светил. Высказывалась даже мысль, что именно механизм Архимеда был найден среди обломков
затонувшего корабля.
Похоже, календари, с зубчатыми колесами, правда, менее сложные, были известны примерно с 1050
г. н.э. и в исламском мире. Один из таких календарей, сконструированный астрономом Абу Саидом
аль-Сиджи, показывал фазы Луны и движение Солнца по отношению к знакам зодиака. Такие
приборы были предшественниками астрономических часов в средневековой Европе.
Профессор де Солла Прайс считает, что антикитирское открытие изменит наше представление о
древнегреческой технологии. Люди, которые сделали этот прибор, могли бы построить почти все, что
желали. У них была техника, но она не сохранилась в отличие от огромных мраморных зданий,
скульптур и постоянно переписывавшихся литературных трудов о высокой культуре.
Только благодаря случайно найденным мелким предметам, таким как удивительный прибор с
корабля, затонувшего у Антикитиры, и поразительным образом уцелевшим трудам Герона и других
эллинских ученых, мы можем составить представление об инженерном искусстве золотого века.
Герон Александрийский был одержим страстью к различным приспособлениям и автоматическим
механизмам. Кроме первого парового двигателя Герон сконструировал механические кукольные
театры, пожарную машину, одометр, самонаполнявшуюся масляную лампу, новый вид шприца,
топографический прибор, похожий на современный теодолит, водяной орган, орган, звучавший при
работе ветряной мельницы, и др.
Его работающий при опускании денег автомат, как и многое другие из его чудес, предназначался для
использования в храмах. Идея механизма заключалась в том, что верующему следовало опустить 5-
драхмовую бронзовую монету в щель и взамен получить немного воды для ритуального омовения
лица и рук перед входом в храм. В конце дня жрицы могли забрать из автомата пожертвования.
Нечто подобное делается в некоторых современных римских католических соборах, где люди
опускают мелочь в автоматы, чтобы зажглись электрические свечи.
Древний аппарат работал следующим образом. Монетка падала в небольшую чашечку, которая
подвешивалась к одному концу тщательно отбалансированного коромысла. Под ее тяжестью
поднимался другой конец коромысла, открывал клапан, и святая вода вытекала наружу Как только
чашечка опускалась, монетка соскальзывала вниз, край коромысла с чашечкой поднимался, а другой
опускался, перекрывая клапан и отключая воду.
Остроумный механизм Герона, возможно, был отчасти навеян идеей устройства, изобретенного
тремя столетиями раньше Филоном Византийским. Это был сосуд со встроенным внутрь довольно
загадочным механизмом, позволявшим гостям омыть руки. Над водопроводной трубой была
вырезана рука, державшая шар из пемзы. Когда гость брал его, чтобы вымыть руки перед обедом,
62
механическая рука исчезала внутри механизма и из трубы текла вода. Через какое-то время вода
переставала течь и появлялась механическая рука с новым куском пемзы, приготовленным для гостя.
К сожалению, Филон не оставил детального описания, как работало это исключительное
механическое чудо, однако оно, по-видимому, было основано на тех же принципах, что и автомат.
Около 2000 лет назад Герон изобрел для храмов египетского города Александрии автоматически
открывающиеся двери. Кроме того, Герон был еще и специалистом по организации публичных
зрелищ. Его конструкция автоматических дверей для храма была подарком египетским жрецам,
которые столетиями использовали механические или иные чудеса, чтобы укрепить свою власть и
престиж.
Применив относительно простые принципы механики, Герон изобрел устройство, при помощи
которого словно невидимыми руками открывались двери небольшого храма, когда жрец зажигал
огонь на жертвеннике напротив него.В скрытом под жертвенником металлическом шаре огонь
нагревал воздух. Тот, расширяясь, проталкивал воду через сифон в огромную бадью. Последняя была
подвешена на цепях системы весов и шкивов, которые поворачивали двери на их осях, когда бадья
становилась тяжелее. Когда огонь на жертвеннике угасал, происходила еще одна удивительная вещь.
В результате быстрого охлаждения воздуха в шаре вода засасывалась в сифон другим путем.
Опустевшая бадья возвращалась вверх, приводя в обратное движение систему шкивов, и двери
торжественно закрывались. Другая конструкция, описанная в трудах Герона, — рожок, звучавший
при открытии дверей храма. Он играл роль дверного звонка и сигнала тревоги при взломе.
Несомненно, система автоматических дверей, описанных Героном, действительно использовалась в
египетских храмах и, возможно, где-нибудь в грекоримском мире. Сам изобретатель мимоходом
ссылался на альтернативную систему, использованную другими инженерами: «Некоторые из них
вместо воды применяют ртуть, так как она тяжелее и легко разъединяется огнем». Что означало у
Герона слово, переводимое как «разъединяется», пока неизвестно, однако применение ртути вместо
воды в механизмах, похожих на конструкцию Герона, конечно же, делало их более эффективными.
Фрагменты астрономических часов, найденные на затонувшем корабле у о. Антикитира
Металлические части автоматических дверей Герона (цепи, шкивы, емкости и приспособления для
прекрасно вращавшихся дверей), очевидно, были украдены сотни лет назад. Герон Александрийский
изобрел первый работающий паровой двигатель и назвал его «ветряной шар». Его конструкция
предельно проста. Широкий свинцовый котел с водой помещали над источником тепла, например,
горящим древесным углем. По мере закипания воды в двух трубах, в центре которых вращался шар,
поднимался пар. Струи пара били через два отверстия в шаре, заставляя его вращаться с большой
скоростью. Такой же принцип лежит в основе современного реактивного движения. Могли паровой
двигатель использоваться в практических целях? Чтобы найти ответ на этот вопрос, специалист по
античности доктор Дж. Г Лэнделс из университета в Рединге с помощью специалистов инженерного
факультета сделал точную рабочую модель устройства Герона. Он обнаружил, что она развивала
большую скорость вращения — не менее 1500 оборотов в минуту: «Шар устройства Герона,
возможно, был самым быстровращающимся предметом его времени». Тем не менее, у Лэнделса
возникли трудности при подгонке соединений между вращающимся шаром и паровой трубой, что не
позволяло сделать приспособление эффективным. Свободный шарнир позволял шару быстрее
вращаться, но тогда быстро улетучивался пар; тугой шарнир означал, что энергия расходовалась на
преодоление трения. Пойдя на компромисс, Лэнделс посчитал, что эффективность механизма
Герона, возможно, была ниже одного процента. Поэтому, чтобы произвести одну десятую долю
лошадиной силы (силу одного человека), понадобился бы довольно большой агрегат, потреблявший
огромное количество горючего. Энергии бы тратилось на это больше, чем мог произвести сам
63
механизм. Герону под силу было изобрести более эффективный способ использования энергии пара.
Как отмечал Лэнделс, все необходимые элементы для эффективного парового двигателя найдены в
устройствах, описанных этим древним инженером. Его современники сделали цилиндры и поршни с
чрезвычайно высоким коэффициентом полезного действия, которые Герон использовал в
конструкции водяного насоса для тушения пожара. Подходящий механизм с клапанами для парового
двигателя найден в его конструкции водяного фонтана, работавшего на сжатом воздухе. Его
механизм похож на современный опрыскиватель от насекомых. Он состоял из круглой бронзовой
камеры, которая была совершеннее свинцового котла в его паровом двигателе, так как могла
выдерживать высокие давления. Герону или любому его современнику не составило бы труда
скомбинировать все эти элементы (бойлер, клапаны, поршень и цилиндр), чтобы сделать
работоспособный паровой двигатель. Утверждали даже, что Герон пошел в своих опытах дальше,
собрав необходимые элементы в эффективный паровой двигатель, но то ли погиб при испытании, то
ли оставил эту затею. Ни одно из этих предположений не обосновано. Вероятнее всего, из-за
занятости он не смог реализовать эту идею.
Каменная жизнь
Советский геохимик и минеролог Александр Евгеньевич Ферсман (1883-1945), вернувшись из
экспедиции в Среднюю Азию, в одной из своих научных публикаций допустил высказывание,
вызвавшее улыбки его коллег-академиков. Действительно, подлежит ли серьезному обсуждению
вопрос о том, что всякий камень – живая, чуть ли не мыслящая субстанция? Отстаивать столь
экзотическую точку зрения ученый не решился, сказал, что пошутил. Но допустимы ли вольности в
серьезных экспедиционных отчетах? Они, конечно же, неуместны. Но слово молвленное не вернешь.
Поэтому самое время обратиться к фактам, не ускользнувшим от внимания минеролога, давшим ему
повод назвать и сапфир, и булыжник сущностями, переполненными иножизненными энергиями,
выказывающими свой нрав – самопроизвольные передвижения, мертвые прилипания к местам
нахождения, перелеты и другие «фокусы», иногда предвещающие трагические события.
Один из лазов, ведущий в керченские каменоломни Крыма, чуть ли не 300 лет преграждал огромный
валун изумительного красно-розового цвета с белоснежными опоясывающими полосами. Местные
жители – греки – считали камень домом злого духа, обходили стороной. Потому, когда 21 июня 1941
года валун ножом бульдозера сдвинули с места, вознамерившись использовать его в качестве
надгробия на братской могиле героев Гражданской войны, народ возроптал: «Духа прогневили, быть
беде!» Беда, впрочем, помедлила, явив чудеса. Все до единого мелкие и средней величины камни в
окружности 150 метров начали хаотичное, подстать броуновскому, движение. Самовольно принялся
звонить колокол-колотуша, используемый для побудки артельных рабочих. На складах ближайшей
воинской части взорвались три ящика с патронами. Минул час, и красно-розовый гигант, встав как
вкопанный, угомонился. Ненадолго. На следующий день началась Великая Отечественная война. И,
что любопытно, валун продолжал чудить, поджигая траву и утюжа кустарник, пока врага не изгнали.
В начале пятидесятых годов красавец монолит все же был распилен и использован для отделочных
работ. Все прошло спокойно, без признаков чертовщины, чего не скажешь о событиях второй
половины XVIII века в усадьбе Кусково, принадлежащей обер-камергеру императорского двора
графу Н.П.Шереметеву (1751-1809). Вот что о «гульбе злобного каменюки» рассказывал крепостной
архитектор Ф.С.Аргунов.
64
«Там, где приготовлялась заливка пруда, находился превеликих объемов камень, на котором,
использовав как основание, было решено устроить чисто струганную, без покрытий красками,
часовенку. Камень надобно было изъять из котлована, выправить, чтобы трудиться на нем. Как ни
тужились шесть лошадей, запряженных цугом, не сдвинули удальца. Ежели камень малость качался,
под ним и напригорье вспыхивала огнем трава, земли бугрились, дальний большой пруд выливался
из берегов, покрывая псарню и пять домов челяди. Изумленный десятник Илья Покровских возопил:
«Черт бы тебя забрал совсем!» Вода отошла, травяное горение остановилось. Чертовский каменюка
изошел трещинами, сделавшись материалом, пригодным для устроения основания. Часовню, где
людской погост, на нем срубили. Освятить не успели. На Покрова та часовня испепелилась,
занявшись пламенями снизу. Что ж, иной камень, возлюбивший покой, не двигай, дабы лихо
обошло».
Сколько угодно и где угодно камней, «обожающих» движение. На территории Казахстана, недалеко
от Семипалатинска, есть обширный отрезок лесостепи, исстари называемый Бродячее Поле.
Здешние округлые валуны, почему-то только в зимние месяцы, затевают бега в разные стороны,
пропахивая волнистые рваные борозды.
В 1832 году торговец солью, мещанин Иван Троицкий имел возможность наблюдать за развитием
феномена. В письме, отправленном брату Кириллу в Омск, он пишет: «Камни не перекатываются.
Бегут, ползут одним боком, разбрасывая заметные даже при солнце снопы искр. Камни сносно
вспахивают, не засевая. Оттого на плеши, где они резвятся, ничего не произрастает. Серый воздух
окутывает их. Дышится на поле легче, нежели окрест. Душу при том гнетет, тоска накатывает. Скорее
бы в седло, да оттудова!».
Впечатления солеторговца Ивана Троицкого неотличимы от того, что пережил в конце XVII века
дьякон переславской Семеновской церкви Антоний Петрушев, безуспешно пытавшийся утихомирить
Синь-камень, не дававший покоя православному люду тем, что, закопанный глубоко, да еще
придавленный земляным, курганом, он то безмятежно спал по полгода, то вдруг выстреливал из
кургана, как пушечное ядро.
Зимой, когда везли на санях через Плещеево озеро, камень с саней сорвался, раскалился докрасна,
растопив лед, ушел на дно. Рыбаки в ясную погоду видели камень под водой. Медленно, но верно он
двигался к берегу. Через 50 лет вернулся на прежнее место – продуваемый всеми ветрами пригорок.
Больше камень не шалил – ведь его не тревожили.
Зато проявлял и по сей день проявляет агрессивность его дальневосточный собрат – полуторатонный
валун, со времен сотворения мира окопавшийся на западной оконечности озера Болонь. «Чего этот
кудесник только не выделывает, – восхищается российский геолог Я.А.Скрыпник. – То лежит
неподвижно, то принимается подпрыгивать, то медленно тащится по тропинке, то продирается
сквозь камыши. Похожий на древнюю замшелую черепаху, зовет задуматься – не разумен ли?»
Российских ученых, к сожалению, не трогают нравы каменного мира. Иное дело – китайские
геофизики. Взяв за рабочую гипотезу то, что нетипичное поведение валунов да булыжников,
очевидно, связано с выбросами сильнейших гравитационных и антигравитационных энергий
геопатогенных разломов, они, вооружившись всеслышащей и всевидящей аппаратурой, отправились
в Тибет, где разбили лагерь близ древнейшего Северного монастыря, монахи которого вот уже
полтора тысячелетия составляют жизнеописание так называемого Камня Будды. На камне, по
преданию, отпечатались его ладони. Весит эта святыня 1100 килограммов. Поднимается на гору
высотой 2565 метров и спускается с нее по спиралевидной траектории, в верхних и нижних точках
65
прочерчивая круги. Каждый подъемо-спуск точно укладывается в 16 лет. Кружения вокруг горы и на
вершине занимают половину столетия.
Ученые КНР с помощью лазерных дальномеров, акустических, сейсмических датчиков, приборов
ночного видения установили, что визуально движение валуна заметить невозможно. Тем не менее,
максимальная скорость, развиваемая им, достигает трети километра в час. Ползущий камень
окутывает слабое свечение. Слышны также звуки низкой тональности, что-то вроде
нечленораздельного старческого бормотания.
Окончательные выводы, сделанные группой китайских исследователей, созвучны давней,
выдвинутой А.Е.Ферсманом, гипотезе. Ученые предполагают, что подвижные каменные структуры –
проявление силициумной или кремниевой форм жизни. Вместе с тем валуны и глыбы
активизируются, начинают выказывать себя там, где постоянно собираются люди, страстно
желающие одного и того же. Частотные спектры сверхслабого излучения подсознания, накладываясь
на частотные спектры сверхслабого излучения кремниевых включений камней, входят в резонанс,
генерируя ощутимые кинетические энергии. Наше групповое подсознание, независимо от нашей
воли, как бы подшучивает над нами. Каменные организмы, возраст которых зашкаливает за
миллионы, даже миллиарды лет, образно говоря, начинают вести себя как разогретый воск, на
котором отпечатываются подсознательные желания людей. Интригует, завораживает! На основе
синхронизации энергий аномальных камней и энергий суммарного подсознания тибетских монахов
китайские ученые пытаются реализовать фантастический проект – зрительно создавать события
прошлого и настоящего.
Механика древних
Первое упоминание о вечном двигателе относится лишь к 1150 г. Но означает ли это, что античная
наука, и в частности механика, не интересовалась проблемой вечного движения? Можно ответить на
этот вопрос бросив беглый взгляд на античное общество, на законы, по которым оно развивалось, а
также на практику использования им орудий труда и инженерных знаний при постройке разного
рода машин.
Вечное движение являлось одной из тех традиционных проблем, которым в связи с исследованием
физических явлений в окружающей жизни греческая философия уделяла много внимания. Один
пример. Пифагорейцы, как и древние греки вообще, были буквально очарованы кругом. Они
считали, что по круговым траекториям движутся не только небесные тела, но и человеческие души.
Но в отличие от нежных тел, которые движутся по идеальным окружностям, а потому движение их
вечно, человек не способен «проследить начало и конец своей дороги» и тем самым осужден
судьбой на смерть.
При исследований условий, определяющих круговое движение тел, греки пришли к выводам, даже
теоретически исключающим всякую возможность существования на Земле искусственно созданного
вечного движения, а следовательно, и вечного двигателя. С их точки зрения, движение тел на Земле
ускоряется по направлению к ее центру. Правда, эти тела, если их застаешь, могут перемещаться и по
круговым траекториям, однако это движение не будет «совершенным». О телах, движение которых
было бы действительно круговым, Аристотель говорит, что они не могут быть ни тяжелыми, ни
легкими, так как эти тела «не способны приближаться к центру или удаляться от него естественным
66
или вынужденным образом». Такому условию, однако, удовлетворяют только небесные тела. Это
заключение привело далее Аристотеля к выводу, что движение космоса есть мера всех других
движений, поскольку только оно одно является постоянным, неизменным и вечным.
Основные представления о значении слова «машина» точно выражает определение, данное
знаменитым римским архитектором Витрувием:«Машина есть взаимно связанное соединение
деревянных частей, обеспечивающее наибольшую выгоду при поднятии тяжестей. Она приводится в
действие искусственно, а именно круговым движением».
Это слишком упрощенное представление античного мира об устройстве машины и ее назначении
трактуется значительно шире в более раннем сочинении «Механические проблемы»,
приписываемом Аристотелю . В частности, автор этого труда перечисляет и описывает целый ряд
простых и сложных механизмов, используемых механикой того времени, а именно: рычаг,
колодезный журавль с противовесом, равноплечие весы, неравноплечие весы — безмен, клещи,
клин, топор, кривошип, каток, колесо, блок, полиспаст, гончарный круг, пращу, руль, металлические
или каменные колеса во взаимно противоположном вращении (под этим, вероятно, имелись в виду
зубчатые колеса в зацеплении). Из этого перечня видно, что основными конструктивными
элементами античных машин являлись простые механизмы: рычаг, клин, наклонная плоскость,
колесо и блок. Более древним египетским механикам были известны только рычаг, клин, полиспаст
и, возможно, наклонная плоскость.
Главным и чаще всего используемым механизмом был рычаг, изобретение которого приписывается
Кинирасу Кипрскому. Теоретической разработкой соотношений между силами, действующими на
плечи рычага, занимался Аристотель, а магматическую формулировку этих зависимостей вместе с
описанием многочисленных практических примеров предложил Архимед. Первое применение
рычага как основного структурного элемента точных механизмов разнообразных автоматов по праву
приписывается Герону Александрийскому, так же как Периклу — первое использование его в боевой
машине, которую, согласно Диодору, впервые построил механик Артемон при осаде Самоса в 439 г.
до н.э. До конца еще не выяснен и вопрос об использовании наклонной плоскости при строительстве
пирамид в III тысячелетии до н.э. Ее бесспорное влияние заметно, однако, у архимедова винта,
первоначально служившего исключительно для поднятия воды, а позднее применявшегося в прессах
для получения оливкового масла. Блоки использовали уже ассирийцы, а также, по-видимому, и
египтяне. Вместе с тем уже Герон Александрийский прибегал к объединению нескольких блоков
различного диаметра, в результате чего менялась быстрота движения фигур в его автоматах. Из
блока же возник и полиспаст, который нашел самое широкое применение в технике римлян.
К наиболее древним и чаще всего использовавшимся простым механизмам относится также клин,
известный уже у очень старых культур, прежде всего в форме примитивных инструментов — долота и
топора, а позднее в качестве вспомогательного элемента при поднятии тяжестей. Колесо в своем
первоначальном виде было призвано служить для замены трения скольжения трением качения при
транспортировке крупных и тяжелых грузов. Первоначальные круглые деревянные пластины у
первых телег в скором времени превратились в колеса с ободом, которые египтяне, греки, римляне и
персы устанавливали на своих одноосных и двухосных повозках. Очень важное применение этот
элемент нашел и в качестве педального колеса и колеса с конным приводом. По существу конный
привод сделался важнейшей составной частью двигателей различного рода мельниц, в том числе
водяных, в то время как основное назначение педального колеса, по Филону Византийскому,
состояло в использовании его для привода водяных насосов и поднятия тяжестей.
|