Кулибин прекрасно знал, что думают о «вечном двигателе» ученые. Он всегда раздражался, когда начинали приводить авторитетные мнения этих ученых. Пятериков-сын говорит, что Кулибин «даже не любил слушать, когда кто-нибудь советовал оставить это. По этому поводу и отец мой всегда, впрочем, пользовавшийся его приязнью и искренним расположением, нередко навлекал на себя его неудовольствие». По-видимому, Кулибин полагал, что такое изобретение по плечу лишь гигантам технической мысли, а тем более, что многое считавшееся раньше невозможным со временем было преодолено. Это всегда и подбодряло Кулибина. Он страстно верил в безграничность человеческого разума. Вот что он пишет в своем прошении к царю, ссылаясь, между прочим, на Эйлера, который разделял его увлечение:

«Сей же муж почитался тогда ученостью во всей Европе первым, и в пример его мнения по нынешнее время открылось в свете много таких способов, кои были бы прежде открытия их почтены за невозможные, как-то: Монгольфьеровы шары для воздушных путешественников; способ летать по воздуху на крыльях; мог ли кто почесть возможным силу огнестрельного пороха прежде его открытия в свете, и мог ли бы кто поверить прежде открытия электрической силы удивительным ее действиям? Даже уж собственных моих изобретений — известные в публике зеркальные фонари от одной только свечи увеличают свет в тысячу раз и более того, который от простой свечи без зеркала обыкновенным образом происходит, и сие самое служит близким примером для тех ученых, кои думают, что от ничего родятся к беспрерывному движению в машине действующие силы. Но я… основываясь на мнении господина профессора Эйлера и руководствуясь открывшимися уже в свете примерами, будучи в Петербурге, делал по ревности моей на собственном иждивении ко взыскиванию сего беспрерывного движения разные машины и опыты».

Изобретатель внимательно следил за публикацией всего, что относилось к опытам такого рода. Еще в 1796 году он рассматривал, по повелению царицы, чертежи иностранца-механика Гейнле и нашел их неверными. В бумагах Кулибина сохранились копии чертежей и описание машины Гейнле. Гейнле конструировал свою машину на основе переливающейся из одних мехов в другие жидкости. Перемещение воды, по мнению автора, должно было приводить машину в движение. Идея эта очень старая, ей отдал дань в свое время и Кулибин. Интересно отметить, что Кулибин отверг у Гейнле не принцип «вечного двигателя» вообще, а только этот частный случай конструкции — обычное заблуждение всех изобретателей «вечного двигателя».

Между прочим, разбирая записку Гейнле, приложенную к его проекту, Кулибин был поражен одной его фразой. Он ее подчеркнул: «Для гонки против течения воды судов и плотов, сколь бы велик груз на них ни был, весьма машина сия удобна. Сколь ни кажется сие невозможно, при всем том достоверность доказывается опытом». Нашел ли он в этом созвучие своей давно лелеемой мысли, легшей потом в основу его «водоходного судна», или это было случайностью — сказать трудно.

Кулибин работал над «вечным двигателем» совершенно секретно. «Более 40 лет времени занимался я во изыскивании самодвижущиеся машины, упражнялся в делании опытов ее секретно, потому что многие ученые почитают сие изобретение за невозможное, даже смеются и ругаются над теми, кто в том изыскании упражняются» (из письма Аршеневскому, 1817 г.).

После Кулибина осталось огромное количество вариантов конструкции этой машины. С 1797 года он вел специальный дневник, посвященный этому делу: 10 тетрадей, по 24 страницы каждая. Последняя тетрадь закончена им в сентябре 1811 года. Кроме того, остались отдельные листки с надписями. Он проделал истинно сизифов труд. И все это почти невозможно разобрать. Любопытные есть заголовки у него в дневнике: «О сумнительстве», или «Сумнительство вновь усмотренное», или «Еще о сумнительстве». На тетради восьмой, которая начата 6 сентябре 1809 года, написано: «Прежде сей тетради нужного не имеется». Значит, откинута сразу работа двух десятилетий.

Сорок лет трудился изобретатель над «вечным двигателем». Современники знали об этом мало, а теперь выясняется, что эта работа отнимала у него большую часть времени и была любимой. Пятериков свидетельствует, что Кулибин перед смертью убежден был в своем успехе: «Жаль, что моя машина останется неоконченною: а если бы ты помог мне, — так мы бы с тобою оба прославились».

Однажды Кулибин прочитал в «Русском инвалиде» от 22 сентября 1817 года заметку, в которой говорилось, что Петерс из Майнца «изобрел, наконец, так называемое вечное движение, которого тщетно изыскивали в продолжение многих веков, и привел юное к концу в Брюсселе в ночи с 25 по 26 августа». Само изобретение описано в газете так: «Сие вечное движение состоит, по описанию господина Петерса, из колеса, имеющего 2 фута толщины и 8 фут в поперечнике. Оное движение собственною силою и без всякой помощи пружин, огня, ртути, электрической или гальванической силы. Скорость оного превосходит вероятие. Если прикрепить оное к дорожной карете или коляске, то в течение двенадцати часов проехать можно 100 французских миль, взбираясь при том на самые крутые горы и опускаясь с оных без малейшей опасности. Сие изобретение вводит совсем новую систему механики, и оное, как кажется, противоречит принятому доселе правилу, что с приложением скорости уменьшается сила, и напротив».

Это характерное для того времени сообщение лишило Кулибина покоя. Он настолько перепугался, что даже заподозрил, будто Петерс перехватил его принцип. Кулибин рассылает письма Аршеневскому, графу Румянцеву, Аракчееву и даже самому царю. В них он рассказывает, как долго уже трудится над созданием «вечного двигателя» и скоро надеется разрешить проблему. В связи с этим он просит денег на опыты, чтобы скорее закончить перпетуум-мобиле.

Принцип, который Кулибин клал в основу действия «самодвижной машины», относился к механическим образцам. Он устроил колесо с перемещаемым внутри его грузом. Предполагалось, что расположение груза, безостановочно нарушая равновесие, станет поворачивать колесо в нужном направлении. Подобная идея тревожила умы еще в XIII–XV веках.

Четыре груза были расположены внутри колеса таким образом, что при всех положениях колеса они оказывались на различном расстоянии от центра колеса, и потому не могли, по мысли Кулибина, находиться в равновесии.

У Кулибина много вариантов «самодвижной машины». Дальнейшее усложнение ее схемы начинается с переходом на шесть грузов. Грузы, опускаясь при помощи кулачковой шестерни и перекидной рамы, должны, по замыслу изобретателя, подготовлять другие грузы и передвигать их в желаемом направлении.