Вечное движение. История одной навязчивой идеи
Шрифт:
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
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
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.