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趣味物理学
1.6.10 4.10 彼得一世时期的永动机
4.10 彼得一世时期的永动机

另一个关于永动机的记录之所以能保留下来可以说完全因为它吸引了彼得一世的极大兴趣。1715~1722年间,彼得一世想获得一名德国发明家发明的一台永动机。这名发明家叫奥尔费列斯,当时因制造出了“永动的轮子”而世界闻名。他想把这项伟大的发明高价出售给俄国沙皇。当时沙皇彼得一世派图书管理员舒马赫到西方各国收集各种奇珍异宝。于是舒马赫就把他与奥尔费列斯教授关于这台永动机的谈判详情转达给了沙皇。

德国发明家奥尔费列斯要求俄方支付10 000耶费马克(十六七世纪在俄国流通的一种德国银币),而他就立即会提供这套机器。

事后舒马赫说,德国发明家曾一再向他保证他发明这台永动机的真实性、可靠性,并说即便有些恶意中伤之徒一再宣称永远也不可能制造出永动机,可这些人也不能证明他的这台机器是错误的。

为了亲眼看见这台令他向往已久的机器,1725年1月,彼得一世决定去德国访问,顺便亲自看一看它。可惜的是,死亡之神夺去了这位沙皇的生命,使他没能实现心中美好的愿望。

那么这名神秘的德国发明家到底是什么人?他发明的永动机到底是一台什么样的机器?我们在此逐步揭开他神秘的面纱。

奥尔费列斯,其原姓氏是巴斯勒,1680年生于德国,曾研究过神学、医学和绘画,最后选择了从事永动机的研究。不过相比于那些忙碌一生、空耗一生心血的众多发明者来说,他可以说是这个领域最成功最出名的人物。直到1745年离开人世,他一直活在荣誉的光环下,并享受着发明永动机带来的巨额财富。

图4-11是摘自一本古书中介绍奥尔费列斯发明的永动机的具体图样,是这台永动机1714年刚被制造出来的模样。图中有一个大转轮,它不仅能自己转动,还能将一些重物提起,送到某一高处。

图4-11 奥尔费列斯发明制造的“能自动转动的轮子”。它是彼得一世梦寐以求却一生未见的“永动”装置(该画来源于一本古书)

自从发明家在公开场合展示了这台永动机之后,从那一刻起,有关这台“奇迹的发明”的机器传遍了德国的每一个角落。而奥尔费列斯也因此获得强有力的支持,波兰国王对他产生了极大的兴趣,而黑森·卡塞尔伯爵为了支持他顺利地从事研究工作,还特地将自己的城堡赐予这位发明家。

在获得大力支持的情况下,1717年12月12日,一台与实验室混合在一起的大型永动机问世了。从一开始,这间装有永动机的房间就被锁了起来,唯一进出的大门还有两名士兵看守。一连14天,大门没有被打开过,也就是说没有人进入这间装有神秘机器的房间。在12月26日这天,禁令被解除,伯爵才带着侍卫打开大门进入房间。他们惊奇地发现,那台机器还不紧不慢地以原有的速度在转动……他们还发现,即使用东西阻止它运转,只要阻止物一移去,它又会恢复转动。就在伯爵和侍卫参观完后,出来时,伯爵命令重新锁住大门。这回大门锁了近40天,直到1718年2月4日,禁令才解除。考察这台机器的监察委员们进去观察机器时,发现轮子还在转动。

不用说,伯爵对考察结果相当满意。随后,第三次考察也顺利完成了,在房间大门被锁了两个多月后,也就是禁令期过后,打开大门时,人们发现轮子依然如当初一样的速度在转动!

这台机器让伯爵喜不自胜,他特地赐予发明家奥尔费列斯发明永动机的官方证明。证明的全文如下:永动机转速每分钟50圈,能将1.6千克的物体提高到1.5米处,同时能拉动锻造风箱和带动锻造机床工作。凭着这张官方证明,奥尔费列斯可以周游欧洲各地。如果他同意把这台机器卖给彼得一世的话,他获得的收入可能远超100 000卢布。

这台神奇的永动机发明出来后,便以令人吃惊的速度传遍整个德国,继而传到欧洲各国,当然不久就传到了沙皇彼得一世的耳中。这位极其贪念奇珍异宝的沙皇立即对它表达了空前的兴趣。

早在1715年,彼得一世到欧洲各国访问时,就对奥尔费列斯教授当时发明的“永动的轮子”就极感兴趣。他还特地派外交大臣奥斯捷尔去调查、考证这项发明,随后发出立即购买这台永动机的指示,尽管他一直没看到这台机器的庐山真面目。彼得一世还特地向奥尔费列斯发出邀请,请这位天才的发明家到俄国效力,据说还派遣哲学家赫里斯基·沃尔夫(俄国著名科学家罗蒙诺索夫的老师)询问他的意见呢。

因为这项“天才”的发明,这位“著名”的发明家在当时获得了人们极高的赞誉和得天独厚的恩宠。许多诗人不吝赞美之词,纷纷为他撰写赞歌以纪念这“伟大的轮子”。不过,当时已有人怀疑这个精巧的骗局,并纷纷发表自己的不满。一些勇敢者公开站了出来,指责奥尔费列斯的欺骗行为,甚至还有人悬赏1000马克寻找证人揭穿它。我们在当时关于对这一骗局的抨击文章中发现了这样一张图,见图4-12。看了这张图后,我们就会恍然大悟,原来所谓的永动机竟然有人一直在机器背后拉动绳子,以维持它的运行。按照揭露者的说法:这根不起眼的绳子极其巧妙绕在轮轴上,它的位置很隐蔽,如果观察者不细分析这套机器的结构就很难发现,而绳子后面当然有人在拉动。

这个精巧的骗局最终还是被人揭穿了。然而事情却很偶然。这位教授曾把这台机器的秘密告诉过他的妻子,不幸的是,他与妻子发生了一次很大的争吵,一气之下,这位妻子抖出了这个秘密。如果不是因为这件不幸的事发生,也许奥尔费列斯的骗局还会欺骗世人多年,还要让人们不断地争论这个所谓的“奇迹”。这台所谓的永动机之所以能转动,就是因为有人一直在拉动那根极其隐蔽的绳子,而拉绳子者正是发明家的弟弟和仆人,揭露者说。

图4-12 原来有人在拉动轮子,这就是奥尔费列斯的永动机的秘密(来源于一本古书)

骗局被揭穿后,“天才”发明家遭到了人们的唾弃,尽管一直到死,他都坚称是他的妻子和仆人因为报复他才故意这么做的。但任凭他如何辩解,人们对他已不再信任、不再尊敬。事后,他还一再地向彼得一世的使臣舒马赫解释人们对他侮蔑和报复,并说“世界上到处是那些顽固不化、始终坚信不可能的恶人”。但这一切,如今已是徒劳了。

有趣的是,在彼得一世时期,还有一台比较著名的永动机。它的发明者叫格特涅尔。对于这一杰作,舒马赫曾如实记录它运行的情形:“在德累斯顿,我有幸见到格特涅尔先生的杰作‘Perpetuum mobile’的设计草图。整个机器像一个巨大的磨刀石,内面装满了沙子。它能不断地前后移动,不过移动的幅度很小,发明家再三解释说,它的运动幅度不能太大。”不用多说,这台永动机没法达到“永动”的目的,它充其量不过是一个构思精妙的隐藏某种机关的机械装置而已。舒马赫曾在给彼得一世的信中特阐明了对这类机器的看法,“不管这些机器被鼓吹得如何神奇、如何惟妙惟肖,在英国和法国的学者眼里,它们不值一顾,因为他们知道这些东西违背了最基本的数学规律。”舒马赫的见解是多么正确啊!

【注释】

[1]从性质上来说,这两种力量没有什么区别。

[2]这里涉及了杠杆原理或者说力矩定律了。