Изобретатели вечных двигателей
Сегодня мы познакомим вас с книгой Адама Харта–Дэвиса «Летающий корабль», которая сейчас вышла по-немецки в издательстве «Deutscher Taschenbuch Verlag». Эта книга рассказывает об изобретениях, отчасти действительно серьёзных и важных, отчасти курьёзных, которых объединяло только одно: эти изобретения, аппараты, конструкции, проекты и прожекты либо вообще были нереальными, либо не функционировали, либо оказались несвоевременными, либо не нашли широкого применения. Это не только летающий корабль, давший название книге Харта-Дэвиса, но и другие никогда не отрывавшиеся от земли летательные аппараты, подводная лодка, не оправдавшая своего горделивого имени «Resurgam», что значит «Я всплыву», и затонувшая во время первых же испытаний, паровые локомобили, аппараты для варки яиц и перелистывания нот, ну, и, конечно же, вечные двигатели.
Имена большинства – но не всех – неудачливых изобретателей канули в Лету и остались лишь в архивах патентных бюро, в которых и разыскал их следы автор книги «Летающий корабль». Так, например, обычно считается, что паровую машину изобрёл Джеймс Уатт (Watt). Однако первый патент на неё был выдан английским королём Уильямом Третьим за 38 лет до рождения Уатта некоему Томасу Сэйвери (Savery). Сэйвери построил паровую машину для того, чтобы откачивать воду из штолен оловянных рудников в графстве Корнуолл, которые использовали ещё римские легионеры. Но работала эта примитивная машина плохо. Во-первых, пар в котле конденсировался слишком быстро, и хотя кочегары выбивались из сил, всё равно поддерживать нужную температуру далеко не всегда не удавалось. Во-вторых, из-за высокого давления часто не выдерживали стыки труб, которые тогда паялись оловом или свинцом. Для ремонта часто приходилось останавливать работы. И, наконец, паровая машина Сэйвери была маломощной. С её помощью можно было откачивать воду с глубины максимум двенадцать метров. А самые богатые залежи располагались на глубине девяноста метров.
В общем, широкого распространения изобретение Томаса Сэйвери не нашло, и никто его сегодня не знает. Тем не менее, одно из его «изобретений» осталось в истории. Сэйвери придумал единицу мощности – лошадиную силу. Причём он несколько завысил эту силу. 735 с половиной ватт или 745 (в разных странах по-разному определяют величину внесистемной единицы мощности), – на это не способен ни один ломовик.
Нет ничего удивительного в том, что такие изобретения, как паровая машина или, скажем, телефон, телеграф, радио или видеомагнитофон, создавались разными людьми независимо друг от друга порою в разных странах одновременно, параллельно. Просто приходит время для тех или иных технических новинок, и идеи буквально висят в воздухе. Успеха обычно добивается тот изобретатель, которому удаётся создать более совершенный в техническом отношении действующий аппарат, более приспособленный к промышленному, массовому выпуску, более простой и надёжный в эксплуатации, наконец, более дешёвый. Спорить о приоритетах здесь бессмысленно. Так, например, полтора десятка изобретателей одновременно работали над созданием пневматической почты. Но первым сумел организовать пересылку телеграмм по трубам «Electric and International Telegraph Company» в Лондоне Лэтимер Кларк (Clark) в 1853 году. Жёсткие патроны, покрытые войлоком, «выстреливались» сжатым воздухом со скоростью 15 метров в секунду. Этот способ общения и сообщения завоевал такую популярность, что общая протяжённость трубопроводов «воздушки» составила в Лондоне к 1885 году 53 километра. В Ливерпуле, Дублине, Манчестере, Бирмингеме, Глазго, во многих крупных городах Европы (Париже, Берлине, Марселе, Мадриде) действовала пневматическая почта. Лишь распространение телефона остановило её победное шествие.
В Нью-Йорке в 1867 году было даже построено пневматическое метро. Правда, длина демонстрационного участка, который стал экспонатом политехнической выставки, составляла всего тридцать метров, но успехом он пользовался фантастическим. Около 170 тысяч посетителей выставки проехались со скоростью десять километров в час от 14-й улицы до 15-й, а конструктор – Алфред Эли Бич (Beach) – получил золотую медаль. Бич, кстати говоря, – весьма интересная фигура. Он был убеждён, что только метро может разгрузить центр Нью–Йорка, который уже тогда страдал от транспортных проблем. Однако в мэрии к этому относились отрицательно. И хотя Бичу всё же удалось вырыть ещё один метротуннель под Бродвеем (на этот раз длиной около ста метров), станции которого были богато украшены фресками и роскошными люстрами, он так и сумел добиться разрешения на строительство новых линий. Крах биржи в 1873 году поставил крест на его честолюбивых планах.
Одной из самых экстравагантных личностей эпохи промышленной революции был, безусловно, и Джон Уилкинсон (Wilkinson) . Он родился в бедной семье, стал кузнечных дел мастером, потом самым знаменитым в Англии литейщиком, строил доменные печи и чугунолитейные заводы, создал первый высокоточный сверлильный станок для высверливания орудийных и ружейных стволов, а также цилиндров паровых турбин. Именно для Уилкинсона изготовил свою знаменитую паровую машину Джеймс Уатт. Так вот: Уилкинсон был буквально помешан на железе и чугуне. Он считал, что их свойства делают их универсальными материалами. Уилкинсон построил первые корабли из железа, которые, вопреки предостережениям скептиков, не пошли ко дну. По его инициативе был сооружён чугунный мост через реку Северн, ставший одной из главных достопримечательностей Англии. Уилкинсон пожертвовал своему родному городу Линдэйлу церковь, стены которой, и крыша, и кафедра для священника, и даже скамейки были отлиты из чугуна. В довершение ко всему он завещал похоронить себя в чугунном саркофаге, который сам же и отлил на одном из своих заводов. Между прочим, выполнить эту последнюю волю Джона Уилкисона оказалось не так-то просто. Когда он умер, его тело положили в деревянный гроб, но выяснилось, что гроб этот не влезает в заранее приготовленный саркофаг. Тогда решили временно похоронить фабриканта в деревянном гробу – пока не будет отлит новый, более просторный чугунный саркофаг. Когда позже деревянный гроб подняли из могилы и поместили в саркофаг, оказалось, что этот саркофаг, в свою очередь, не влезает в старую могилу, пробитую в скале. Однако в конце концов Уилкинсон всё же нашёл своё последнее пристанище. Он покоится у стен своей чугунной церкви, и на его могиле стоит, разумеется, чугунный обелиск.
Впрочем, самыми удивительными изобретателями можно считать, наверное, тех, кто создавал (или, точнее, пытался создать) вечный двигатель.
Первый британский патент на вечный двигатель датируется 1635-м годом. И хотя уже в восьмидесятых годах 17-го века знаменитый физик, астроном и математик, создатель классической механики Исаак Ньютон в своём фундаментальном научном трактате «Математические начала натуральной философии» писал о практической невозможности создания вечного двигателя, а спустя сто лет французская Академия наук официально отказалась рассматривать подобные проекты, но даже в 1903–м году в лондонское патентное бюро ещё было подано около шестисот заявок от изобретателей вечных двигателей. Да что 1903-й! И сейчас Бюро по регистрации изобретений и выдаче патентов США ежегодно получает до ста подобных заявок! Их оформление, кстати, стоит немалых денег авторам изобретений. Ответ они в этом случае всегда получают стандартный:
«Позиция Бюро патентов совпадает здесь с позицией учёных, занимавшихся этой тематикой и пришедших в результате исследований к выводу, что практическое воплощение подобных проектов физически невозможно. Точку зрения Бюро патентов можно опровергнуть только с помощью действующих моделей… Бюро патентов считает, что в данном случае было бы некорректно брать деньги за проверку и регистрацию с заявителей, которые верят в осуществимость «перпетуум мобиле». В этой связи мы считаем своим долгом напомнить Вам, что патентные сборы не возвращаются и в том случае, если изобретение получает отрицательное заключение экспертов».
И несмотря на всё это, какие только конструкции вечных двигателей не предлагаются! Самокрутящееся колесо, по спицам которого скользят от обода к оси и обратно металлические шары, приводя, таким образом, колесо в движение; ветряная мельница, раздувающая мехи огромного ветродуя, который, в свою очередь, дует на её крылья; испаряющаяся и вновь конденсирующаяся (якобы без каких-либо энергопотерь) вода… Из множества проектов, приведённых в книге Адама Харта-Дэвиса, мне больше всего понравилось изобретение сэра Уильяма Конгрива (Congreve). Британский аристократ, увлекавшийся на досуге наукой, придумал в начале 19-го века забавную конструкцию: своеобразный замкнутый «конвейер» с лентой из губчатого материала и тяжёлой цепью на ней. Губка впитывала воду, цепь выжимала её, поэтому всё должно было бесконечно двигаться. Но почему-то не двигалось. Этот «вечный двигатель», как и все остальные, не функционировал.
Любопытно, что современники воспринимали сэра Конгрива не слишком серьёзно не потому, что он изобретал «перпетуум мобиле», а за его упрямые попытки доказать на практике, что сконструированные им ракеты и вообще реактивное оружие можно эффективно использовать в военных целях. Ну, уж такой глупости настоящие учёные дилетанту Конгриву простить не могли!
Очень много времени и денег потратил на создание «вечного двигателя» ещё один дилетант – Александр Бейн (Bain), сын небогатого фермера, который разводил овец на северном побережье Шотландии. В школе Александр учился плохо, но не потому, что был ленив или неспособен: он слишком часто витал в облаках. Единственное, чем мальчик увлекался с детства, – часы. И отец, в конце концов, отдал его в учение к часовщику.
В январе 1830-го года Александр Байн прошёл двадцать километров по заснеженной дороге в соседний город – для того, чтобы прослушать лекцию на тему «Свет, терморегуляция и электрическое поле». То, что он узнал, поразило его настолько, что он серьёзно занялся изучением возможностей, которые давало электричество, и попытками реализовать эти возможности на практике. Вечный двигатель ему, естественно, создать не удалось, зато сын шотландского овцевода одним из первых в мире сконструировал телеграф, различные навигационные приборы для судовождения, электрический оповещатель пожарной сигнализации и электрические часы. Такие часы он установил на железнодорожных вокзалах в Глазго и Эдинбурге. Они, разумеется, должны были ходить секунда в секунду. Поэтому Бейн соединил их телеграфным проводом: маятник вокзальных часов в Эдинбурге, раскачиваясь, касался пластины, цепь замыкалась и электрический импульс посылался по проводам в Глазго, заставляя синхронно раскачиваться маятник тамошних часов.
Мы так подробно описываем эту конструкцию, чтобы рассказать ещё об одном изобретении, сделанном неутомимым Бейном. Речь идёт о телефаксе – факсимильном аппарате для передачи и приёма изображений. Такие стоят сегодня чуть ли не в каждой конторе. Так вот: оказывается, факс был изобретён не в шестидесятые годы двадцатого века, а в первой половине века девятнадцатого – за тридцать лет до того, как появился телефон.
Принцип факсимильного аппарата Бейна был очень прост, но, в общем-то, тот же, что используется и сейчас. В качестве контактной пластины для своих «передающих» вокзальных часов Бейн попробовал (просто для интереса) использовать медную плату с вытравленным на ней изображением. Электрическая игла на маятнике часов «считывала» это изображение точка за точкой: после каждого движения маятника плата чуть-чуть перемещалась. Ну а приёмноё устройство было сконструировано таким образом, что каждый электрический импульс заставлял электрическую иглу оставлять чёрную точку на специальном намагниченном листе, который тоже двигался синхронно с медным оригиналом.
К сожалению, Александр Бейн не нашёл финансистов, которые готовы были бы вложить деньги в усовершенствование и промышленное производство этого аппарата. Несмотря на свои многочисленные патенты, Бейн слишком много истратил на безуспешные попытки создать вечный двигатель и умер в бедности. О его изобретении забыли. Возможно, правда, что время телефакса тогда просто ещё не наступило. И его пришлось снова выдумывать спустя 120 лет.
Обогнал своё время и физик Деннис (Денеш) Габор (Gabor). Родившийся в Венгрии учёный работал сначала в Германии, потом, после прихода нацистов к власти, эмигрировал в Великобританию, затем в США. Он специализировался на электронной оптике, технике связи, физике плазмы. А в 47-м году придумал, как получить голограмму. Однако никакого развития его теория голографии тогда не получила: без лазера воспроизвести голографически объёмное изображение предмета было невозможно. Но Деннису Габору повезло больше, чем изобретателю телефакса Александру Бейну: ему не пришлось ждать 120 лет. Спустя два десятилетия после теоретического обоснования он смог реализовать принципы своей теории на практике и получил за это Нобелевскую премию по физике.
Значит, всё же есть среди героев книги Адама Харта-Дэвиса «Летающий корабль» не только неудачники. И не все изобретения, описанные в ней, обязательно должны вызывать снисходительную усмешку.