 |
Мнимый вечный двигатель с
перекатывающимися шарами. Фото 1915 года
(сканированный бумажный оригинал
журнала «Природа и люди»)
|
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 перпетуум мобиле 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.
Но что подразумевается под словами «сколь угодно долго»? Означает ли это «вечно, всегда»?
А что следует понимать под выражением «сам по себе»? Если заменить его, например, словами «собственной силой», то откуда и как возникает эта сила?
Ученые разных времен подвергали приведенное определение обстоятельному анализу, однако в окончательных выводах они бывали единодушны далеко не всегда. Так, одной из наиболее примечательных проблем в полемике являлась, к примеру, задача сохранения вечного движения, т.е. поддержания его в условиях ограниченной прочности, старения материалов и увеличивающегося износа деталей двигателя.
Другая спорная проблема заключалась, так сказать, во «внутренней ценности» такой машины, когда решался вопрос, можно ли считать вечным двигателем только ту машину, которая, будучи собранной полностью, немедленно начнет работать сама по тебе, или все же допустимо сообщить подобному устройству некий начальный двигательный импульс. Спор велся и о том, относится ли к основным признакам перпетуум мобиле условие, чтобы он, будучи приведен в движение, одновременно совершал некоторую полезную работу.
В старой научной литературе, например в «Физическом слове» Гелера, изданном в Лейпциге в 1833 г., можно встретиться с двумя основными категориями самодвижущихся машин — физический вечный двигатель (perpetuum mobile physicae) и естественный вечный двигатель (perpetuum mobile naturae).
К первой группе так называемых физических вечных двигателей относились самодвижущиеся устройства чисто механического характера, принцип действия которых основывался на использовании некоторого известного физического явления. Например на действии силы тяжести, законе Архимеда*, капиллярных явлениях в жидкостях и т.п.
* Архимед (287 - 212 до н.э.) -
выдающийся древнегреческий ученый. Родом из Сиракуз (Сицилия). Разработал предвосхитившие интегральное исчисление методы нахождения площадей, поверхностей и объемов различных фигур и тел; с большой точностью, вполне удовлетворительной для нужд своего времени, определил значение числа Пи. В механике особенно интересовался математическими соотношениями между силами, действующими на рычаг, а также расчетами положения центра тяжести различных тел; в технике - много занимался разработкой и созданием сложных систем (полиспастов) для поднятия больших тяжестей, а также водоподъемных механизмов (архимедов винт) и военных метательных машин. Одним из его главных открытий является закон о подъемной силе в жидкостях, носящий его имя.
 |
Конструкция вечного двигателя,
основанного на законе Архимеда
|
Проекты естественных вечных двигателей, относившихся ко второй группе, связывались преимущественно с циклически повторяющимися природными явлениями или же основывались на принципах небесной механики. Другое важное определение вечного двигателя, с которым мы сталкиваемся у более поздних исследователей, исходит из представления об идеальной машине, которая работает без потерь и всю сообщенную ей энергию может преобразовать в полезную работу или в какой-либо другой вид энергии.
Согласно обоим этим определениям, исходный принцип создания вечного двигателя кажется внешне необычайно простым. В то же время весьма примечательным и типичным для своей эпохи представляется рассуждение о перпетуум мобиле известного немецкого ученого Иоганна Фон Поппе, работавшего в Тюбингене в первой половине XIX в.:
____________________________«В течение уже нескольких столетий существуют механики, в основном, правда, с не слишком глубокими познаниями, затрачивающие неимоверные усилия на изобретение перпетуум мобиле. Но, как утверждает Кёстнер*, перпетуум мобиле есть химера, которая завела в трясину безысходности многих людей. Действительно, если мы будем понимать под этим объект, который все время, без привода энергии извне, находится в непрерывном движении, а значит, не подвержен нашей обычной земной бренности, то каждый разумный человек сразу уяснит себе, что такая вещь никак не может существовать на свете. Однако же, если называть вечным двигателем машину, которая при своей работе способна беспрестанно восстанавливать первопричину своего непрерывного движения, т.е. машину, в которой сила, вызывающая движение, действует непрерывно и без какого бы то ни было внешнего влияния вплоть до момента, пока эта машина не остановится сама, из-за собственного износа (насильственная остановка не принимается во внимание), то изобретение такой машины, хотя и очень затруднительно, но, по мнению наших крупнейших математиков, является делом вполне возможным».
____________________________* Карл Кёстнер (1783-1857) - профессор химии в университетах Гейдельберга, Бонна и др. Один из пионеров немецкой химической промышленности. Издатель и редактор ряда известных научных журналов того времени.
Отметим, что в старых литературных источниках название перпетуум мобиле применяется иногда и для описания таких устройств, которые по принципу своего действия никак не могут отождествляться с вечным двигателем. Так, магдебургский бургомистр Отто фон Герике*, известный своими опытами с вакуумом, пользовался, например, латинским термином sempervivum (всегда движущийся), семантическое содержание которого совпадает с понятием перпетуум мобиле, ...для описания беспрестанных колебаний столбика ртути в ртутном барометре.
__________________________
__________________________
* Герике Отто фон (1602 - 1686) -_________________________
ученый-физик из Магдебурга, прозванный "немецким Галилеем"; один из основоположников аэромеханики. Об этом свидетельствуют его опыты с так называемыми магдебургскими полушариями, с помощью которых ученый доказал существование атмосферного давления. Кроме того, он обнаружил упругость воздуха и способность его расширяться, а также существование его веса. Ученый-иезуит Каспар Шотт в одном из своих сочинений (1664) упоминает о сконструированном Герике воздушном насосе, который имел диаметр поршня 39 см и рабочий ход 56 см. Посредством этого устройства Герике доказал, что, откачивая воздух из рабочего объема цилиндра, в котором движется поршень, действием избыточного давления внешнего воздуха можно заставить поршень совершать полезную работу. Герике построил одну из первых электростатических машин трения, с помощью которой он занимался исследованием электрических зарядов.
 |
|
Perpetuum Mobile
|
В эпоху средневековья работы над созданием вечного двигателя зачастую бывали окутаны покровом тайны и окружены всевозможными домыслами и суевериями. Многие ученые того времени упоминали изобретение перпетуум мобиле по своей значимости в одном ряду с получением философского камня, являвшегося заветной мечтой и наивысшей целью большинства средневековых алхимиков и правителей разных стран.
Итак, с одной стороны, — страсть к богатству и жажда власти, а с другой — стремление изобрести машину, которая без каких-либо затрат выполняла бы работу множества людей.