне. На поиски такого механизма бесчисленных изобретателей вдохновляла матушка-природа - ей-то удалось "запустить"в безостановочное движение планеты. Да и психологический фактор играл свою роль. Ведь тот, кто создаст вечный двигатель,
облагодетельствует человечество, я его имя останется в веках...

Взлёт и падение Орфиреуса.

Иоганн Эрнст Элиас Беслер, известный под псевдонимом Орфиреус, был весьма одаренным человеком. В молодости он изучал богословие, затем штудировал медицину и, наконец, решил заняться изобретательством, замахнувшись сразу на создание перпетуум мобиле. Солидными техническими знаниями Беслер не обладал, зато был предприимчив и красноречив.

В 1715 году он представил публике маленькую работающую модель вечного двигателя. По рекомендации великого немецкого математика и философа Лейбница ландграф Гессен-Кассельский Карл пригласил Беслера к себе в замок, где предоставил ему летний домик с большой комнатой и кладовкой для постройки полномасштабной модели его "самодвижущегося колеса".

Почти два месяца Орфиреус трудился над перпетуум мобиле, причем все это время в летний домик никого не пускал. Наконец 12 ноября 1717 года - в присутствии ландграфа - изобретатель запустил большое колесо, которое не только вращалось само по себе, но и поднимало при этом тяжелый груз на значительную высоту. После "представления" комната была заперта на замок, опечатана и оставлена под бдительным
караулом двух гренадеров. Через две недели печати сняли. Ландграф со свитой вошел в помещение и не поверил своим глазам: колесо все еще вращалось "с неослабевающей быстротой". Машину остановили, тщательно осмотрели, после чего Орфиреус опять запустил ее. В течение сорока дней комната снова оставалась запечатанной, а у дверей караулили гренадеры. Когда 4 января 1718 года печати сняли, экспертная комиссия нашла колесо в движении!

Ландграф и этим не удовольствовался: был сделан третий опыт -вечный двигатель запечатали на целых два месяца. Однако по истечении срока его нашли работающим. Изобретатель получил от восхищенного ландграфа официальное удостоверение о том, что его "перпетуум мобиле делает 50 оборотов в минуту, способен поднять 16 кг на высоту 1,5 м, а также может приводить в действие кузнечный мех и точильный станок".

Весть об изумительном изобретении доктора Орфиреуса быстро разнеслась по всей Европе. Достигла она и Петра I, весьма падкого до всяких "хитрых машин". Русский царь загорелся купить "самодвижущееся колесо" и даже собирался пригласить Орфиреуса - выдающегося механика - к себе на службу. Но тот запросил за свое изобретение огромную сумму: "На одной стороне положите 100 000 талеров, а
на другой я положу свою машину". Трудно сказать, чем бы все кончилось, но Петр внезапно умер, и сделка не состоялась.

Впрочем, это никак не сказалось на судьбе Беслера. Много лет он наслаждался громкой славой и купался в роскоши, показывая публике за немалую плату свой вечный двигатель. Великие мира сего осыпали его высокими милостями; поэты слагали оды и гимны в честь чудесного колеса.

Но однажды случилось непредвиденное. Жена и служанка Орфиреуса, крупно поссорившись с ним, признались: именно они да еще брат изобретателя приводили в движение "вечный двигатель". Спрятавшись в кладовке, они тянули за тонкую, но прочную веревку, незаметно для наблюдателей намотанную на часть оси колеса, скрытую в стойке.

Разоблаченный мошенник до самой своей смерти твердил, что жена и прислуга оговорили его по злобе.

Но... единожды солгавши, кто тебе поверит?..

Колесо и винт Архимеда.

Первая известная нам попытка создать настоящий вечный двигатель была предпринята еще в V веке н. э. Устройство этого механизма подробно изложено в санскритской "Сиддахнте Сиромани" - рукописи по астрономии, и это на первый взгляд довольно странно. На самом деле все закономерно: ученые мужи древности представляли вечный двигатель в виде небесных колес, вращаться которые заставляют ангелы. Неизвестный
изобретатель решил скопировать космический принцип в земном механизме. В итоге появился чертеж колеса с двумя рядами одинаковых углублений, заполненных ртутью и плотно закрытых. Они зигзагообразно располагались на внешнем ободе, что должно было обеспечить постоянное движение колеса. В 1150 году индиец Бхаскара предложил усовершенствовать перпетуум мобиле: закрепить на колесе снаружи под углом к ободу набор трубок с ртутью. По задумке изобретателя перетекание жидкости в трубках должно было создать асимметрию в
распределении грузов, которая обеспечивала бы беспрерывное вращение. Вечного двигателя, конечно же, не получилось - ни в том ни в другом случае, но сама идея колеса, одна сторона которого перевешивает другую, покорила умы изобретателей.В XIII в. известный французский архитектор и инженер Виллар д'Оннекур разработал механизм, в котором вместо ртути колесо должен был вращать вес нечетного числа мешочков со свинцовой дробью. А в 1438 году некий Мариано ди Жакопо из Сиены попытался превратить в вечный двигатель хитроумно
переделанное водяное колесо.

Большой интерес у изобретателей вечного двигателя вызывал и так называемый архимедов винт -водоподъемная машина: вал с винтовой поверхностью, установленный в наклонной трубе, нижний конец которой погружен в воду.

В 1618 году Роберт Флудд предложил проект "мельницы замкнутого цикла". В нем вода должна была сначала подаваться архимедовым винтом из нижнего резервуара в верхний, а затем по наклонному желобу стекать на лопасти колеса, вращающего с помощью зубчатых колес, и этот винт, и мельничный жернов.

Идея с архимедовым винтом долго оставалась популярной, несмотря на то что в конце XV в. ее ошибочность доказал сам Леонардо да Винчи. Впрочем, этот гениальный ученый убедился и в несостоятельности вечного двигателя на основе колеса: он изготавливал и исследовал модели, пока не убедился, что ни одна из них почему-то не работает. Предупреждая других изобретателей о бессмысленности их поисков, Леонардо довольно
категорично высказался: "Я пришел к выводу о невозможности нахождения непрерывного

движения, а также вечного колеса. Поиск конструкции вечного колеса - источника вечного движения -можно назвать одним из наиболее бессмысленных заблуждений человека".

Опять бью мимо!

Увы, для средневековых изобретателей Леонардо да Винчи не был непререкаемым авторитетом. Вечные двигатели продолжали появляться один за другим. Только теперь популярность набирали модели, работа которых основывалась на магнитах. Хотя первый такой механизм разработал еще в 1269 году некий Пьетро Перегрино, помощник великого ученого Роджера Бэкона. Он описал колесо с металлическими зубцами, каждый из которых
последовательно отталкивался от магнита, обеспечивая тем самым непрерывное движение. Его усовершенствованный вариант предложил в 1570 году иезуит Иоганн Тэснериус: шарик вкатывается по наклонной плоскости, притягиваемый помещенным вверху магнитом, но до того, как прилипнуть к нему, проваливается вниз в проделанное на определенной высоте отверстие и скатывается к началу своего, казалось бы, вечного пути. Однако на практике колеса с зубцами не хотели вращаться, а шарик останавливался.

Не добились успеха и те изобретатели, которые пытались использовать различные свойства жидкостей. Например, капиллярное притяжение, заставляющее воду подниматься вверх по пористым материалам. Ни один из таких вечных двигателей не заработал.

Единственным, кому улыбнулась удача, был Джеймс Кокс. В 60-х гг. XVII века он создал "вечные" часы, которые питало сжатие и расширение ртути под воздействием атмосферного давления. По существу, это был большой барометр, приспособленный для полезной механической работы. Но многообещающее устройство не оправдало надежд. Его промышленная эксплуатация оказалась абсолютно невыгодной: даже для приведения
в действие маломощного механизма часов Кокса требовалось около 150 кг дорогой и экологически опасной ртути.

В конце XVIII в. на Европу обрушилась промышленная революция. В1789 году Джеймс Ватт изобрел паровой двигатель, в 1803 году Роберт Фултон заставил с его помощью двигаться пароход. С 1825 года по Англии уже вовсю курсировал паровой поезд, состоящий из 33 вагонов. Успехи окрыляли. То, что раньше казалось невероятным, становилось абсолютно реальным, доступным. Понятное дело, на этом фоне вновь вспыхнул интерес
к вечному двигателю. Создание перпетуум мобиле сулило не только славу, но и большие деньги. А потому очередной "вечный" изобретатель не замедлил явиться.

В 1872 году Джон Кили, механик из Филадельфии, объявил, что нашел способ извлечения энергии из светоносного эфира. Ему удалось убедить многих инженеров и бизнесменов инвестировать средства в реализацию его идеи. На собранный миллион долларов была создана "Кили Мотор Компани". И через два года публике представили эфирный генератор.

Надо отдать Кили должное: значительную часть денег он действительно потратил на оборудование лаборатории. Свои секреты изобретатель не доверял никому, особенно физикам и инженерам, и все опыты проводил самостоятельно. Ни одна из машин Кили не работала должным образом без его присутствия, что, естественно, наводило на некоторые подозрения. Инвесторы потребовали от него создания коммерческого образца, однако
таковой так никогда и не появился на рынке.

Целых 26 лет Кили вешал лапшу на уши спонсорам, время от времени показывая им свои конструкции. Видимо, демонстрации были весьма убедительны - надежды на золотые горы вкладчиков не оставляли.

Грандиозный обман раскрылся только после смерти Кили в 1898 году. Его лабораторию тщательнейшим образом осмотрели, но вместо перпетуум мобиле нашли двойные потолки и полы, с тщательно замаскированными каналами в них. А в фундаменте обнаружился резервуар со сжатым воздухом, которым и приводились в движение "вечные двигатели" Кили... Се ля ви!

Не верь глазам своим!

Проблемой вечного двигателя занимались многие знаменитые ученые, но все они, как и Леонардо да Винчи в свое время, пришли к выводу, что перпетуум мобиле невозможен, поскольку он противоречит закону сохранения энергии, звучащему так: "Энергия не исчезает и не возникает из ничего. В изолированной системе она может только переходить из одной формы в другую, но ее общее количество остается постоянным".

В 1775 году Парижская академия наук приняла решение прекратить рассмотрение проектов вечных двигателей, но это не остановило энтузиастов. Естественно, возникает вопрос: что заставляет их делать это? Тщеславие? Жажда наживы? Нет. Просто человеческая душа не может смириться с наличием пределов материального бытия, ибо так уж она устроена. И поэтому переубедить одержимого вечным двигателем невозможно.

В качестве примера новейших разработок в "запретной" области можно привести тепловые насосы. Они позволяют при затрате, например, 1 кВт/ч электроэнергии получить 3-4 кВт/ч тепловой энергии. Тем не менее такое устройство не является вечным двигателем, нарушающим закон сохранения энергии. Это просто "холодильник наоборот".

Обычный холодильник отбирает тепло от продуктов в холодильной камере и выделяет это тепло в окружающий воздух. А насос поглощает тепло из окружающей среды - воздуха, грунтовых вод, водоемов - и передает его пользователю для отопления или горячего водоснабжения. Так что, если вы увидите на какой-нибудь выставке тепловой насос и табличку, на которой написано, что у этого устройства КПД 300%, не верьте глазам
своим, как советовал Козьма Прутков. Те 200% энергии, не потребленные из сети электроснабжения, были просто взяты от окружающей среды.

В последнее время изобретатели вечных двигателей предлагают черпать энергию для них из вакуума. Правда, как это сделать, пока никто не знает...

Радиевые часы.

Но вернемся к вечным двигателям, которые работают "вечно" по человеческим меркам и при этом не нарушают законов физики.

Одним из таких довольно простых устройств являются радиевые часы, представленные широкой публике в 1903 году Джоном Уильямом Стреттом, будущим нобелевским лауреатом по физике. В этих часах небольшое количество соли радия помещено в стеклянную трубку, покрытую снаружи проводящим материалом. В конце трубки имеется латунный колпачок, а на нем висит пара золотых лепестков. Все это находится в стеклянной колбочке
с выкачанным воздухом.

Внутренняя поверхность колбочки покрыта проводящей фольгой, заземленной через провод.

Отрицательные электроны (бета-лучи), которые излучает радий, проходят через стекло на лепестки, оставляя центральную часть трубки положительно заряженной. В результате золотые лепестки, отталкиваясь друг от друга, расходятся. Когда они касаются фольги, происходит разряд, лепестки опускаются, и рабочий цикл начинается снова. А поскольку период полураспада радия составляет 1620 лет, такие часы могут работать
многие столетия без видимых изменений.

В свое время радиевые часы были учтены настоящим перпетуум мобиле: природа ядерной энергии еще не была известна, и оставалось неясно, откуда берется энергия, заставляющая лепестки двигаться. Однако с развитием науки стало ясно, что закон сохранения энергии все равно торжествует: радиевая "батарейка" со временем разряжается, и часы останавливаются.

Игра стоит свеч.

Между тем ирландская компания Steorn недавно столкнулась с загадочным явлением, которое не укладывается в прокрустово ложе современной физики. И произошло это совершенно случайно.

В 2003 году компания стала разрабатывать более совершенные микрогенераторы энергии. В ходе исследований выяснилось, что КПД изделий - свыше 100%. Источник поступления дополнительной энергии установить не удалось. Но достоверно известно, что ее получение не приводит к износу оборудования. То есть речь может идти о потенциальном вечном двигателе.

В связи с этим компания всеми силами пыталась привлечь внимание к загадочному феномену. В течение 2005 года Steorn несколько раз обращалась к уважаемым академическим институтам с просьбами о независимом анализе полученных результатов. Однако откликнулись лишь некоторые ученые. Они и стали свидетелями тестирования и подтвердили выводы компании. Тем не менее никто из ученых мужей не осмелился оставить свою
подпись под документами, идущими вразрез с официальной наукой.

В 2006 году Steorn решила попытать счастье еще раз. Со страниц журнала The Economist компания обратилась к широкому фугу специалистов с целью набрать 12 независимых экспертов, дабы те протестировали технологию, проанализировали ее, а результаты своих исследований опубликовали в прессе. Как заявил генеральный директор компании Шон МакКарти: "Мы не питаем иллюзий: наверняка феномен встретит недоверие и
критику и после научных публикаций результатов, ведь брошен вызов фундаментальным основам физики. Но пусть ученое сообщество докажет, что мы неправы. Ответ на вопрос, который мы ставим, слишком важен, чтобы пренебрегать им. Ведь, реализовав нашу технологию, можно покрыть все потребности людей в энергии без ущерба для экологии. Игра стоит свеч".

Если экспертиза не выявит принципиальных ошибок в революционной технологии, Steorn собирается продавать лицензии на ее использование. При этом компания планирует заниматься своего рода благотворительностью: бесплатно снабжать энергией страны третьего мира.

Сегодня ведутся оживленные дискуссии о том, откуда же берется загадочная дополнительная энергия? Ответа, который бы устраивал всех, пока нет. Что ж, поживем - увидим. Может статься, и этот вечный двигатель окажется химерой. Скептики удовлетворенно хмыкнут, но романтики продолжат поиски...

С.Дёмкин "Интересная газета. Загадки цивилизации" №12 2007 г.