Вечное движение

История, к которой мы теперь переходим, началась более двадцати веков назад и, пожалуй, все ещё не завершена.

Истинное её начало неизвестно, но, если принимать во внимание лишь то, что зафиксировано письменами, его следует сопоставить с величайшими учениями древних астрономов. Эти учения казались точным отражением повседневного опыта, а повседневный опыт, накапливаемый веками, убеждал людей в очевидном факте — в вечном движении небесных тел. Напрашивался единственный вывод: если эти движения вечны, то должны существовать и вечные силы, поддерживающие их. Природа этих сил ускользала от учёных, как ускользает до сих пор природа других вечных сил — силы тяжести, влекущей падающее яблоко к Земле, а Землю к Солнцу; силы магнита, поворачивающей магнитную стрелку к северу и притягивающей железо к магниту.

Мы не знаем, кто первый задумался над тем, нельзя ли заставить вечные силы совершать даровую работу: тащить повозки, поднимать воду, молоть зерно.

Первое письменное свидетельство об исследовании, предпринятом с целью использовать вечные силы для практических целей, оставил француз Перегрино.

Судьба вечного двигателя началась с того, что Карл Анжуйский, задумав осаду итальянского города Лючеры, призвал в свои войска молодого физика Пьетро Перегрино. Пикардиец, весельчак, Пьетро скучал во время длительной осады и искал себе занятия. Его товарищи тоже скучали и развлекались кто как умел. Перегрино был человеком умным, образованным, и он коротал досуг, высказывая разные соображения о природе вещей в письмах, которые адресовал пикардийскому дворянину Сигеру. Под последним письмом стоит дата — 8 августа 1269 года, и оно завершает цикл, образовавший трактат под названием «О магнитах». Это был первый труд о магнетизме.

Трактат очень взволновал современников. Ещё не было ни серьезных наблюдений в области магнетизма, ни опытов — во всяком случае, ни о чём подобном нет документальных свидетельств.

В этом трактате содержалось и описание вечно движущейся машины, «которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергии извне». Так характеризует перпетуум-мобиле Большая советская энциклопедия.

Трактат Перегрино и после смерти автора ходил по рукам. Он дал толчок такому количеству подражаний, был таким возбуждающим источником научного вдохновения, что заслужил право остаться навечно в летописи человеческой мечты.

История сохранила большое количество проектов вечных двигателей. Большинство использовало силу тяжести. Проекты представляли более или менее сложные комбинации рычагов, блоков, зубчатых и цепных передач. Иногда механизмы включали насосы, назначение которых состояло в подъёме воды. Поднятая ими вода, стекая вниз, должна была совершать работу, попутно приводя в движение эти же насосы.

Известны предложения, основанные на более сложных явлениях: например, для подъёма воды служили капиллярные силы, поднимающие керосин или масло по фитилям. Изобретатели считали, что эти силы могут бесконечно перетягивать воду из нижнего сосуда в верхний, а затем поднятая вверх вода, снова падая вниз, должна была совершать работу, вращая водяное колесо.

Конечно, наряду с добросовестными энтузиастами в числе создателей вечных двигателей были и мошенники, демонстрировавшие легковерным коронованным или просто богатым особам механизмы, движение которых поддерживалось скрытыми приводами.

В XVIII веке большой популярностью пользовался вечный двигатель Оффиреуса. Это было колесо, вращающееся на своей оси безостановочно после первоначального толчка. Многие учёные, наблюдавшие его работу,

не могли обнаружить никакого обмана.

Однако когда один из наблюдателей проявил слишком большую настойчивость и любознательность, конструктор разбил аппарат…

С 1678 года начинает выходить французский научный журнал, где регулярно помещаются многочисленные проекты устройства вечных двигателей.

Мечта о вечном двигателе (поразительная массовая галлюцинация!) казалась легко осуществимой. На протяжении многих веков никто не подозревал, что она несёт в себе непреодолимый запрет. Содержит своеобразный порок, подтачивающий все начинания изнутри; порок, кочующий из одной попытки в другую незаметно, как бацилла в инкубационном периоде.

Гений или помешанный?

Первый отпор идея вечного двигателя получила в эпоху, весьма склонную к авантюрам. XVI век не претендовал на особую учёность, он благоволил ко всякого рода чудесам, колдовству, магии. И тем более удивительно, что ополчился против вечного двигателя учёный, который в силу своего характера, научных склонностей должен был бы приветствовать такой подарок судьбы! Должен был ухватиться за идею перпетуум-мобиле и поставить целью жизни осуществить её.

Иероним Кардан был, пожалуй, самым авантюрным учёным в этот доверчивый век. Он слыл отличным математиком, физиком, врачом и… помешанным. Потому что какой нормальный человек может верить, как верил Кардан, что каждый год 1 апреля в 8 часов утра он может получить от богов всё, что пожелает? Он любил предсказывать,

и многие его предсказания сбылись. Чтобы не подорвать веру в силу своего провидения, он оборвал жизнь голодовкой на 75-м году только потому, что имел неосторожность предсказать дату своей смерти.

И этот учёный ополчился против идеи вечного двигателя. Он не только не присоединился к ловцам бесплатной энергии, но засел за обоснование невозможности создать такую машину.

Что же воодушевило Кардана — повышенное чувство долга? Вряд ли. Историки рассказывают, что Кардан не смущался кражей чужого открытия. Тридцатилетний блестящий математик Тарталья рассказал ему о своём оригинальном решении уравнения третьей степени, а Кардан опубликовал это решение под своим именем. Тарталья вызвал его на математическую дуэль-диспут, однако Кардан вместо себя прислал своих учеников, и те выдворили Тарталью из города!

Может быть, Кардан устыдился авантюрной погони за бесплатной энергией? Но что может смутить человека, который сам говорил о себе: «Я стремлюсь к чудесам, я коварен…»

Возможно, все эти отзвуки давно затихшей жизни — просто выдумка, как и легенды о том, что Кардан был так далёк от человеческих чувств, что безмятежно перенёс казнь сына, утрату колоссального состояния… История многое вольно добавляет и убавляет, когда дело касается биографий незаурядных людей. Если бы Кардан был позёром, он не оставил бы после себя такие замечательные, по свидетельству серьёзных учёных, труды, наполненные мудростью и заботой о нуждах людей, как трактаты «О разнообразии вещей», «О тонкости», которые служили пособиями для воспитания многих поколений физиков.

Именно в трактате «О тонкости» Кардан высказывает и обосновывает в меру своих возможностей полное убеждение в несостоятельности идеи вечного двигателя. Но уровень знаний его эпохи не дал ему возможности привести убедительные доказательства. Его возражения остались на уровне предчувствия. Он мог сэкономить время и силы десятков учёных, если бы убедительно подкрепил свои сомнения. Но он не смог облечь аргументы в строгую математическую форму, он не нащупал того закона природы, который запрещает осуществление вечного двигателя. Это сделает гениальный Ломоносов только через два века.

Союз науки и авантюризма

Особенно много проектов вечных двигателей появляется в XVI–XVII веках, в эпоху перехода к машинному производству. Учёные и фантазёры-самоучки, мало или совсем не знакомые с основами физики и механики, пытаются комбинировать простые механизмы в более сложные, но… всё равно получить от машины больше энергии, чем было затрачено на её работу, не удаётся.

Если бы конструкторы изучили труды Галилея, они знали бы это заранее. Галилей, как до него Стевин, ставил опыты с рычагами и блоками, наблюдал за скатыванием шаров по наклонной плоскости и пришёл к заключению, что с помощью простых механизмов невозможно получить даровую работу.