Технология вечного двигателя привлекала людей во все времена. Сегодня она считается скорее псевдонаучной и невозможной, нежели наоборот, но это не останавливает людей от создания все более диковинных штуковин и вещиц в надежде нарушить законы физики и произвести мировую революцию. Перед вами десять исторических и крайне занимательных попыток создать что-то, похожее на вечный двигатель.
В 1950-х годах румынский инженер Николае Василеску-Карпен изобрел батарею. Ныне расположенная (хотя и не на стендах) в Национальном техническом музее Румынии, эта батарея по-прежнему работает, хотя ученые до сих пор не сошлись во мнении, как и почему она вообще продолжает работать.
Батарея в устройстве остается той же одновольтной батарейкой, которую Карпен установил в 50-х годах. Долгое время машина была забытой, пока музей не был в состоянии качественно выставлять ее и обеспечивать безопасность такой странной штуковине. Недавно обнаружили, что батарея работает и по-прежнему выдает стабильное напряжение — спустя уже 60 лет.
Успешно защитив докторскую степень на тему магнитных эффектов в движущихся телах в 1904 году, Карпен наверняка мог создать что-то из ряда вон выходящее. К 1909 году он занялся исследованием высокочастотных токов и передачи телефонных сигналов на большие расстояния. Строил телеграфные станции, исследовал тепло окружающей среды и продвинутые технологии топливных элементов. Однако современные ученые до сих пор не пришли к единым выводам о принципах работы его странной батареи.
Было выдвинуто множество догадок, от преобразования тепловой энергии в механическую в процессе цикла, термодинамический принцип которого мы пока не обнаружили. Математический аппарат его изобретения кажется невероятно сложным, потенциально включая понятия вроде термосифонного эффекта и температурных уравнений скалярного поля. Хотя мы не смогли создать вечный двигатель, способный вырабатывать бесконечную и бесплатную энергию в огромных количествах, ничто не мешает нам радоваться батарейке, непрерывно работающей в течение 60 лет.
В 1911 году Бюро патентов США выпустило огромный указ. Они больше не будут выдавать патенты на устройства вечных двигателей, поскольку кажется научно невозможным создать такое устройство. Для некоторых изобретателей это означало, что сражаться за признание своей работы законной наукой теперь будет немного сложнее.
В 1984 году Джо Ньюман попал на вечерний выпуск новостей CMS с Дэном Разером и показал нечто невероятное. Живущие во время нефтяного кризиса люди были в восторге от идеи изобретателя: он представил вечный двигатель, который работал и производил больше энергии, чем потреблял.
Ученые, впрочем, не поверили ни единому слову Ньюмана.
Национальное бюро стандартов испытало устройство ученого, состоящее по большей части из аккумуляторов, заряжаемых магнитом, вращающимся внутри катушки из провода. Во время испытаний все заявления Ньюмана оказались пустыми, хотя некоторые люди продолжали верить ученому. Поэтому он решил взять свою энергетическую машину и отправиться в тур, по дороге демонстрируя ее работу. Ньюман утверждал, что его машина выдает в 10 раз больше энергии, чем поглощает, то есть работает с КПД свыше 100%. Когда его патентные заявки были отвергнуты, а научное сообщество буквально выбросило его изобретение в лужу, горю его не было предела.
Будучи ученым-любителем, который даже не закончил среднюю школу, Ньюман не сдавался, даже когда никто не поддерживал его план. Убежденный, что Бог ниспослал ему машину, которая должна изменить человечество к лучшему, Ньюман всегда считал, что истинная ценность его машины всегда была сокрыта от властей предержащих.
Роберт Фладд был своего рода символом, который мог появиться лишь в определенное время в истории. Наполовину ученый, наполовину алхимик, Фладд описывал и изобретал разные вещи на рубеже 17 века. У него были довольно странные идеи: он считал, что молнии были земным воплощением гнева Божьего, который поражает их, если те не бегут. При этом Фладд верил в ряд принципов, принятых нами сегодня, даже если большинство людей в те времена их не принимало.
Его версией вечного двигателя было водяное колесо, которое может молоть зерно, постоянно вращаясь под действием рециркулирующей воды. Фладд назвал его «водяным винтом». В 1660 году появились первые гравюры по дереву с изображением такой идеи (появление которой приписывают 1618 году).
Стоит ли говорить, что устройство не работало. Тем не менее Фладд не только пытался сломать законы физики своей машины. Он также искал способ помочь фермерам. В то время обработка огромных объемов зерна зависела от потоков. Те, кто жил далеко от подходящего источника текущей воды, были вынуждены загружать свои посевы, тащить их на мельницу, а затем обратно на ферму. Если бы эта машина с вечным двигателем заработала, она существенно упростила жизнь бы бесчисленным фермерам.
Одно из самых ранних упоминаний вечных двигателей приходит от математика и астронома Бхаскары, из его трудов 1150 года. Его концепция заключалась в несбалансированном колесе с серией изогнутых спиц внутри, заполненных ртутью. По мере вращения колеса, ртуть начинала двигаться, обеспечивая толчок, необходимый для поддержания вращения колеса.
За многие века вариаций этой идеи было придумано огромное количество. Совершенно понятно, почему она должна работать: колесо, пребывающее в состоянии дисбаланса, пытается привести себя в покой и, в теории, будет продолжать движение. Некоторые дизайнеры так сильно верили в возможность создания такого колеса, что даже спроектировали тормоза на случай, если процесс выйдет из-под контроля.
С нашим современным пониманием силы, трения и работы, мы знаем, что несбалансированное колесо не достигнет желаемого эффекта, поскольку мы не сможем получить всю энергию обратно, не сможем извлекать ее ни много, ни вечно. Однако сама идея была и остается интригующей людей, незнакомых с современной физикой, особенно в индуистской религиозном контексте реинкарнации и круга жизни. Идея стала настолько популярна, что колесообразные вечные двигатели позднее вошли в исламские и европейские писания.
Когда знаменитый лондонский часовщик Джеймс Кокс построил свои часы вечного движения в 1774 году, они работали в точности так, как описывала сопроводительная документация, объясняющая, почему эти часы не нуждаются в дозаводке. Документ на шесть страниц пояснял, как часы были созданы на основе «механических и философских принципов».
Согласно Коксу, работающий от алмаза вечный двигатель часов и пониженное внутреннее трение почти до полного его отсутствие гарантировали, что металлы, из которых сконструированы часы, будут распадаться гораздо медленнее, чем кто-либо когда-либо видел. Помимо этого грандиозного заявления, тогда множество презентаций новой технологии включали мистические элементы.
Помимо того что часы Кокса были вечным двигателем, они были гениальными часами. Заключенные в стекле, которое защищало внутренние рабочие компоненты от пыли, позволяя на них также смотреть, часы работали от перемен в атмосферном давлении. Если ртутный столбик рос или падал внутри часового барометра, движение ртути поворачивало внутренние колесики в том же направлении, частично заводя часы. Если часы заводились постоянно, шестерни выходили из пазов, пока цепь не ослаблялась до определенной точки, после чего все вставало на свои места и часы снова начинали заводить себя.
Первый широко принятый экземпляр часов с вечным двигателем был показан самим Коксом в Весеннем саду. Позже он был замечен на недельных выставках Механического музея, а после в Институте Клеркенвилл. На то время показ этих часов был таким чудом, что их запечатлели в бесчисленных художественных произведениях, а к Коксу регулярно приходили толпы желающих поглазеть на его чудесное творение.
Часовщик Пауль Бауманн основал духовное общество Meternitha в 1950-х годах. В дополнение к воздержанию от алкоголя, наркотиков и табака, члены этой религиозной секты живут в самодостаточной, экологически сознательной атмосфере. Чтобы достичь этого, они полагаются на чудесный вечный двигатель, созданный их основателем.
Машина под названием «Тестатика» (Testatika) может использовать якобы неиспользуемую электрическую энергию и превращать ее в энергию для сообщества. По причине закрытости, «Тестатику» не удалось целиком и полностью исследовать ученым, хотя машина и стала объектом короткого документального фильма в 1999 году. Было показано немного, но достаточно, чтобы понять, что секта почти боготворит эту сакральную машину.
Планы и особенности «Тестатики» были ниспосланы Бауманну напрямую Богом, пока он отбывал тюремное наказание за совращение молоденькой девушки. Согласно официальной легенде, он был опечален темнотой своей камеры и нехваткой света для чтения. Затем его посетило загадочное мистичное видение, которое открыло ему секрет вечного движения и бесконечной энергии, которую можно черпать прямо из воздуха. Члены секты подтверждают, что «Тестатика» была послана им Богом, отмечая также, что несколько попыток сфотографировать машину выявили разноцветный ореол вокруг нее.
В 1990-х годах болгарский физик проник в секту, чтобы выведать проект машины, надеясь открыть секрет этого волшебного энергетического устройства миру. Но ему не удалось убедить сектантов. Покончив с собой в 1997 году, выпрыгнув из окна, он оставил предсмертную записку: «Я сделал то, что мог, пусть те, кто смогут, сделают лучше».
Иоганн Бесслер начал свои исследования в сфере вечного движения с простой концепцией, как у колеса Бхаскары: применим вес к колесу с одной стороны, и оно будет постоянно несбалансированным и постоянно двигаться. 12 ноября 1717 года Бесслер запечатал свое изобретение в комнате. Дверь была закрыта, комната охранялась. Когда ее открыли две недели спустя, 3,7-метровое колесо по-прежнему двигалось. Комнату снова запечатали, схему повторили. Открыв дверь в начале января 1718 года, люди обнаружили, что колесо все еще вертится.
Хотя и став знаменитостью после всего этого, Бесслер не распространялся о принципах работы колеса, отмечая только, что оно полагается на грузы, которые поддерживают его несбалансированным. Более того, Бесслер был настолько скрытным, что когда один инженер прокрался поближе взглянуть на творение инженера, Бесслер психанул и уничтожил колесо. Позже инженер сказал, что не заметил ничего подозрительного. Впрочем, он увидел только внешнюю часть колеса, поэтому не мог понять, как оно работает. Даже в те времена идея вечного двигателя встречалась с некоторым цинизмом. Столетиями раньше сам Леонардо да Винчи насмехался над идеей такой машины.
И все же понятие бесслерова колеса никогда не уходило полностью из поля зрения. В 2014 году уорикширский инженер Джон Коллинз сообщил, что изучал дизайн колеса Бесслера в течение многих лет и был близок к раскрытию его тайны. Однажды Бесслер написал, что уничтожил все доказательства, чертежи и рисунки о принципах работы его колеса, но добавил, что любой, кто будет достаточно умен и сообразителен, сможет понять все наверняка.
Включенные в Реестр объектов авторских прав (третья серия, 1958: июль-декабрь) объекты кажутся немного странными. Несмотря на то, что Патентное ведомство США давно постановила, что не будет выдавать никакие патенты на устройства вечного движения, потому что их не может существовать, OTC Enterprises Inc. и ее основатель Отис Карр числятся владельцами «системы бесплатной энергии», «энергии мирного атома» и «гравитационного двигателя».
В 1959 году OTC Enterprises планировала осуществить первый рейс своего «космического транспорта четвертого измерения», работающего на вечном двигателе. И хотя по крайней мере один человек коротко ознакомился с беспорядочными частями хорошо охраняемого проекта, само устройство никогда не раскрывалось и не «отрывалось от земли». Сам Карр был госпитализирован с неопределенными симптомами в день, когда устройство должно было отправиться в свое первое путешествие.
Возможно, его болезнь была умным способом уйти от демонстрации, но ее было недостаточно, чтобы упрятать Карра за решетку. Продав опционы на технологию, которая не существовала, Карр заинтересовал инвесторов проектом, а также людей, которые верили, что его аппарат доставит их на другие планеты.
Чтобы обойти патентные ограничения своих безумных проектов, Карр запатентовал все как «развлекательное устройство», имитирующее поездки во внешний космос. Это был американский патент # 2 912 244 (10 ноября 1959 года). Карр утверждал, что его космический аппарат работает, потому что один уже улетел. Двигательной установкой была «круговая фольга свободной энергии», которая обеспечивала бесконечную поставку энергии, необходимой для доставки аппарата в космос.
Разумеется, странность происходящего открыла дорогу теориям заговора. Некоторые люди предположили, что Карр действительно собрал свой вечный двигатель и летающий аппарат. Но, конечно, его быстро прижало американское правительство. Теоретики не могли договориться, не то правительство не хочет раскрывать технологию, не то хочет использовать ее самостоятельно.
Самое странное в вечном двигателем Корнелиуса Дреббеля то, что хотя мы и не знаем, как и почему он работал, вы точно видели его чаще, чем думаете.
Впервые Дреббель продемонстрировал свою машину в 1604 году и поразил всех, включая английскую королевскую семью. Машина была чем-то вроде хронометра; она никогда не нуждалась в заводке и показывала дату и фазу Луны. Движимая изменениями в температуре или в погоде, машина Дреббеля также использовала термоскоп или барометр, подобно часам Кокса.
Никто не знает, что обеспечивало движение и энергию дреббелевскому устройству, поскольку он говорил об обуздании «огненного духа воздуха», как заправский алхимик. В то время мир по-прежнему мыслил терминологией четырех элементов, и сам Дреббель экспериментировал с серой и селитрой.
Как указано в письме от 1604 года, самое раннее известное представление устройства показало центральный шар, окруженный стеклянной трубкой, заполненной жидкостью. Золотые стрелочки и отметины отслеживали фазы Луны. Другие изображения были более сложными, показывая машину, украшенную мифологическими существами и украшениями в золоте. Perpetuum mobile Дреббеля также появился в некоторых картинах, в частности кистей Альбрехта и Рубенса. На этих картинах странная тороидальная форма машины вообще ничем не напоминает сферу.
Работа Дреббеля привлекла внимание королевских судов по всей Европе, и он гастролировал по континенту в течение некоторого времени. И, как это часто бывает, умер в нищете. Будучи необразованным сыном фермера, он получил покровительство Букингемского дворца, изобрел одну из первых подводных лодок, ближе к старости стал завсегдатаем пабов и в конце концов завязался с несколькими проектами, подпортившими его репутацию.
В своей самопровозглашенной «невероятно истинной истории жизни», Дэвид Хамел утверждает, что является обычным плотником без формального образования, который был избран стать хранителем машины вечной энергии и космического аппарата, который с ее помощью должен работать. После встречи с инопланетянами с планеты Кладен, Хамел заявил, что получил информацию, которая должна изменить мир — если только люди ему поверят.
Хотя все это немного обескураживает, Хамел говорил, что его вечный двигатель использует те же энергии, что и пауки, прыгающие с одной паутинки на другую. Эти скалярные силы сводят на нет притяжение гравитации и позволяют создать аппарат, который позволит нам воссоединиться с нашими кладенскими родственниками, которые и снабдили Хамела нужной информацией.
Если верить Хамелу, он уже построил такое устройство. К сожалению, оно улетело.
Проработав 20 лет, чтобы построить свое межзвездное устройство и двигатель, используя серию магнитов, он наконец включил его, и произошло вот что. Исполнившись свечения красочных ионов, его антигравитационная машина поднялась в воздух и полетела над Тихим океаном. Чтобы избежать повторения этого трагического события, Хамел строит свою следующую машину из материалов потяжелее, вроде гранита.
Чтобы понять принципы, лежащие в основе этой технологии, Хамел говорит, что вам нужно смотреть на пирамиды, изучать некоторые запрещенные книги, принять присутствие невидимой энергии и представлять скаляры и ионосферу почти как молоко и сыр.
Источник
zagopod.com
Ловушка Леди Мозгокрут!
Уже долгое время порядочные свинтусы и доблестнейшие барантусы терзают племя безумных, в прямым смысле слова, подчиненных Леди Могокрут. И сегодня, в великий профессиональный праздник дурака, Леди Мозгокрут выходит в контр-наступление!
• Всем игрокам, достигшим 25 уровня, в разделе школа становится доступна новая локация "Ловушка Мозгокрут", посетив которую, вы сможете узнать, что задумала эта коварная повелительница ордена тыквы.
• А задумала она покалечить вас вашими же руками! Тридцать самоубийственных заданий, которые, если не разорят, то и веселой прогулкой не покажутся. А также великолепная награда за каждые несколько выполненных заданий.
• И если за 2 выполненных задания это жалкие копейки 
и 
, то чем дальше в петлю, тем больше награда! За 25 выполненных заданий вас ждет главный приз - сундук, который содержит в себе более 100 различных призов!
• И десятки других призов! Разве этого недостаточно, что бы полезть в ловушку Мозгокрут и радостно повизгивать, легко справляясь с её дурацкими заданиями?
• И это не все! Если вы докажете леди Мозгокрут, что совершенно безумны, и выполните все 30 её заданий, то получите героик в память о том, как вы выбрались из ловушки живой и здоровой тушкой!
Релиз!
Многие уже получили уведомление на почту о том, что ботва вышла в релиз, и получили в честь этого радостного события заслуженную награду. Те же, до кого еще не добралась Кряпечка, могут забрать свою награду перейдя по специальной ссылке: Адын, Дыдва, Тытра, Турбо или щелкнув по логотипу игры.
• Вечный двигатель - непредсказуемый артефакт, который скорее навредит вам, чем даст что-то полезное. Любуйтесь им. Хвастайтесь перед друзьями. Но не используйте. А если рискнете - не жалуйтесь!
С днем дурака, товарищи ботвинцы. Улыбайтесь чаще!
splochennie.ucoz.ru
(Рекомендуем посмотреть сайт http://pm.far-for.net, где дан материал о более чем сотне вечных двигателей. Почти все рисунки мы взяли именно с этого сайта. – Ред.)
Стоит ли всякого, кто в прежние века пытался построить вечный двигатель, считать неграмотным или сумасшедшим? Вряд ли, ведь вечное движение люди видели вокруг себя! По небу вечно движется Солнце, Луна и планеты, вечно вращается вокруг своей оси Земля… Вечно текут реки, и вечно бегут гонимые ветром облака… Люди даже научились использовать вечное движение воды и ветра, построив водяные и ветряные мельницы.
Поэтому неудивительно, что умами учёных и инженеров завладела дерзкая мысль: если вечное движение существует в природе, значит, и человек может создать вечный двигатель и заставить его служить себе! Размышления о создании вечного двигателя не давали покоя многим, даже знаменитому итальянскому художнику и изобретателю Леонардо да Винчи.
С развитием производства потребность в двигателях становилась всё сильнее, а тепловых двигателей ещё не было. А после того, как их изобрели, они долгое время оставались слишком дорогими. Знаменитая картина художника Ильи Репина «Бурлаки на Волге» показывает, как трудно было обходиться без двигателей.
Изобретателя вечного двигателя ожидала вечная слава, к тому же казалось, что великое открытие само идёт в руки. Например, раскрутив тяжёлое колесо, посаженное на хорошо смазанную ось, можно было наблюдать, что колесо крутится очень долго. Казалось, стоит приложить немного смекалки и технического мастерства, изменив конструкцию колеса так, чтобы одна его половина всегда перевешивала другую, и «очень долго» превратится в «вечно». Более того: такое «вечное колесо» будет не только крутиться само по себе, но сможет приводить в движение мельницу или станок, то есть станет вечным двигателем!
Однако все попытки создать вечный двигатель неизбежно заканчивались неудачей. Учёные и инженеры того времени не замечали принципиального различия между вечным движением и вечным двигателем.
В чём же состоит это различие? Вечное движение возможно, если полностью устранить трение. Таким, например, является движение по инерции, когда на тело не действуют другие тела: при этом тело движется вечно с постоянной скоростью. И колесо вращалось бы вечно, если бы можно было устранить трение полностью.
Однако даже при полном отсутствии трения вечный двигатель, т.е. устройство, которое совершало бы работу без потребления энергии, был бы невозможен. Сегодня мы знаем, что это следствие закона сохранения энергии. Но, как мы скоро увидим, этот великий закон обязан своим открытием… именно несостоявшимся вечным двигателям!
Знакомство с остроумными проектами «вечных двигателей» и нахождение ошибок, неизбежно присутствующих в каждом из них, – вовсе не пустая трата времени! Во-первых, это интересно, а во-вторых, предоставляет прекрасную возможность повторить и применить изученные вами закономерности механических явлений.
Самый древний из известных сегодня проектов вечного двигателя принадлежит индийскому поэту, математику и астроному Бхаскаре, жившему в XII в.
На колесе укреплены длинные закрытые сосуды, наполовину наполненные ртутью. Сосуды расположены под углом к радиусу колеса, поэтому при любом положении колеса в его левой части находится больше ртути, чем в правой. Следовательно, по замыслу изобретателя, колесо должно вращаться против часовой стрелки. В чём состоит ошибка проекта?
В правой части колеса ртути действительно меньше, чем в левой, но зато эта ртуть находится дальше от оси. Расчёт показывает, что моменты сил, с которыми действует на колесо ртуть в левой и в правой частях колеса, в точности уравновешивают друг друга. Поэтому вследствие правила моментов колесо будет находиться в равновесии.
Заманчивая идея построить колесо, которое не может находиться в равновесии и поэтому будет вращаться вечно, идёт сквозь века, покоряя одну страну за другой. Один из первых европейских изобретателей «вечных колёс» – французский архитектор Вийяр д’Оннекур жил в XIII в. Автор был настолько уверен в своем изобретении, что писал: «Многие искусные мастера пытались изобрести колесо, которое вращалось бы само по себе. Вот способ, как создать такое колесо с помощью нечётного числа деревянных молоточков». Рассмотрим этот проект, который привлекал внимание в течение нескольких столетий.
На колесе расположены 7 перекидывающихся молоточков. При любом положении колеса с одной его стороны будут 3 молоточка, а с другой – 4. По замыслу автора, из этого следует, что колесо не сможет находиться в равновесии, т.к. 3 молоточка не могут уравновесить 4 таких же. В чём ошибка проекта?
3 молоточка могут уравновесить 4, если равны моменты сил, вращающих колесо в противоположные стороны.
Любопытно, что более поздние изобретатели «вечных колёс» приводили доводы, противоположные доводам первых изобретателей, – теперь они отдавали предпочтение именно моменту сил! Таков, например, проект, предложенный итальянским инженером Жакопо, жившим в эпоху Возрождения (XV в.).
На колесе укреплены откидывающиеся рычаги. При откидывании рычага момент силы, действующей на колесо со стороны этого рычага, увеличивается, вследствие чего, по замыслу автора (Мариано ди Жакопо из Сиены, 1438 г.) правая часть колеса должна всегда перевешивать левую. В результате колесо должно вращаться вечно. В чём ошибка проекта?
Если подсчитать, сколько рычагов находится с каждой стороны колеса, то мы увидим, что слева рычагов больше! Расчёт показывает, что моменты сил, вращающих колесо в противоположные стороны, в точности равны.
В последующие века изобретатели «вечных колёс» иногда заменяли переливающуюся ртуть и откидывающиеся рычаги перекатывающимися шарами.
Таким, например, был один из проектов Леонардо да Винчи. Как и все другие, он не работал, но выглядел красивее других, – как-никак его создателем был не только великий изобретатель, но и великий художник!
Замечательной простотой подкупает проект «вечного двигателя» с ремнём (или тяжёлой цепью), левая и правая части которой имеют разную длину.
По замыслу авторов, более длинная часть ремня (цепи) должна постоянно перевешивать более короткую часть, вследствие чего цепь не может находиться в равновесии. Опускаясь вниз, правая часть цепи будет вечно вращать колёса, приводя в движение какой-нибудь механизм. В чём ошибка этого проекта?
Колёса 1 и 2 «поддерживают» правую, более длинную часть ремня, вследствие чего обе части ремня в точности уравновешивают одна другую.
«Изобретатели» вечных двигателей не забыли, конечно, и о законе Архимеда! Вот один из проектов.
Вращающийся на оси деревянный барабан частично погружён в воду. По замыслу авторов, на погружённую в воду часть барабана действует, согласно закону Архимеда, выталкивающая сила, направленная вверх. Поэтому барабан должен вечно вращаться. В чём ошибка проекта?
Силы давления воды направлены перпендикулярно поверхности барабана, т.е. к его оси. На рисунке жирными стрелками изображены силы, действующие на разные участки погружённой в воду части барабана. Видно, что эти силы не вращают барабан, а только стремятся искривить ось, на которую он посажен.
Тут может возникнуть вопрос: а разве выталкивающая сила – равнодействующая сил давления воды – не должна быть обязательно направлена вверх? Дело в том, что равнодействующая сил давления воды на все участки поверхности тела направлена вверх, если тело погружено в воду полностью. В данном же случае барабан погружен в воду только частично.
А вот проект «вечного двигателя» Дени Папена. Автор был уверен, что вода в широкой части сосуда будет постоянно перевешивать воду в более узкой его части. В результате жидкость будет выдавливать саму себя в узкую часть сосуда, из которой она выливается в тот же сосуд, и должна возникнуть непрерывная циркуляция воды.
Изобретатели «вечных двигателей» не ограничились, конечно, только механическими явлениями (включая гидростатику). Ещё в 1570 г., до появления знаменитой книги Уильяма Гильберта «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле», в которой впервые были обобщены первые результаты исследования магнитных явлений, иезуит Иоганн Тэснериус предложил проект вечного двигателя, основанный на притяжении стальных или чугунных шаров магнитом. На приведённом рисунке изображён этот проект – гениальный по своей простоте, но всё равно не работающий.
Вот что написал о нём другой церковник, епископ Уилкинс, также уделивший много внимания проблеме вечных двигателей в книге с характерным для того времени названием «Математическая магия»: «Среди всех изобретений этого рода наиболее достоверным представляется устройство, в котором природный магнит притягивает стальное ядро, движущееся вверх по наклонной плоскости. Приблизившись к магниту, ядро падает вниз через отверстие на плоскости и затем возвращается к тому месту, откуда началось его движение. Далее магнит снова начинает притягивать ядро, заставляя его двигаться вверх до тех пор, пока оно снова не достигнет отверстия и не упадёт вниз. Движение ядра будет вечным, что легко понять, глядя на рисунок». Последняя фраза типична для догалилеевского периода развития науки, опирающегося, следуя древним, на умозрительные доводы, а не на эксперимент. И рисунок, согласитесь, завораживает своей убедительностью! Впрочем, сегодня ошибка этого проекта очевидна: если магнит притянет шар, и он вкатится до верха наклонной плоскости, то тот же самый магнит уже не «отпустит» шар и не даст ему скатиться по вогнутой поверхности. Убедиться в этом проще простого: достаточно поставить опыт.
Было предложено также немало проектов, комбинирующих вечные колеса и силу магнитов, – например, по спицам «вечного колеса» скользили намагниченные бруски, на которые действовали магниты. Конструирование подобных вечных двигателей стало своего рода народным хобби. Так, шотландский башмачник Спенс изготовил «вечный двигатель», в котором использовались магниты, причём его «действующая модель» была настолько убедительной, что известный физик Дэвид Брюстер, тот самый, который открыл закон Брюстера, относящийся к поляризации света, написал об изобретении Спенса в научном журнале «Анналес де хими» в 1818 г.: «Мистер Плэйфер и капитан Катер осмотрели обе машины и с удовлетворением пришли к выводу, что проблема вечного движения решена».
Брюстер был далеко не единственным серьёзным учёным, поддавшимся очарованию идеи вечных двигателей. Он всего лишь «одобрил» проект, предложенный башмачником, а вот такие выдающиеся учёные, как Иоганн Бернулли и Роберт Бойль, сами предлагали проекты вечных двигателей!
Предложенный Бернулли проект был также гениально прост, о чём свидетельствует приведённый рисунок. В сосуд, в котором находится смесь тяжёлой и лёгкой жидкостей, опущена трубка. Верхний конец трубки открыт, а нижний закрыт мембраной, пропускающей внутрь трубки только более лёгкую жидкость из смеси. Тогда под действием давления более тяжёлой смеси оказавшаяся в трубке лёгкая жидкость будет подниматься. И если правильно подобрать высоту трубки, а также соотношение плотностей жидкостей, то, по рассуждению Бернулли, сформулированному со строгостью математической теоремы, лёгкая жидкость поднимется настолько, что будет выливаться из трубки, что и приведёт к вечному круговороту, и «таким образом, движение жидкости будет вечным». А как же опыт? Опыт, считал Бернулли, не только уже поставлен – он продолжает проводиться самой природой «ныне, присно и во веки веков»! Это, по мнению учёного, не что иное, как круговорот воды в природе: Бернулли утверждал, что непрерывный подъём воды в горы и стекание рек в моря обусловлено разностью плотностей солёной и пресной воды.
А Роберт Бойль тот же самый круговорот воды в природе объяснял действием капиллярных сил. И был уверен, что их использование и в самом деле может быть использовано для создания вечного двигателя, гравюра с изображением которого приведена слева. Поднимающаяся по капилляру жидкость должна, по мнению изобретателя, выливаться обратно в сосуд, если длина капилляра не слишком велика.
Можно ли утверждать, что предпринимавшиеся на протяжении нескольких веков попытки построить вечный двигатель были безрезультатными? Вовсе нет! История науки свидетельствует, что отрицательный результат оказывался порой не менее полезным, чем положительный: неудачи заставляли учёных по-новому взглянуть на проблему, что приводило к важным открытиям. Именно такой счастливый конец, как мы сейчас увидим, имела и многовековая история изобретения «вечного двигателя».
Проследим основные вехи этой истории.
Многие годы посвятил изобретению вечного двигателя Леонардо да Винчи, и с каждым новым проектом он всё глубже постигал стоявшую перед ним проблему. Начал он со схем «вечного колеса» (об одном из его проектов мы рассказали выше). Его, конечно, постигает неудача, но он не сдаётся: «Препятствия не могут согнуть меня. Любое препятствие вызывает усилие».
Леонардо пробует использовать выталкивающую силу воды, водяное колесо, Архимедов винт, с помощью которого древние греки поднимали воду для орошения полей. Леонар до всё ещё уверен в успехе, возле одного из своих чертежей он пишет: «Вода возвращается… и этот процесс повторяется неограниченно долго».
Но неудача сменяется неудачей. И тогда Леонардо производит точный расчёт моментов сил для проекта «вечного колеса». Он приходит к выводу: «Суммарный момент сил, вращающих колесо в одну сторону, в точности равен суммарному моменту сил, вращающих колесо в другую сторону». Для того времени это было серьёзное научное открытие, и своим рождением оно обязано проблеме вечного двигателя. Но Леонардо делает и следующий шаг. Он пишет: «Я пришёл к выводу о невозможности существования “вечного колеса”. Поиск источника вечного движения – одно из самых глубоких заблуждений человека».
Итак, в результате своих поисков вечного двигателя Леонардо подходит фактически к открытию закона сохранения энергии: ведь от невозможности вечного двигателя до сохранения энергии всего один шаг! Но чтобы совершить его, понадобилось более трёх веков…
В конце XVI в. нидерландский математик и инженер Симон Стевин предлагает рассмотреть чертёж, ставший знаменитым под названием «Чудо и не чудо». Его можно рассматривать как один из проектов вечного двигателя: кажется, что 2 шара справа не могут уравновесить 4 шара слева, вследствие чего цепочка шаров должна вечно вращаться против часовой стрелки.
Но Стевин был учёным, а не изобретателем вечных двигателей! Поэтому исходя из невозможности вечного двигателя Стевин делает открытие: он находит условия равновесия тел на наклонной плоскости!
На примерах Леонардо да Винчи и Стевина мы видим, как менялось отношение к проблеме вечного двигателя: если ранее учёные и инженеры пытались построить вечный двигатель, считая условия равновесия известными, то теперь они стали находить условия равновесия, исходя из невозможности вечного двигателя.
Однако главный вывод из невозможности создания вечного двигателя сделал Роберт Майер, открыв закон сохранения энергии. Оказывается, Майер пытался построить вечный двигатель*, будучи ещё десятилетним мальчиком! Его постигла неудача – так же, как и всех других изобретателей. Но в отличие от них Майер сделал только одну попытку и более десяти лет размышлял над причинами неудачи. В письме к другу он писал, что эти раздумья и новые наблюдения и привели его к открытию закона сохранения энергии.
Герман Гельмгольц – второй учёный, независимо открывший закон сохранения энергии, – также говорил, что на мысль о сохранении энергии его навели многовековые неудавшиеся попытки создать вечный двигатель.
Интересно, что невозможность вечного двигателя признавалась многими учёными задолго до открытия закона сохранения энергии. Например, Парижская академия наук ещё в 1775 г. (примерно за 70 лет до открытия закона сохранения энергии!) приняла решение не рассматривать проекты «вечных двигателей». В решении Академии записано: «Построение вечного двигателя абсолютно невозможно… При отсутствии трения тело, приведённое в движение, постоянно бы в нём оставалось, но не передавало бы силу другому телу. Поэтому такое вечное движение оказалось бы совершенно бесполезным с точки зрения практической». Как следует из этих слов, французские академики хорошо понимали различие между вечным движением и вечным двигателем!
С появлением сравнительно недорогих паровых машин активность изобретателей «вечных двигателей» заметно снизилась: казалось, что эти машины осуществили вековую мечту человечества о дешёвом и мощном двигателе. Ведь залежи угля казались тогда неисчерпаемыми, нефть и газ ещё даже не начинали добывать, а о загрязнении окружающей среды никто и не помышлял!
Большинство изобретателей «вечного двигателя» искренне верили в то, что их ждёт успех. Но были среди них и такие, кто в погоне за деньгами и славой пускался на обман. Их излюбленный приём – скрыть внутри своей таинственной машины настоящий источник энергии, например, сжатую пружину или даже человека.
В чём ошибка проекта «вечного двигателя», схема которого изображена на рисунке?
Литература
Орд-Хьюм А. Вечное движение. История одной навязчивой идеи. – М.: Мир, 1980.
Михал С. Вечный двигатель вчера и сегодня. – М.: Мир, 1984.
Могилевский М.А. Леонардо да Винчи и принцип невозможности вечного двигателя. – Квант, 1999, № 5.
_________________
* Этот проект Майера представлял собой комбинацию водяного колеса с Архимедовым винтом. Не так уж это просто для десятилетнего мальчугана, даже очень смышлёного!
fiz.1september.ru
Вечный двигатель уже многие века не дает покоя ученым и инженерам. Еще бы, идея создать устройство, которое будет постоянно работать, не тратя при этом энергии, кажется очень заманчивой. Реально ли его создать, рассказывают ученые.
Что такое вечный двигатель?
Вечный двигатель или Perpetuum Mobile – это устройство воображаемое. Некоторые считают, что теоретически можно создать машину, которая будет бесконечно совершать работу без затрат каких-либо энергетических ресурсов. В то же время, постепенно ученые разочаровывались в этой идее и признавали, что от попыток создать такое устройство лучше отказаться, потому что они бессмысленны. Невозможность создать вечный двигатель постулируется как первое начало термодинамики. Но до сих пор идея вечного двигателя вызывает повышенный интерес.
Идеальный вечный двигатель должен проработать до окончания Большой заморозки (Big Freeze). Сторонники этой теории считают, что до скончания времени Вселенная будет расширяться с очень плавным ускорением. Этот процесс и называется Большой заморозкой, и когда он завершится, наступит конец всего. Когда это произойдет, точно не установлено, но у нас есть еще приблизительно 100 триллионов лет. Так вот, вечный двигатель должен работать как минимум столько же, чтобы считаться настоящим вечным двигателем.
Какими бывают вечные двигатели?
Perpetuum Mobile делятся на двигатели первого рода и второго рода. Двигатели первого рода могли бы функционировать без топлива — и вообще без энергетических затрат, которые возникают, например, при трении деталей механизма друг о друга. Двигатели второго рода могли бы извлекать тепло из более холодных окружающих тел и использовать эту энергию в работе.
Есть много проектов в Интернете, которые утверждают, что работают над конструкцией вечного двигателя. Однако если изучить эти проекты внимательно, становится понятно, что они все очень далеки от идеи вечного двигателя. Но если кому-то удастся сделать такое устройство, последствия будут ошеломляющими. Считается, что мы получим вечный источник энергии – бесплатной энергии.
К сожалению, согласно фундаментальным законам физики нашей Вселенной, создание вечного двигателя невозможно.
Почему создание вечного двигателя невозможно?
Вероятно, есть много людей, которые скажут «никогда не говори «никогда», особенно, если речь идет о науке». В какой-то степени это справедливо. Но если окажется, что вечный двигатель создать возможно, это перевернет физику, которую мы знаем. Окажется, что мы во всем были неправы и ни одно из наших предыдущих наблюдений не имеет никакого смысла.
Первый закон термодинамики -– закон сохранения энергии. Согласно этому закону, энергия не может быть ни создана, ни уничтожена – она просто переходит из одной формы в другую. Для того, чтобы держать механизм в постоянном движении, приложенная энергия должна остаться в этом механизме без каких-либо потерь. Ровно поэтому создание вечного двигателя невозможно.
Для того, чтобы построить вечный двигатель первого рода, мы должны выполнить несколько условий:
Двигатели второго рода, которые используют теплоту окружающих тел, не противоречат закону сохранения энергии. Однако эти хитрые конструкции бессильны против второго начала термодинамики: в замкнутой системе самопроизвольный переход теплоты от более холодных тел к горячим невозможен. Для этого необходим некий посредник. А для работы посредника необходима энергия из внешнего источника. Кроме того, в природе не существует по-настоящему обратимы
Но самое главное, создание вечного двигателя может оказаться бессмысленным. Люди рассчитывают, что если такое устройство будет сделано, мы получим бесплатный источник энергии. Но так ли это? На самом деле, мы получим ровно столько энергии, сколько направим в этот двигатель. Мы ведь помним, что согласно законам физики, которые пока не опровергнуты, энергия не может быть создана из ничего, она может быть только преобразована. Так что, выходит, вечный двигатель – это бесполезное устройство.
futurist.ru
