Виктор Бродянский - Вечный двигатель — прежде и теперь. От утопии — к науке, от науки — к утопии
Мы кратко рассмотрели историческую обстановку, определившую название и развитие идеи ppm, основные виды вечных двигателей, а также дискуссию между их сторонниками и противниками. Все это относится к тому периоду, когда представление об энергии и ее сохранении или вообще отсутствовало, или только формировалось применительно к механике. Однако это рассмотрение будет незавершенным, если в нем не отразить историю вечного двигателя Эрнста Бесслера (Орфиреуса) и связанные с ней события. Она происходила в первой половине XVIII в. и завершает, по существу, первый период истории ppm. В ней, как в зеркале, отразились технические, научные и даже психологические аспекты истории ppm; многие из них сохранили значение и до нашего времени.
1.6. Орфиреус, ppm и Петр I
История вечного двигателя Бесслера-Орфиреуса в том или ином виде приводится почти во всех книгах и статьях о ppm. Мы тоже изложим ее с некоторыми дополнениями, не столько из-за ее занимательности[10], сколько из-за поучительности. Она представляет собой классический образец всего «жизненного цикла» ppm — от идеи и великих надежд через построение машины, попытки ее «довести» и заставить работать до неизбежного крушения. В этом цикле, как на сцене, проходят и очень разные люди. Здесь и главный герой — изобретатель, подававший вначале большие надежды как ученый и инженер и сделавшийся в конце концов фальсификатором и авантюристом; и большие ученые, отвергавшие «от порога» возможность создать ppm, и меньшие ученые, полагавшие, что он вполне возможен, и поддерживающие изобретателя; и его помощники и соучастники; и высокие покровители изобретателя, располагавшие денежными средствами и властью… Наконец, с этой историей связана и такая крупная личность, как император Петр I, внимательно следивший за новинками европейской науки и техники. «Россия молодая» нуждалась в двигателях для развивавшихся горных и металлургических предприятий. Естественно, что Петр заинтересовался и двигателем Орфиреуса.
Начнем с краткой биографии главного действующего лица этой истории — Эрнста Бесслера. Он родился в Германии (Саксония) в 1680 г., рано проявил выдающиеся способности и, несмотря на крестьянское происхождение, попал в гимназию. Особенный интерес он проявлял к математике и механике.
Не закончив школу, юный Эрнст пустился в странствие по германским государствам и Австро-Венгрии, весьма успешно осваивая самые разнообразные профессии — от часовщика и оружейного мастера до алхимика, астролога и врача. На этом извилистом пути он, как герой плутовского романа, встречается с самыми разными людьми — солдатами и мастеровыми, священниками и музыкантами, врачами и алхимиками… Судьба его складывается по-разному — то он впадает в бедность и голодает, то приобретает состояние и живет с размахом. Наконец, набравшись в странствиях опыта и знаний в разнообразных профессиях, Бесслер к тридцати годам понял, что пора остепениться и занять прочное место в обществе.
Для того чтобы сделать карьеру, для человека из низов необходимы были тогда минимум три условия: звучное имя, не напоминавшее о низком крестьянском происхождении, прочная материальная база и, наконец, плодотворная идея, разрабатывая которую, можно добиться богатства, славы и поддержки в высших аристократических кругах.
Проще всего было со звучным именем. Крестьянский сын Эрнст Бесслер превратился в ученого мужа со звонким именем Иоганн Орфиреус (Orphos — по гречески «высокий»).
Солидную материальную базу он приобрел достаточно известным способом — женитьбой на богатой наследнице. Но это не было банальной историей, а происходило достаточно романтично. В маленьком городке Аннаберге доктор Орфиреус вылечил дочь тамошнего городского врача Шумана (ставшего потом и бургомистром) и получил в награду не только ее руку и сердце, но и солидное приданое.
Выбор плодотворной идеи для того, чтобы показать себя и проявить свои возможности, определялся как духом времени, так и предыдущим отрезком биографии Бесслера — Орфиреуса. Весь XVII в. и особенно начало XVIII в. справедливо характеризуются как «золотой век» ppm. Это было время, когда своеобразно сочетались два необходимых для этого фактора. С одной стороны, нужда в универсальном, экономичном двигателе стала уже насущной потребностью общества[11] и поиски его интенсивно шли во всех направлениях; с другой — закон сохранения энергии еще не сформировался и научно обоснованного общего запрета на создание ppm не было. К этому нужно прибавить все шире распространяющийся в «век просвещения» интерес к науке, проникший даже в аристократические салоны и сделавшийся своеобразной модой. Если принять все это во внимание, то станет очевидным, почему столько людей стремились отличиться именно на поприще создания ppm.
Иоганн Орфиреус имел все основания считать, что его шансы быть здесь далеко не последним достаточно велики. Он молод, энергичен, образован и, наконец, хорошо владеет разнообразными ремеслами. И Орфиреус занялся вечным двигателем.
Отметим, прежде чем пойти дальше, одно существенное обстоятельство.
Нет никаких веских доказательств того, что Бесслер с самого начала, как пишут многие авторы, был жуликом и занимался вечным двигателем только затем, чтобы делать карьеру, обманывая людей. Это предположение мало вероятно хотя бы потому, что для этого он должен был бы уже в начале карьеры быть намного впереди своей эпохи, т. е. на уровне тех немногих крупных физиков, которые уже тогда понимали невозможность реализации ppm.
Рис. 1.28. «Точное изображение счастливого изобретения» ОрфиреусаОбеспечив себе условия для работы и выбрав ее направление, Бесслер-Орфиреус уже в 1712 г. построил первый образец ppm. Устройство двигателя осталось неизвестным. Немногие очевидцы утверждали разное — одни восхищались, другие сомневались. Автор через некоторое время сам уничтожил модель.
В 1715 г., переселившись с женой в Мерзебург, Орфиреус построил вторую, уже большую машину и даже представил ее «комиссии знатоков». В состав комиссии входил физик и философ Христиан Вольф (будущий учитель Ломоносова). Несмотря на то, что изобретатель не разрешил членам комиссии посмотреть ее внутреннее устройство (даже за специальную плату), комиссия выдала ему документ о том, что «его счастливо изобретенный перпетуум мобиле вращается со скоростью 50 оборотов в минуту и при этом поднимает груз весом в 40 фунтов на высоту 5 футов». Никаких сведений о том, как устроен двигатель и почему он работает, в заключении комиссии не было; его устройство осталось неизвестным. Несмотря на это (а может быть вследствие этого), X. Вольф отозвался о машине так: «нечто, достойное восхищения».
Сам Орфиреус для разъяснения дела опубликовал «Подробное описание счастливого изобретения perpetuum mobile вместе с его точным изображением». Насколько «точно» это изображение, можно судить по рис. 1.28.
Так или иначе, но цель была достигнута — шум и споры вокруг машины вызвали к ней интерес как среди «научно-технической общественности», так и широкой публики. Высказывались мнения самые разнообразные. Христиан Вагнер, адвокат и математик из Лейпцига, со свойственной его первой профессии подозрительностью утверждал, что внутри машины находится скрытый вал («вертел»), приводимый в движение извне. Примерно так же считал механик Андреас Гертнер; он предполагал, что машина приводится в движение спрятанным человеком, который тянет за веревку. Гертнер даже предложил заключить пари на 1000 талеров, что он разоблачит Орфиреуса. Другой скептик, Иоганн Барлях, даже опубликовал рисунок, где показано, как это делается (рис. 1.29). Характерно, что ни один из скептиков не сомневался, что в принципе ppm сделать можно; критиковался только данный образец машины (Гертнер сам строил вечные двигатели). Из немецких ученых только Г. Лейбниц уже тогда без оговорок отрицал возможность создания ppm.
Успех породил у Орфиреуса дух стяжательства: он прикрепил к своей машине кружку, чтобы собирать деньги с многочисленных посетителей «для благотворительных целей». Но магистрат города Мерзебурга тоже не остался в стороне и наложил на изобретателя ежедневный налог в 6 пфеннигов, чем кровно его обидел.
Между тем слава Орфиреуса распространялась. В 1716 г. Карл, ландграф Гессен-Кассельский, проявлявший интерес к наукам, пригласил Орфиреуса к себе. Здесь, поселившись в графском замке Вайсенштейн и получив чин надворного советника, изобретатель начал строить третий образец своего ppm.
Через год машина была готова, и 12 ноября 1717 г. в присутствии ученой комиссии, включавшей физика из Лейдена (Голландия) Виллема Гравезанда (1648-1742 гг.) и архитектора Эммануэля Фишера из Герлаха[12], двигатель был запущен в специальном помещении, которое ландграф выделил в замке рядом с квартирой Орфиреуса. Комиссия решила проверить машину основательно — комната была опечатана на две недели. После окончания срока печать была снята и вошедший со своей свитой в комнату ландграф обнаружил, что колесо вращается с той же скоростью, что и две недели назад. Эксперимент был продолжен; комнату запечатали сначала на 40 дней, а затем еще на 60. Результат был тот же. Гравезанду, так же как и Вольфу, не было дозволено подробно осмотреть колесо; однако он рассмотрел его снаружи. Это был полый барабан 12 футов диаметром и шириной около 14 дюймов, изготовленный из деревянных реек, обтянутых проклеенным непрозрачным полотном. Барабан был насажен на толстую ось (диаметром около 6 дюймов), на концах которой находились железные наконечники длиной по 3/4 дюйма каждый, установленные в подшипниках, на которых эта ось вращалась.
