Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Ноября 2013 в 23:18, контрольная работа
На этот вопрос можно дать несколько ответов. Даже идею вечного двигателя многие считают беспочвенной фантазией и бессмыслицей, которая многих сбила с праведного пути. Физик скажет, что perpetuum mobile представляет собой двигатель, который, будучи однажды приведен в движение, сам по тебе удерживается в этом состоянии сколь угодно долго и при этом в случае необходимости способен еще совершать полезную работу.
Что же такое вечный двигатель?
Наиболее ранние сведения о вечных двигателях.
Античная механика и perpetuum mobile.
Первые попытки создания вечных двигателей.
Период наивысшего расцвета идеи perpetuum mobile.
Механические вечные двигатели.
Гидравлические вечные двигатели.
Мнимые perpetuum mobile.
Мошенничество с изобретением Орфиреуса
Вечные часы из Шо-де-Фона
Perpetuum mobile из Нового Света.
Более современные вечные двигатели.
Возвращение к проблеме вечного движения в космическом веке.
Вечный двигатель — машина, которая никогда не была и не будет построена.
«счастливо изобретенный perpetuum mobile вращается со скоростью пятидесяти оборотов в минуту и при этом поднимает груз весом в сорок фунтов на высоту пяти футов».
Эту лаконичную характеристику изобретатель дополнил собственным «подробным» описанием своего механизма, который он сам называл perpetuum ac per se mobili- «вечно движущийся как бы сам по себе». Сюда же он приобщил и его изображение, по которому, как видно из чертежа ниже, совершенно невозможно понять, какой же именно принцип использовал Орфиреус в своем вечном двигателе.
Само изобретение Орфиреуса и развернувшиеся вокруг него споры вызывали все больший интерес в научных кругах — в 1715 г. об этой машине было даже упомянуто в первом немецком научном журнале «Труды ученых».
Правда, у машины Орфиреуса появились и серьезные противники. Одним из них был дрезденский механик Андреас Гертнер, о котором нам известно, что в свое время он, вместе со знаменитым золотых дел мастером Мельхиором Динглином, также пытался изготовить собственный perpetuum mobile . Очевидно, именно после своих безуспешных опытов Гертнер даже предложил пари на тысячу талеров, что он докажет поддельность вечного двигателя Орфиреуса.
Новый perpetuum mobile привлекал массу любопытных, и находчивый изобретатель стал взимать плату за его демонстрацию он прибил к своей машине кружку, объявив, будто сбор предназначается для благотворительных целей. Магистрат Мерзебурга также усмотрел в этой истории благоприятный повод для пополнения городской казны — на машину был наложен налог в размере 6 пфеннигов «ежедневного акциза», как на вещь, которую выставляют напоказ. Орфиреус страшно обиделся на это решение и даже угрожал, что переедет вместе со своей машиной в другой город.
Значительный интерес к его изобретению проявил польский король Август II. Резко критическое отношение Гертнера к этой машине заставило его самого заняться экспериментами, связанными с проблемой вечного движения: он даже попытался было построить свой собственный perpetuum mobile , правда, ...со скрытым приводным механизмом. По свидетельству, приводимому в «Физическом словаре» Гелера, король изготовил целых три подобных устройства. В двух из них в качестве внешнего, показного привода он использовал традиционные шары, перекатывающиеся по замкнутой спиральной дорожке; настоящий же приводной механизм в виде сильной стальной пружины был скрыт в специальном футляре с искусно замаскированным отверстием для заводного ключа.
Однако самую большую
12 ноября 1717 г. в присутствии лейденского физика Виллема Якобуса Гравезанда и императорского архитектора Эмануэля Фишера из Эрлаха, который в ту пору наблюдал за строительством в Касселе паровой машины, perpetuum mobile был торжественно запущен в специально выделенной для этого комнате замка. Затем комнату заперли и запечатали личной печатью ландграфа. Через две недели, 26 ноября, ландграф в сопровождении своей свиты вошел в бдительно охранявшееся помещение и обнаружил, что колесо вечного двигателя вращается с прежней скоростью. После этого машину остановили, изобретатель тщательно осмотрел ее и опять привел в движение. Когда же через 40 дней, 4 января 1718 г., печать на дверях комнаты снова сломали, колесо все еще продолжало вращаться. В третий раз комнату запечатали на целых два месяца. Однако даже по истечении этого срока комиссию ожидала та же картина, что и раньше: колесо вращалось с «неослабевающей быстротой».
Гравезанд, которому, как и Вольфу, Орфиреус не позволил подробно ознакомиться со своим perpetuum mobile , поначалу занял несколько нерешительную позицию. Хотя в письме Исааку Ньютону от 1721 году он упоминает кассельское колесо, как нечто весьма удивительное, но заслуживающее дальнейшего исследования. Позднее он также несколько раз возвращался к машине Орфиреуса; например, в своем сочинении «О возможности вечного движения», изданном в Гааге в 1727 г., он описывает ее как полое колесо или барабан шириной около 14 дюймов и в 12 футов диаметром. При этом Гравезанда крайне удивляла легкость конструкции колеса, изготовленного из деревянных реек, которые были обтянуты вощеным полотном, скрывавшим внутреннее устройство колеса от посторонних глаз. Барабан был насажен на ось диаметром около 6 дюймов, оканчивавшуюся с обеих сторон железными наконечниками длиной по 3/4 дюйма каждый, на которых эта ось вращалась.
«Я осмотрел ось, — указывал Гравезанд, — и теперь твердо убежден, что снаружи колеса решительно ничто не способствует его движению».
Воодушевленный
Большой интерес к вечному двигателю Орфиреуса проявил также Петр I, который в 1715-1722 гг. через своих подданных вел длительные переговоры с изобретателем о покупке его машины. Петр I , весьма увлекавшийся разными мудреными диковинами и хитроумными устройствами, прослышал о машине Орфиреуса в 1715 г. во время своего путешествия по Европе. Тогда же он поручил известному дипломату А. И. Остерману познакомиться с этим изобретением более подробно. Хотя последнему самой машины увидеть не удалось, он все же прислал царю подробный доклад о ней. Библиотекарь Шумахер, которого Петр I специально командировал в Европу с целью покупки произведений искусства и вообще всяких редкостей для создававшейся в то время петербургской Кунсткамеры, прислал царю детальный отчет о переговорах. В отчете Шумахер сообщал, что Орфиреус готов продать свой вечный двигатель за сто тысяч талеров, потому что «это настоящий perpetuum mobile и никто, кроме как человек злонамеренный, отрицать это не посмеет». В январе 1725 г. Петр I даже готовился к путешествию в Германию, чтобы лично осмотреть удивительный механизм, который его автор гордо называл perpetuum mobile pure artificale quod durantem materiat — вечным двигателем, который способен работать непрерывно, покуда не износится материал, из которого он сделан, однако внезапная смерть русского царя помешала его замыслам.
Что же касается подлинного источника непрерывного движения perpetuum mobile Орфиреуса, то о нем в ту пору было много догадок. Чаще всего высказывалось мнение, что изобретатель приводил свое колесо в ход при помощи скрытого механизма, находившегося в соседнем помещении. Некий Иоганн Георг Борлах, который опубликовал весьма ядовитый памфлет, направленный против машины Орфиреуса, прямо предостерегал доверчивую публику, утверждая, что колесо этого устройства поддерживается в постоянном движении с помощью «софистических веревок и нитей», скрытых от взоров посетителей.
Неясность принципа действия колеса Орфиреуса привлекала все большее число специалистов и просто любопытствующих, которых особенно подстегивала несговорчивость изобретателя, ревностно охранявшего скрытую внутри его машины тайну. Так, если Орфиреусу задавали слишком много вопросов, он сразу объявлял себя больным или даже грозился уничтожить свое детище.
Отметим также, что отношение к perpetuum mobile Орфиреуса было в то время необычайно разнообразным — от язвительнейших памфлетов до поэтических восхвалений, посвященных как личности изобретателя, так и его заслугам. Автором одной из таких панегирических поэм был, например, такой, казалось бы, далекий от науки человек, как главный горный инспектор из Гессена К. Цумбен:
В час добрый!
В глубинах недр земных таились от людей
Большие залежи бесценного металла.
Подземная вода на страже их стояла,
И этой стражи нет ни крепче, ни верней.
Мы не могли добыть богатую руду:
Над тем, чтоб отвести мешающие воды,
Искусных мастеров полк бился долги годы,
Но был упорный труд с удачей не в ладу.
Но вот Орфир свою машину сотворил —
Не свыше ль на него слетело вдохновенье?
—
Он непрестанного открыл секрет движенья,
Всесильный двигатель он словно оживил.
Теперь нам нипочем тяжелый прежде труд,
Мы воду отведем орфировой машиной —
И руды потекут из залежи глубинной,
Рекой в сокровищницы наши потекут.
Теперь свое добро добром отдаст Земля,
Остались позади опасности и муки.
Орфиру гимн поют ремесла и науки,
И вторят радостно и реки, и поля,
И горы, и леса, и славит целый мир
Заслуженные им несметные доходы.
Умолкни, голос мой, пред гласом всей Природы
Иль повтори за ним восторженно: Орфир,
В час добрый!
О том, что подозрения о скрытом механизме, тайно приводящем в движение perpetuum mobile Орфиреуса, имели под собой некую достаточно правдивую основу, свидетельствует продолжение истории доктора Орфира, как он сам чаще всего называл себя в последние годы жизни. Оказалось, что таинственным источником энергии, который поддерживал вращение колеса в течение целых недель, были брат и служанка изобретателя — они приводили машину в движение из соседней комнаты. В замке же Вайсенштайн машину раскручивали прямо из спальни Орфиреуса. При этом за каждый час вращения колеса вечного двигателя изобретатель платил своим помощникам по 2 гроша. Однако брату такое утомительное занятие вскоре просто наскучило, и он сбежал, а служанка никак не могла одна вынести всей тяжести доверенной ей тайны и совладать со страхом перед последствиями, если обман вдруг раскроется. Якобы именно поэтому она и выдала секрет механизма Орфиреуса, хотя незадолго перед тем, испугавшись угроз своего хозяина, написала под его диктовку и собственноручно подписала следующую длинную и обстоятельную клятву о вечном молчании — клятву, по всей видимости, не имеющую себе подобной в истории техники:
«Я, Анна Розина Мауэрсбергер, перед богом всемогущим приношу эту кровную присягу вам, моему господину Иоганну Элиасу Орфиру. Клянусь верой и правдой перед триединым богом, что от сей минуты и до самой моей смерти, во веки веков, о вас, моем настоящем господине, что стоит здесь предо мною, я не буду никому ни говорить, ни писать, ни показывать ничего дурного и что ни одному живому существу не выдам, не расскажу и не опишу ничего из известного мне о ваших деяниях, искусстве и тайнах. Но все, что я знаю и что тайного у вас видела или слышала, буду таить в себе, как вы от меня того требуете и желаете. Я свято и торжественно клянусь раз и навсегда перед богом всемогущим, что больше никогда никому не расскажу и не открою ничего о ваших делах, машинах и тайнах, как я однажды это сделала перед фрейлейн. От всего сердца я раскаиваюсь в том, что сделала, хотя ничего путно я об этом и не знала. Поэтому да простится мне — больше такого уж никогда не случится — и да буду я проклята перед богом и людьми, перед земным и вечным судом, если я сознательно и по собственной воле расскажу кому-нибудь о вас, ваших тайнах, искусстве или делах, или причиню вам посрамление, или опорочу ваше имя, честь или жизнь, или что-нибудь плохое о вас опять скажу, напишу или покажу, или подам кому-нибудь повод причинить вам зло. Я клянусь, что при всякой возможности в вашем доме или в каком другом месте буду говорить, писать или свидетельствовать о вас самое лучшее. А если я эту клятву нарушу, или лукаво ее истолкую, или разными способами потщусь преступить ее, то пусть бог сподобит душу мою смерти вечной и не удостоит меня своей божьей милости, и пусть буду я, негодная, предана проклятию на веки вечные. Аминь. Проклята я буду, если эту клятву нарушу, блаженна, если ее сдержу. Я клянусь, что сдержу свою клятву и никогда ее не нарушу. Даю сию присягу в здравом уме, от всей души, свободно и без принуждения, скрепляю ее устами, рукой и сердцем, я, Анна Розина Мауэрсбергер, — вам, Иоганну Элиасу Орфиру, моему господину. Аминь. Аминь».
Но даже такая страшная клятва, конечно, не помешала служанке выболтать, как обстояло дело. Вся эта история получила широкую огласку, и тем самым эпопея с «удивительным изобретением доктора Орфира» окончательно завершилась, Орфиреусу лично благодаря своему красноречию и присутствию духа удалось кое-как оправдаться, причем он даже сумел сохранить при этом расположение своего покровителя. Правда, хотя судьба отнеслась к Бесслеру-Орфиреусу сравнительно мягко, он прекрасно понимал, что с помощью вечного двигателя он уже не сумеет обеспечить себе благополучную и безбедную жизнь. Однако, занявшись другими изобретениями, Орфиреус так и не добился сколько-нибудь значительных успехов. Когда ландграф Карл умер, незадачливый изобретатель perpetuum mobile был почти предан забвению. Смерть же самого Элиаса Бесслера-Орфиреуса в 1745 г. положила конец этому знаменитому обману и навсегда отодвинула его в историю perpetuum mobile .
Нелегко пришлось в ту пору и некоторым научным авторитетам, принимавшим участие в оценке изобретения Бесслера. Среди них оказался и ставший жертвой собственной доверчивости Гравезанд. Однако, не желая признаваться в своей ошибке, он все же писал об этом так:
«Я прекрасно знаю, что Орфиреус сумасшедший, но не верю, что он мошенник. Я никогда не был твердо уверен, является ли его машина обманом или нет, но одно я знаю так твердо, как ничто другое на свете: если служанка говорит то, что было указано выше, то она лжет».
Прошедшие с тех пор годы так и не смогли до конца искоренить последние остатки веры в подлинность вечного двигателя Орфиреуса. Так, почти двести лет спустя, в книге Р.Т. Гулда «Чудеса, или Книга необъясненных фактов», изданной в 1928 г., о кассельском колесе говорится буквально следующее:
«О самодвижущемся характере колеса
Орфиреуса существуют знаменательные
и весьма убедительные свидетельства,
подписанные известнейшими
Прошло около ста лет с того момента, когда в стенах жилища Орфиреуса в Гере народился его первый вечный двигатель. В это время в маленьком швейцарском городке Шо-де-Фоне стали усиленно распространяться слухи о необыкновенных маятниковых часах, механизм которых якобы приводился в действие с помощью вечного двигателя. Эти разговоры вызывали большой интерес у жителей городка, поскольку в ту пору даже обычный часовой механизм представлял собой, по мнению обывателя, если уж не чудо техники, то по крайней мере нечто невообразимо сложное и удивительное. В этих же часах, кроме того, что они показывали часы и минуты, на циферблате имелась даже секундная шкала, а также специальный механизм для наглядного изображения хода так называемого «часового уравнения», описывавшего зависимость между средним и истинным солнечным временем. Самодвижущийся механизм, будто бы приводивший в движение хронометрическое устройство, представлял собой большое латунное колесо диаметром 45,8 см, вращавшееся на горизонтальном валу. По периметру колеса на равных расстояниях друг от друга было укреплено 39 одинаковых пустотелых цилиндров, которые при вращении колеса могли откидываться. На каждом штифте, вокруг которого вращался соответствующий цилиндр, одновременно укреплялось по два длинных рычага с плавным изгибом на верхнем конце. Искривленные грани рычагов были снабжены тремя пальцевыми зубьями. Таких внешне весьма замысловатых элементов по окружности колеса было также 39. Все они предназначались для того, чтобы обеспечить своевременное откидывание и обратное движение к ободу латунных цилиндров, выполнявших здесь ту же функцию, что и молоточки в машине Вийяра д'Оннекура. В стойках, которые несли подшипники вала рабочего колеса, сверху и снизу были укреплены стальные шпильки, число которых соответствовало количеству зубьев на дужках рычагов. При вращении зубья рычага оказавшегося в горизонтальном положении цилиндра наталкивались на верхние шпильки и ставили цилиндр вертикально. Кроме того, на стальном валу главного колеса укреплялось еще одно зубчатое колесо, которое — как и у обычных часов, приводимых в действие пружиной или противовесом, — являлось компонентом передаточного звена, переносившего «двигательную силу» с самодвижущего устройства непосредственно на колесный механизм часов. Сами маятниковые часы, использовавшиеся Гайзером — автором этого perpetuum mobile , имели анкерный ход и секундный решетчатый маятник с амплитудой качаний около 1°30'. При этом нигде не было заметно ни малейшего следа какого-нибудь скрытого механизма, который мог бы тайно приводить в движение ведущий элемент, т.е. колесо этого вечного двигателя. Впрочем, было и в самом деле совершенно невозможно скрыть в тонких латунных столбиках какой бы то ни было приводной механизм, который позволял бы поддерживать непрерывное вращение такого большого и сравнительно тяжелого колеса. Именно поэтому никто из окружающих совершенно не сомневался в подлинности гайзеровского perpetuum mobile .