Артур Орд-Хьюм - Вечное движение. История одной навязчивой идеи

Рис. 44. Рабочий цикл в устройстве, созданном профессором Гэмджи в 1880 году: давление газа приводит в движение поршень. Изобретатель предположил, что расширяющийся над поршнем газ затем сжижается и стекает в котел.

Я не смог проследить за судьбой дальнейших переговоров, которые велись в военно- морском ведомстве относительно изобретения профессора и к которым Айшервуд относился с таким энтузиазмом. Действительно, президент Гарфилд и несколько министров из состава его правительства рассматривали модели мотора Гэмджи, однако, несмотря на все это, военно-морской флот США так и не связал свое будущее с успехами в создании двигателей с охлаждаемыми узлами.

Дениел Херинг в своей книге «Причуды и заблуждения науки» напоминает, что к 1895 году газы стали сжижаться с меньшими трудностями и затратами, чем это было ранее, благодаря использованию так называемого регенеративного метода. Несколькими годами позже Чарлз Триплер из Нью-Йорка сконструировал аппарат, позволявший сжижать значительное количество воздуха. В марте 1899 года в журнале «Макклюрз мэгэзин» появилась научно-популярная статья, посвященная лаборатории Триплера и проводимым им замечательным работам. Статья была написана членом редакционной коллегии журнала Реем Стенардом Бейкером и содержала ошеломляющие выводы. Автор опровергал верность второго закона термодинамики и провозглашал Триплера создателем вечного двигателя, приводя собственные слова изобретателя: «Использовав в своей машине три галлона воздуха, я получил в ожижителе около десяти галлонов жидкости. Таким образом, возникла прибавка в 7 галлонов, которая ничего мне не стоила и которую я могу использовать где угодно для совершения полезной работы».

Идея Триплера состояла в следующем. Под действием температуры окружающей среды сильно охлажденный ожиженный воздух будет превращаться в пар. Давление в котле двигателя, следовательно, резко увеличится, и двигатель начнет работать. В свою очередь, он будет сжижать новую порцию воздуха, которая далее используется для совершения полезной работы.

Само по себе использование воздуха для работы двигателя не представляло ни теоретических, ни практических трудностей. Однако в соответствии с законами термодинамики как для сжижения воздуха, так и для обратного превращения его в газ с нормальным давлением и температурой требуются одинаковые (в сумме равные нулю) затраты энергии. Тем не менее Чарлз Триплер упорно настаивал на своем и предлагал проверить осенившую его идею в лабораторных условиях. При посредничестве Бейкера журнал «Макклюрз мэгэзин» пригласил двух профессоров, возглавлявших факультеты физики и химии в крупном университете, посетить лабораторию Триплера. Оказалось, однако, что визит этот, хотя и сделанный по взаимному соглашению, пришелся на неудобное для Триплера время и, по существу, ничего не дал, если не считать нескольких критических замечаний, высказанных профессорами в адрес изобретателя. Но об этом журнал не сообщил своим читателям, и идея использования ожиженного воздуха продолжала завоевывать все новых сторонников. Ниспровергатели второго закона термодинамики торжествовали.

Триплер предпочитал не называть свое изобретение проектом вечного двигателя, настойчиво утверждая, что внешним источником энергии являлось тепло окружающего воздуха. При этом он категорически отрицал необходимость дополнительных затрат энергии для снижения температуры рабочего объема воздуха ниже температуры окружающей среды. Иными словами, Триплер отрицал действие второго закона термодинамики.

Надежды на создание вечного двигателя, работающего на жидком воздухе, несмотря на всю их сомнительность, были весьма привлекательны, и сторонники идеи Триплера еще некоторое время продолжали верить в успех его изобретения. Прошло несколько лет, пока идея, казавшаяся исключением из неумолимо действовавшего закона, была признана заблуждением и, наконец, отвергнута вовсе.

Мы уже достаточно много говорили о воздухе и его физических свойствах. Обратимся теперь к событиям, происшедшим в начале нынешнего столетия. Перед нами памфлет, озаглавленный «Теория перпетуум мобиле». Автор его — Франц Гоффман — жил в Восточной Пруссии. Этот любопытный очерк был опубликован в Лейпциге в 1912 году, через три года после того, как в Реймсе состоялась международная встреча авиаторов. Нужно заметить, что немецкие аэропланы потерпели тогда серьезное поражение в состязании с французскими и американскими летательными аппаратами (для патриотически настроенных английских читателей я замечу, что в этой встрече, состоявшейся 22 августа 1909 года, английские авиаторы участия не принимали). Гоффман опубликовал свой довольно сложный проект вечного двигателя за два года до начала первой мировой войны. И этим, вероятно, объясняются наивно патриотические тона, в которые окрашены завершающие строки памфлета.

«Сегодня в Германии не понимают важности создания вечных двигателей, уподобляясь скептикам, которые еще лет десять назад отрицали возможность появления летательных аппаратов тяжелее воздуха. Следствием этого неверия явилось то, что несколько лет назад в Реймсе французы и американцы доказали, что именно они, а не немцы, являются нациями, лидирующими в воздухоплавании. Дай бог, чтобы благосклонная фортуна уберегла немцев от еще одного реймского позора. А ведь похоже на то, что, до тех пор пока американец Джон и француз Пьер не нагрянут в Гамбург или Берлин на кораблях, оснащенных вечными двигателями, немецкий Михель не очнется от летаргического сна».

Гоффман, видимо, не был фанатичным сторонником создания вечного двигателя в Германии. Его попытки пробудить в своих читателях-соотечественниках интерес к этой проблеме имели патриотическую цель: в меру своих сил он стремился к тому, чтобы его страна добилась лидирующего положения хотя бы в области перпетуум мобиле.

Иногда специалист в одной отрасли науки вдруг решает, что совершил важное открытие в иной области знания. Многие принципиально новые технические находки обязаны своим возникновением научным поискам, которые велись совсем в других направлениях. Очень часто кажущаяся абсурдность этих поисков объясняется невозможностью их практического воплощения с помощью современных технических средств. Томас Эдисон предвидел время, когда телевизионное изображение будет передаваться по телефону. Технически это стало возможным лишь совсем недавно. Провидцами такого рода были Жюль Верн и Герберт Уэллс. В широком смысле ученые все еще заметно отстают от писателей-фантастов, нередко столь проницательных в своих предвидениях.

В конце прошлого столетия житель Нью-Йорка некий Дж. Гамильтон исследовал возможность применения пара для работы вечного двигателя. Он решил использовать хорошо известный инжекторный клапан, предварительно изменив его конструкцию таким образом, чтобы давление проходящей через него струи воды было равно или превышало давление струи пара. Это, по мысли Гамильтона, увеличивало скорость потока воды, вытекающего из отверстия в верхней части резервуара. Благодаря получаемой таким образом скоростной добавке вода, возвращаясь в резервуар, совершает по пути еще и полезную работу.

Гамильтон писал: «Приведя турбину в действие с помощью какого-то внешнего источника энергии (мотора или двигателя), устанавливаем необходимый начальный уровень давления в инжекторе, обеспечивающий отток воды из резервуара. Вода, пройдя через турбину, приобретает за счет соплового эффекта на выходе большую скорость, чем на входе, и возвращается в резервуар. Турбина продолжает вращаться за счет новых порций поступающей в нее воды, не нуждаясь более в энергии внешнего источника. Цикл движения воды по замкнутому контуру повторяется многократно, благодаря чему скорость воды на выходе из турбины постоянно возрастает».

Автор проекта ничего не говорит о том, за счет чего все-таки обеспечивается вращение турбины, если вода на выходе ее обладает большей скоростью движения и соответственно большей энергией, чем на входе. Очевидно, что успешная работа такого двигателя противоречила бы закону сохранения энергии. Если бы такого противоречия не было, то случилось бы то, чего так боялись многие изобретатели вечных двигателей. По мере накопления энергии скорость работы двигателя возрастала бы до тех пор, пока он не разлетался бы на куски (не зря же во многих проектах вечных двигателей предусмотрен тормоз). Такое беспредельное увеличение скорости лежит в основе процесса деления атома, но не имеет никакого отношения к механическим устройствам.

Однажды (обычно это случается в молодые годы) мы вдруг начинаем по-новому смотреть на вещи, казавшиеся нам привычными и хорошо знакомыми. Порой нам кажется, что мы сделали настоящее открытие или, по крайней мере, набрели на идею, которая должна потрясти мир. Почему же, с недоумением спрашиваем мы себя, никто не додумался до этого раньше? И тут мы получаем отрезвляющий ответ: либо открытие наше давно уже сделано и отвергнуто как несостоятельное, либо обманчивая простота, с которой оно предстало перед нами, скрывает эту несостоятельность.