Артур Орд-Хьюм - Вечное движение. История одной навязчивой идеи
Архивные документы музея Виктории и Альберта сообщают, что „часы относятся к числу лучших работ часового дела и смело могут быть названы одной из вех в истории развития английского часового искусства“.
Алан Ллойд, описывая часы Кокса в своей книге „Выдающиеся часы за 700 лет“, говорит о том, что они на 180 лет опередили атомные часы сегодняшних дней. Помимо своей важности для развития часового дела, часы являют собой прелестный образец убранства интерьера. Изменения, происшедшие во вкусах общества, столь велики, что сегодня часы Кокса — всего лишь редкая антикварная вещь, чарующая своей прелестью знатоков часового искусства и прикладных ремесел XVIII века.
Можно ли оценить работу устройства, бывшего когда-то „Вечным Двигателем“, а сегодня лишь молчаливо свидетельствующего о своем бессилии дать этому практические доказательства? Думаю, что ответ на этот вопрос можно получить, проанализировав задуманный Коксом проект, способ его воплощения на практике и еще раз обратившись к имеющимся в нашем распоряжении часам.
Для начала давайте рассмотрим, как действуют барометрические силы. Первым, кто обнаружил зависимость высоты, на которую жидкость может быть поднята с помощью вакуума, от давления воздуха, был Галилео Галилей. Он, однако, не смог развить сделанное им открытие, и честь изобретения барометра (1643 год) принадлежит его ученику Торричелли{63}.
В последующие годы различные изобретатели, пытавшиеся усовершенствовать барометр, использовали в нем самые разные жидкости, пока, наконец, не остановились на ртути. Поскольку ртуть является, по всей вероятности, самой тяжелой жидкостью на Земле (удельный вес ее в 13,568 раза превышает удельный вес воды), размеры ртутного барометра во много раз меньше размеров барометра, использующего любую другую жидкость. Вскоре было обнаружено, что в обычном барометре высота подъема и падения столба ртути не превышает трех дюймов. Теперь отметим, что, чем больше площадь поверхности ртути в резервуаре механизма Кокса, тем больше при подъеме и опускании ртути выделяется энергии, способной совершать полезную работу.
Это нетрудно понять, если вспомнить, что в трубке с узким отверстием, из которой предварительно откачан воздух, легко сохранить вакуум, закрыв это отверстие пальцем (аналогичным образом можно сохранить в трубке избыточное давление воздуха). Чем больше объем трубки, тем большее усилие требуется приложить, чтобы управлять давлением (вакуум) внутри трубки.
Именно по этой причине в барометре, приводившем в действие „Вечный Двигатель“ Кокса, находилось около 150 фунтов ртути — во много раз больше, чем в обычном ртутном барометре. Если бы Кокс был знаком с барометром-анероидом (изобретен Види и запатентован в Англии в 1844 году), то наверняка созданный им механизм был бы проще по своей конструкции, да не так громоздок.
Хорошо сделанный барометр (если его только не подвергнуть какому-нибудь воздействию, не связанному с его прямым назначением, например уронить или, более того, разбить) может работать „вечно“, ведь части его не изнашиваются.
Но довольно о барометре Кокса. Давайте теперь обратимся к самим часам.
По своему внешнему виду они ничем не отличались от многих других часов того времени. А вот в самом механизме были существенные отличия. Сделан он был так, чтобы свести до минимума трение, а значит, и износ деталей. Механизм рассчитан на очень долгий срок службы. Все его подшипники выполнены на драгоценных камнях, а детали не нуждаются в смазке. Пыленепроницаемый стеклянный колпак увеличивает запас долговечности, ведь хорошо известно, что именно пыль в первую очередь ухудшает работу часов, износ, вызываемый трением запыленных поверхностей, ускоряет порчу часового механизма.
Большую сложность при конструировании „Вечного Двигателя“ представляла собой система вращения, но и с этой задачей Кокс с честью справился. Часы приводились в действие в помощью груза и цепи, которые, в свою очередь, вращали „перводвигатель“, имеющий меньший вес.
Оценивая конструкцию „Вечного Двигателя“ Кокса в целом, невольно восхищаешься тщательностью, с которой продумана каждая деталь. Начинаешь понимать, что по своей долговечности этот механизм мог пережить самые старинные церковные часы из всех ныне существующих. Разница заключалась бы лишь в том, что часы Кокса не потребовали бы специального ухода и вообще какого-либо вмешательства со стороны человека.
Причина того, что „Вечный Двигатель“ Кокса прекратил свою работу, связана не столько с особенностями его конструкции, сколько с ее практической реализацией. Оставайся он на Тичборн-стрит по сегодняшний день, мы, вероятно, и сейчас нашли бы его действующим, и работал бы он еще не одну сотню лет. Перевозка оказалась для него роковой. Вот уже более ста лет часы неподвижны. Мучительно сознавать, что если бы не баснословно высокие цены на ртуть, такую дешевую во времена Кокса, этот поразительный механизм смог бы обрести в наше время вторую жизнь и продолжал бы успешно работать.
Нет ничего удивительного в том, что нынешние знатоки часового дела выражают сомнения относительно возможности получения вечного движения с помощью часов Кокса. Однако конструкция этих часов известна, и сколько бы кто-то ни пытался доказывать невозможность существования механического вечного двигателя, изобретение Кокса ему придется признать, а раз так, то считать его явным исключением из общего правила.
Один известный часовщик, чья контора находится в одном из наших самых крупных музеев, провел однажды со мной целый вечер, обсуждая самые различные формы вечного движения. В конце нашего разговора мой собеседник заметил следующее: „Вне всякого сомнения, существование вечного двигателя невозможно. Джеймс Кокс, однако, добился успеха, и я с великой радостью взглянул бы на его работающие часы, чтобы удостовериться в своей неправоте“. Другой известный авторитет в области часового дела заявил о том, что имена Гаррисона (изобретателя хронометра) и Кокса должны занять достойные места в анналах часового искусства. Продолжая, он сказал, что „в музее Виктории и Альберта находится экспонат, являющийся величайшим парадоксом часового искусства всех времен. Дело государственной важности заставить его вновь работать“. Нашелся и третий известный специалист, который заявил, что часы Кокса — это чистейшее надувательство, признавшись при этом, однако, что не понимает, как часы могли работать?
Был ли Кокс единственным человеком, пытавшимся использовать атмосферную энергию? Самый, вероятно, удачливый, он был, однако, далеко не первым среди изобретателей, понявших, что в повседневной жизни нас окружают явления, которые могут быть использованы в качестве неисчерпаемого источника энергии. Помимо колебаний атмосферного давления, можно, например, использовать изменения влажности и температуры окружающего воздуха. Именно по такому пути пошел один из соперников Гюйгенса аббат Иоганн Готфейль (1647—1724). О его изобретении сообщает в своем „Общем трактате о часах“ (1736) некий преподобный отец Александр. Ссылаясь на книгу аббата, изданную в 1678 году, он пишет: „В этом устройстве гиря маятника должна была приводиться в движение с помощью нескольких сосновых планок, расположенных поперечно в двух желобах. Эти планки непрерывно поднимались и опускались при изменении влажности окружающего воздуха“. Преподобный отец добавляет, что „изобретение оказалось неудачным и не оправдало надежд автора“{64}.
Еще об одном механизме упоминает в своем „Журналь энциклопедик“ Антид Жанвье (1751—1835). Речь идет о часах, сделанных членом Санкт-Петербугской академии наук Кратценштейном до 1751 года. По утверждению Жанвье, они приводились в действие „сменой тепла и холода“.
Примерно в то самое время, когда в Лондоне экспонировался „Вечный Двигатель“ Кокса, в Париже были выставлены другие „вечные“ часы. Однако в отличие от изобретения Кокса они приводились в действие с помощью серебряного стержня, который расширялся при повышении температуры в дневные часы. Суточной разницы в семь-восемь градусов было, вероятно, вполне достаточно, чтобы поддерживать работу этого устройства.
Согласно сообщению журнала „Инглиш микэник“ от 1 февраля 1701 года, этот же принцип использован в часах некоего Бартона. Автор заметки, часовой мастер из Клеркенвелла: писал: „Источником энергии для этих часов является сама солнечная система. Из всех известных мне механизмов эти часы более других заслуживают названия „вечного двигателя“. Мистер Бартон использовал хорошо известное свойство воздуха сжиматься или расширяться при изменении температуры. В среднем разница дневной и ночной температур воздуха составляет 20°С. Бартон поместил воздухонепроницаемый бак из жести высотой 10 футов и диаметром 9 дюймов около солнечной стороны дома и соединил его трубкой с цилиндрическим резервуаром, который находился на чердаке. В этот резервуар изобретатель поместил поршень, шток которого движется вместе с храповиком между цепью, связанной, в свою очередь, с поршнем. Храповик подзаводит старинного типа часы следующим образом. При росте температуры в дневные часы воздух в баке расширяется“ и часть его перетекает в резервуар, приводя в движение поршень. С приближением ночи воздух в баке быстро охлаждается и сжимается; в результате этого поршень в резервуаре делает еще один ход, вновь перемещая храповик. Таким образом, при смене жары и холода часы будут постоянно подзаводиться до тех пор, пока не износятся подшипники».