Tайны мира
Вечный кругооборот
Перпетуум-мобиле, «вечный двигатель», был мечтой человечества. Начиная со Средневековья изобретатели пытались спроектировать фантастический аппарат, который работал бы безостановочно. «Вечный двигатель», устройство, существовавшее пока в умах изобретателей, символически олицетворяло вечный круговорот природных сил. Механические, магнетические и гидравлические методы приведения машины в движение работали только на бумаге, поскольку физические законы не позволяли осуществить замысел. Несмотря на это, и сегодня находятся энтузиасты, которые верят в чудо — в вечно работающую машину, которая берет энергию «из ничего».
Этот «вечный двигатель» основанный на принципе сифона, должен был вращать мельничное колесо. Модель Леонардо да Винчи: диск с направляющими для шариков, работающий на основе закона гравитации. Перпетуум-мобиле, сконструированный Ульрихом фон Кранахом. Колесо вращает металлические шары.
Типичная конструкция для позднего Средневековья: механический перпетуум-мобиле Мариано ди Якопо. Перпетуум-мобиле можно использовать при устройстве фонтана или шлифования установки. Колесо, на котором укреплены резервуары из жести, заполненные ртутью. Его приводила в движение сила тяжести.
В 1840 г. один механик из Лондона сделал весьма диковинный колокол: на деревянном диске помещались два коротких костыля, к каждому крепилась круглая металлическая чаша, обращенная внутрь. Из центра чаши торчал штифт. В свою очередь, к каждому штифту был прикреплен отвесный лакированный столбик. Сверху конструкции оба столбика соединялись металлическим хомутом, из центра которого свисала нить. К нижнему концу нити на уровне металлических чаш был привязан железный шарик, звонко ударявший попеременно в обе чаши по нескольку раз в минуту. Весь аппарат накрывался высоким стеклянным колпаком в форме цилиндра. Колокол работает и по сей день. Он находится в собственности Кларендонской лаборатории Оксфордского университета. На момент своего появления аппарат был признан «вечным двигателем», то есть таким фантастическим прибором, который способен работать непрерывно без применения посторонней движущей силы.
Секрет своеобразного колокола заключается в бумажных столбиках. Каждый из них сделан из 2000 попеременно чередующихся небольших дисков из цинковой жести и бумаги, пропитанной окисью трехвалентного марганца. Столбики представляют собой сухие электрические батареи, подключенные к металлическим чашам-колоколам, между которыми образуется потенциал напряжения порядка 2000 вольт. Железный шарик, выполняющий функцию языка колокола, ударяясь в одну из чаш, заряжается и отталкивается от нее, притягиваемый второй чашей. Физики подсчитали, что аппарат проработает до начала нового столетия, прежде чем иссякнут егс батареи. Идея конструкции принадлежит физику из Вероны Джузеппе Дзамбони.
В модель Леонардо да Винчи был заложен принцип трансформации переменного движения в непрерывное. Он напряженно работал над проектом «вечно движущейся» машины, о чем можно судить по многочисленным наброскам. Именно поэтому в конце концов он пришел к выводу, что все усилия создать перпетуум-мобиле были тщетными. Выдающийся ученый и художник эпохи Возрождения отвергал возможность создания «вечного двигателя».
Подобных «вечных двигателей» было созданс немного. Изобретатели искали принцип «подлинного» вечно движущегося устройства, которое, впрочем, невозможно с точки зрения физики. Античные мыслители об этом подозревали и не ломали голову над созданием перпетуум-мобиле, Аристотель категорически заявлял, что непрерывное движение можно допустить только у небесных светил, а в подлунном мире оно немыслимо. Противоположную точку зрения высказали лишь индийские философы в XII в. Они преследовали религиозную цель: найти на Земле ключи к невероятным, космическим явлениям. В основе любой теологической системы индуизма лежит учение о карме, признающей личное бессмертие.
Сделай колесо из легкого дерева
Кармические законы вечны и действуют автоматически. На земном уровне символическим выражением кармы, по мнению индуистских монахов, служит вечный круговорот — безостановочное вращение «вечного двигателя».
Первое конкретное упоминание о создании подобной машины относится приблизительно к 1150 г. В наставлениях индуистского ученого Бхаскары читаем: «Сделай колесо из легкого дерева и размести по окружности полые перекладины... Перекладины поверни под углом, чтобы они немного отклонялись от перпендикуляра. Затем наполни эти полые перекладины (до половины) ртутью. Если это колесо насадить на ось, укрепленную на двух опорах, то оно будет вращаться само по себе». Полые перекладины монтируются под наклоном. Благодаря этому по трубчатым перекладинам, наклоненным вниз, ртуть устремляется от центра колеса, а по трубкам, наклоненным вверх, — наоборот, к центру. Бхаскара полагал, что масса ртути будет давить на более «длинное» в данный момент плечо рычага с одной стороны колеса, создавая здесь постоянное усилие. Только точные вычисления, которые не мог сделать древний изобретатель, показали, что обе стороны колеса должны находиться постоянно в равновесии.
Практически невозможно было сконструировать такую машину, но сама идея быстро обрела приверженцев. Первыми ее подхватили арабы. Им не удалось воплотить в жизнь описанные у Бхаскары и других индийских ученых проекты, и они сами изобрели многочисленные «вечные двигатели» больших размеров, родственные по конструкции, например, механизмы с деревянными шарнирными рычагами, смонтированными радиально на шестерне, вращавшейся на горизонтальной оси.
Благодаря арабам идея создания «вечного двигателя» скоро попала в Западную Европу. Математик Леонардо да Пиза (Фибоначчи) и архитектор Виллар де Онекур создали многочисленные варианты тяжелых агрегатов перпетууммобиле. Европеец XII в. придавал «вечно движущемуся» устройству такое же значение, как и его индийские изобретатели. Ему хотелось создать на Земле вечный круговорот, являющийся, по Аристотелю, прерогативой небесных сфер. Это означало ни больше, ни меньше как желание поставить себе на службу космические силы.
После бесчисленных и бесплодных попыток достичь поставленной цели чисто механическим путем Гильом Доверн, епископ Парижа, в 1233 г. разработал теорию на основе магнитных сил, которая нашла сторонников и в том числе одного из наиболее значительных физиков христианского Средневековья Пьера Демарикура. В магнитных силах он видел проявление силы Божьей, а источником космических магнитных сил он считал небесный полюс. Ученый намеревался подключиться к энергии небесного полюса с помощью магнетического перпетуум-мобиле. В основу одного из изобретений ученого был положен отшлифованный магнитный камень шарообразной формы, который крепился на оси и мог вращаться. Если настроить ось на небесный полюс, то дальше камень, по мнению физика, сам по себе всегда должен поворачиваться в его сторону. В 1269 г. Пьер Демарикур в письме своему другу Сигеру де Фукакуру дал подробные указания, как следует строить «вечный двигатель» на магнетическом принципе. Вскоре эта идея захватила выдающиеся умы Европы и была воплощена в многочисленных моделях. Излишне говорить о том, что и этот прибор никогда не работал.
Не добившись успехов с помощью механических и магнетических принципов, конструкторы перешли к гидравлическим устройствам. Принцип сифона был известен еще с античных времен. В устройстве «вечного двигателя» это использовал Витторио Дзонка, зодчий из Падуи, около 1600 г. Изобретателю пришла в голову замечательная мысль — сделать сточную трубу значительно толще всасывающей. В сточной трубе должна возникнуть, по идее изобретателя, большая сила всасывания, которая должна привести в действие механизм сифона — при условии, что всасывающая труба будет опущена ниже, чем сточная. Вода по сливу сточной трубы лилась на мельничное колесо, затем разливалась в стороны и вновь возвращалась в сборный резервуар, куда опускался конец всасывающей трубы. Естественно, данное изобретение функционировало лишь на бумаге.
Хитроумная конструкция мельницы Якопо де Страда, которая приводилась в движение Архимедовым винтом. С 1575 по 1580 г. он набросал несколько проектов перпетуум-мобиле, в том числе и этот причудливый элеватор.
Сколько тщетных проектов!
Универсальный гений Леонардо да Винчи посвятил несколько десятилетий интенсивным поискам работоспособной конструкции перпетуум-мобиле, разработав множество различных проектов. Судя по многочисленным эскизам мастера, можно заключить, что по крайней мере поначалу он относился к своим занятиям очень серьезно. В 1493 г. он записал: «О, вы, спекулирующие на идее вечного движения, сколько тщетных проектов вы породили в поисках ее осуществления! Не пора ли вам объединиться с искателями золота (алхимиками)!» А спустя два года он прибавил в той же связи: «Тот, кто отрицает логику вещей, выдает свое невежество».
Однако адресованное невежественным изобретателям нравоучение Леонардо не помешало интеллектуальной элите континента — представителям ордена иезуитов, основанного в 1534 г., — спустя полтора столетия приступить к напряженным поискам действующей конструкции «вечного двигателя». Почти все видные члены ученого ордена Кристоф Шайнер, Марио Беттини, Никколо Кабео, Джованни Баттиста, Риччиоли, Атанасиус Кирхер, Каспар Шотт и Франческо Лана, большинство из которых жили и творили в XVII в., — разработали самые разные механические и гидравлические «вечно движущиеся» машины, которые хотя и основывались на широко известных принципах, но зачастую оказывались столь усложненными, что их основная идея, а с ней и осознание нереальности замысла были не до конца ясны даже самим изобретателям.
В 19—20-х гг. XVIII в., казалось бы, наконец наметился прорыв. Иоган Эрнст Элиаз Бесслер из г. Циттау в Саксонии, сам себя называвший Орффиреусом, на средства ландграфа Карла Гессен-Кассельского построил в замке Вайсштайн громадную машину, в сердце которой непрерывно без дополнительных приводов вращалось колесо диаметром 3,4 м. Машина, не имевшая никакого постороннего двигателя, поднимала груз весом до 35 кг. Своим изобретением этот человек, побывавший за свою жизнь монахом, солдатом, знахарем и механиком, произвел фурор в аристократической и ученой среде. Видные естествоиспытатели и инженеры, такие, как физик из Лейдена Биллем Якобс-Гравезанде, немецкий математик Кристиан Вольф, создатель паровых машин Й.Е. Фишер из Эрлаха и знаменитый ученый-универсалист Готфрид Вильгельм Лейбниц, решительно вступились за гениального Орффиреуса и его машину, несмотря на то, что Гравезанде и Лейбниц ранее опровергали возможность создания перпетуум-мобиле: один как математик, другой — с точки зрения прикладной науки. Тем не менее абсолютной уверенности в достижении цели не было ни у кого. Разоблачить великого мастера в шарлатанстве удалось не естествоиспытателю, а въедливой служанке, которая в 1727 г. проболталась, что машина приводилась в движение человеческой рукой из соседней комнаты.
Великий мастер — шарлатан
Разумеется, и после Леонардо да Винчи не было недостатка в критиках идеи «вечного двигателя», но изобретатели «вечно движущейся» машины также не переводились. Больше всего гротескных идей и необычных устройств дала эпоха барокко — благодаря интересу ко всему новому. В 1775 г. Парижская королевская академия наук приняла решение более не рассматривать патентные заявки на перпетуум-мобиле.
Но изобретатели многих стран по-прежнему подавали заявки на оформление патента на «вечный двигатель», и время от времени такие патенты выдавались вплоть до нашего времени. Слишком ловко они маскировали свои подделки псевдонаучными расчетами и невероятно сложными описаниями принципа работы.
ремонт двс weichai