Вечный двигатель. Вечный двигатель человек


Вечный двигатель

Вероятно, вы слышали о средневековых ученых-алхимиках. Они пытались найти «философский камень» и с его помощью получать драгоценное золото из других, дешевых, металлов. Алхимики кипятили в сосудах-ретортах различные растворы, сливали их, фильтровали, процеживали, даже произносили над ними «магические» заклинания. Между прочим, из своих опытов они впервые узнали об интересных химических превращениях, открыли свойства многих веществ. Все это потом пригодилось настоящей науке. Но «философского камня» алхимики так и не нашли, золото у них не получилось…

Приблизительно в те же годы трудились и другие изобретатели, которым также не посчастливилось: изобретатели «перпетуум мобиле».

«Перпетуум мобиле»… В переводе с латыни на русский язык эти слова означают: « вечный двигатель». Что значит «двигатель» — каждому ясно. А что значит «вечный»? И для чего он такой?

Алхимики очень хотели разбогатеть: ведь у кого много золота, тот и богач. Правда, некоторые из них говорили, что стараются для всего человечества.

А чего хотели изобретатели вечного двигателя? Тоже, наверно, разбогатеть и осчастливить человечество. Но осчастливить не золотом, а кое-чем не менее ценным — энергией: пользуйся сколько хочешь, все равно ее не станет меньше! Они хотели изобрести двигатель, который будет работать вечно. И при этом без топлива, вырабатывая энергию сам из себя. А вернее, из ничего…

О таком двигателе люди мечтали издавна. Но, пожалуй, особенно много вечных двигателей строилось лет триста назад. Их изобретали знатные вельможи, ученые, мастера-ремесленники… И простым людям вечный двигатель был нужен. Еще бы, разве не заманчиво: работает без устали, делает все, что надо, а человек при нем отдыхает…

«Вечный двигатель». Проект 1883 г.

К тому времени многие известные нам законы природы были уже открыты, и каждый изобретатель вечного двигателя использовал знание этих законов.

Вот, например, закон Архимеда: ученый из Сиракуз Архимед открыл, что в воде (или в любой другой жидкости) твердые тела весят меньше, чем в воздухе,— в воде на них действует снизу вверх выталкивающая сила. «Ага! — ухватились за это открытие изобретатели вечного двигателя. — Значит, нужно сделать замкнутую цепочку из грузиков-поплавков. Одну сторону цепочки погрузить в воду, а другую оставить в воздухе. Тогда, — думали они, — поплавки, которые в воде, начнут всплывать, потому что становятся легче. А грузики, которые в воздухе, наоборот, начнут опускаться, потому что тяжелее. И вся цепочка будет непрерывно кружиться…»

Такой вечный двигатель был и в самом деле построен. Только почему-то не двигался — «вечно неподвижный». Это потому, что нижнему грузику, чтобы стать поплавком, нужно сначала протиснуться в сосуд. Но ему мешает вода, которая давит на него сверху своим весом. Оказывается, вес этой воды не меньше, чем подъемная сила поплавков… Если к тому же учесть силу трения — ведь цепочка перекинута через зубчатое колесо, — станет еще понятнее, почему двигатель так упорно не желал двигаться.

Другой проект вечного двигателя: железный шарик должен притягиваться к магниту и по горке въезжать вверх. Тут он проваливаться должен был в щель прямо перед магнитом и вновь в горку «карабкаться». По замыслу изобретателя, проделывать это шарик будет бесконечно. Ну а как пользу извлечь из вечного движения такого, изобретатель не успел придумать. Но пусть бы уж шарик катался без всякой пользы, просто сам по себе — не катается почему-то!.. Либо с размаху проскочит через щель к магниту и повиснет на нем — слишком силен магнит, либо даже не хочет взбираться на горку — слишком слабо притягивает магнит. Сколько ни мучился изобретатель — и магниты менял, и шарики и щель делал то шире, то уже — ничего не получалось…

Я рассказал о самых простых вечных двигателях, а были и гораздо сложнее. В ином столько разных колесиков, грузов, рычагов, столько веревок напутано, что и не разберешься. Только тот, кто его строил, что-то в нем понимал. Но что тут понимать, когда ни один из двигателей упрямо не хотел работать! Порой казалось, еще чуть-чуть — и получится. Подтолкни колесико, и вся машина завертится без остановки… Но в том-то и беда, что любое колесико то и дело приходилось подталкивать. А машина все равно останавливалась…

Простое велосипедное колесо на подшипнике и то дольше крутится. Если, конечно, раскрутить посильнее…

А ведь каждый изобретатель был уверен, что почти изобрел то, что нужно, — такая обманчивая штука вечный двигатель. Находились люди, которые тратили на постройку вечного двигателя все свои сбережения, а сами оставались нищими. Предлагались все новые и новые проекты…

В 1775 году Парижская академия наук, одна из самых известных, объявила, что больше не будет рассматривать такие проекты. Потому что изобрести вечный двигатель нельзя. Но это решение не остановило усердных изобретателей: они еще помнили о разбогатевшем и прославившемся на всю Европу немце докторе Орфиреусе. Многие продолжали верить в его вечный двигатель, который будто бы не только сам крутился, но и мог поднимать грузы. «Если Орфиреусу удалось, значит, это вообще возможно», — рассуждали изобретатели…

На самом деле Орфиреус был не доктор, а обыкновенный жулик. Только очень хитрый и ловкий. Ведь сколько людей сумел обмануть — не только неграмотных, но даже ученых. Сколько денег загреб, показывая свою «машину»! Эту машину и в отдельной комнате запирали на замок, и приставляли стражу с ружьями, чтобы никто не мог к ней прокрасться, и все было бы честно — машина как будто и вправду работала, крутилась.

Потом оказалось: в самой машине были спрятаны люди, помощники Орфиреуса, которые и крутили её…

Только давайте договоримся — вечные двигатели не путать с даровыми. Так иногда называют двигатели, которые перерабатывают энергию ветра, или реки, или Солнца. Эту энергию людям не приходится добывать из-под земли или еще откуда-нибудь, она достается «бесплатно», даром — вот и называют ее даровой. А настоящий вечный двигатель должен работать без всякого топлива, без воды, без ветра, без Солнца. Работать лишь потому, что он — вечный…

Быть может, изобретателям вечного двигателя просто не повезло? Стоит еще постараться, подумать, и вечный двигатель все же получится?..

Нет, не может он получиться. Потому что энергия не возникает из ничего. В ничто не превращается. Она переходить только может из формы одной в другую. И этот важнейший закон природы так и называется — закон сохранения энергии.

informvest.ru

Вечный двигатель в истории

Поиск Лекций

Поисками вечного двигателя люди занимались еще в глубокой древности. Первая документально подтвержденная попытка построить это чудо техники имела место в Баварии в VIII в. Изобретенная тогда машина стала на протяжении следующего тысячелетия прототипом для бесчисленных вариантов. Основой конструкции служило колесо с подвешенными на нем небольшими магнитами, напоминающими кабинки на колесе обозрения. Само это колесо помещали над лежащим на полу гораздо более мощным магнитом. Предполагалось, что при вращении колеса каждый магнит будет сначала притягиваться к неподвижному большому магниту, затем отталкиваться от него, заставляя колесо вращаться и создавая таким образом вечное движение.

Еще одна хитроумная схема была изобретена в 1150 г. в Индии. Философ Бхаскара предложил изготовить колесо, которое должно было вращаться вечно. Предполагалось, что подвешенные к ободу дополнительные несбалансированные грузы будут постоянно раскручивать колесо, Опускаясь, груз произведет работу и провернет колесо, а затем вернется на свое место. Бесконечно повторяя этот цикл, утверждал Бхаскара, можно заставить колесо работать неограниченное время.

Баварская схема и схема Бхаскары, как и другие проекты вечного двигателя, во многом схожи; во всех присутствует колесо, способное без приложения энергии совершить один оборот и произвести при этом некую полезную работу. (Тщательное изучение этих хитроумных машин, как правило, показывает, что на самом деле в каждом цикле наблюдается потеря энергии.)

Эпоха Возрождения подстегнула усилия изобретателей и умножила число предложенных проектов. В 1635 г. был выдан первый патент на вечный двигатель. В 1712 г. Иоганн Бесслер, изучив предварительно около 300 схем, предложил собственную модель. (По легенде, его служанка позже разоблачила его машину как хитрое мошенничество.) Вечным двигателем интересовался даже великий художник и ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. На людях он разоблачал проекты вечного двигателя, сравнивая попытки его создания с поисками философского камня, а тайком рисовал в тетради сложные схемы самодвижущихся машин, таких как центробежный насос и самокрутящийся вертел.

К1775 г. было предложено столько всевозможных вариантов, что Королевская академия наук в Париже постановила «не принимать больше и не рассматривать заявки, имеющие отношение к вечному движению».

Историк Артур Орд-Хьюм, изучающий проекты вечного двигателя, писал о фанатичной преданности изобретателей своей идее, об их невероятном упорстве и сравнил их с древними алхимиками. Но, заметил он, «даже алхимик... понимал, когда надо признать поражение».

Розыгрыши и подделки

Стимулы к изобретению вечного двигателя были настолько сильны, что мошенничество и обман в этом вопросе стали обычным делом. В 1813 г. Чарльз Редхеффер продемонстрировал в Нью-Йорке машину, которая, к изумлению зрителей, производила даровую энергию в неограниченных количествах. (Но Роберт Фултон, тщательно обследовав машину, обнаружил скрытую ременную передачу, при помощи которой машина приводилась в движение. Передача шла на чердак, где спрятанный человек крутил ворот.)

Ученым и инженерам тоже случалось становиться жертвой всеобщего энтузиазма. В 1870 г. редакторы журнала Scientific American тоже были обмануты вечным двигателем, который построил некий Э. Уиллис. Журнал поместил статью под сенсационным заголовком «Величайшее открытие в истории человечества». Только позже удалось обнаружить, что у машины Уиллиса тоже был скрытый источник энергии.

В 1872 г. некий Джон Эрнст Уоррел Келли провернул самую сенсационную и самую выгодную аферу своего времени; он обобрал инвесторов на 5 млн долл. — громадную по тем временам сумму. Его вечный двигатель состоял из камертонов, которые резонировали и, по утверждению автора, поддерживали связь с «эфиром». Оттуда машина и черпала будто бы свою энергию. Келли не имел никакого научного опыта; обыкновенно он приглашал потенциальных инвесторов к себе домой и поражал их своим гидропневмовакуумно-пульсационным двигателем, который при этом жужжал и крутился без всяких внешних источников энергии. Инвесторы, изумленные видом самодвижущейся машины, спешили пополнить своими деньгами казну изобретателя.

Позже кое-кто из разочарованных инвесторов обвинял Келли в мошенничестве; он даже провел некоторое время в тюрьме, что не помешало ему умереть богатым человеком. После смерти изобретателя инвесторы открыли хитроумный секрет его машины. Когда дом Келли разобрали по кирпичику, в стенах и полах обнаружились трубы, при помощи которых к машине из подвала тайком подавался сжатый воздух.

Даже ВМФ и президент США пали однажды жертвой подобного обмана. В 1881 г. Джон Гэмджи изобрел машину на жидком аммиаке. Испарение холодного аммиака должно было вызывать расширение газов и движение поршня, а значит, и работу машины за счет — ни много ни мало — тепла земных океанов. Военных моряков так захватила идея добывать неограниченное количество энергии прямо из океана, что они одобрили конструкцию машины и показали образец президенту Джеймсу Гарфилду. Единственная проблема состояла в том, что аммиак не хотел должным образом конденсироваться и превращаться обратно в жидкость — поэтому цикл никак не удавалось замкнуть.

Бюро патентов и торговых марок США, всегда получавшее очень много проектов вечного двигателя, отказалось выдавать патенты, пока не будет представлена действующая модель машины. Иногда — в очень редких случаях, когда эксперты не в состоянии обнаружить в представленной машине никаких дефектов, — патент все-таки выдается. В правилах Бюро сказано: «За исключением тех случаев, когда речь идет о вечном движении, Бюро не требует обязательного представления модели для демонстрации работоспособности устройства». (Недобросовестные изобретатели иногда пользуются этой лазейкой, чтобы показать наивным инвесторам, что Патентное бюро официально признает вечные двигатели; в этом случае инвесторы охотнее финансируют подобные изобретения.)

Тем не менее с научной точки зрения поиски вечного движения не были совсем уж бесплодными. Напротив, хотя ни одному изобретателю не удалось представить миру вечный двигатель, неустанная погоня за этим сказочным устройством — трудно представить, сколько времени и энергии было на это потрачено, — помогла физикам тщательно изучить природу тепловых двигателей. (Точно так же, как бесплодные поиски философского камня, способного превращать свинец в золото, помогли открыть некоторые фундаментальные законы химии.)

К примеру, в 1760-х гг. Джон Кокс изобрел часы, которые на самом деле способны работать вечно, получая энергию от изменений атмосферного давления. Эти изменения улавливает барометр, который затем передают энергию на вращение часовых стрелок. Эти часы вполне работоспособны; такие модели существуют и сегодня. Они могут идти вечно, так как получают энергию извне в форме изменений атмосферного давления.

Вечные двигатели, подобные часам Кокса, со временем привели ученых к мысли о том, что машина—любая машина — может работать вечно только в том случае, если получает энергию извне; а это означит, что суммарная энергия сохраняется. Из этой теории берет начало первый закон термодинамики; он состоит в том, что совокупность вещества и энергии невозможно ни создать, ни уничтожить. Позже были установлены три закона термодинамики. Второй закон утверждает, что суммарная энтропия (количество беспорядка) всегда возрастает. (Грубо говоря, этот закон говорит, что тепло может спонтанно передаваться только от более горячих объектов к более холодным.) Третий закон утверждает, что достичь абсолютного нуля невозможно.

Если сравнить Вселенную с игрой, а целью игры объявить извлечение энергии, то три закона термодинамики можно сформулировать следующим образом:

«Невозможно получить что-то из ничего» (первый закон).

«Невозможно поделить поровну» (второй закон).

«Невозможно выйти из игры» (третий закон).

(Физики очень осторожны; они заявляют, что эти законы не обязательно абсолютно верны при любых обстоятельствах. Тем не менее никаких отклонений от них до сих пор не обнаружено. Любому, кто захочет опровергнуть эти законы, придется выступить против нескольких веков тщательных научных наблюдений и экспериментов. Мы еще обсудим возможные отклонения от этих законов.)

Три закона термодинамики, как и многие высшие достижения науки XIX в., отмечены не только триумфом побед, но и человеческой трагедией. Великий немецкий физик Людвиг Больцман, сыгравший значительную роль в формулировании этих законов, покончил с собой — отчасти из-за противоречий, возникших в связи с их появлением.

poisk-ru.ru

<h3 align="center">Вечный двигатель.</h3> <p>Мы отрицаем возможность вечного движения, тем не менее, постоянно наблюдаем его в природе: это и движение электронов вокруг ядра атома, и движение планет вокруг звезд, и движение звезд в галактиках, и наконец-то движение самой Вселенной (расширение). Вместо того, чтобы признать объективность вечного движения в природе как постулат, мы пытаемся отыскать его несуществующий источник, размышляем о первичном импульсе. Но так было не всегда. Древние мудрецы были уверены в вечности движения как такового и даже пытались сотворить его. </p> <p>Вот уже более 800 лет люди пытаются создать самодвижущуюся машину (перпетуум-мобиле). Многие считают это навязчивой идеей, «вредной химерой». Но есть и такие люди, которые рассматривают эту идею как пробный камень для индивидуумов способных мыслить и творить, оттачивающих своё мастерство.</p> <p>Ортодоксальные ученые считают, что в устройстве вечного двигателя нарушается закон сохранения энергии, что эта машина, которой никогда не было и не будет никогда. Наверное, поэтому, ещё в 1775 году, Парижская академия наук отказалась принимать на рассмотрение любые проекты вечных двигателей. В девятнадцатом веке патентные службы различных стран одна за другой закрывали двери перед заявками на вечный двигатель, дабы блюсти своё лицо. Так что нашу конструкцию, к сожалению, никто рассматривать не будет. Образованные люди наложили сами себе табу на эту идею. </p> <p>Но, тем не менее, это не существующее изобретение продолжает будоражить умы мыслящих людей планеты. Очень хотелось бы, чтобы их труд увенчался успехом и вечный двигатель заработал. Это было бы заслуженным сильным ударом по борцам с «лженаукой», которые, к сожалению, ещё существуют. </p> <p>В 1981 году на ежегодном съезде Британской ассоциации содействия развитию науки, посвященной 150-летию этой организации, в городе Йорке была организована выставка. Несмотря на обилие разнообразных научных экспонатов, наибольшее внимание привлёк действующий вечный двигатель, представленный редакцией журнала «New Scientist». Автор конструкции химик из Ньюкасла Дэвид Джоунс заявил, что внутри его двигателя спрятан источник энергии. Уверен, что он пошутил, чтобы снять ажиотаж вокруг своего изобретения. Тем не менее, нашёлся всё-таки один «увлечённый« студент, который ночью залез в музей и разломал двигатель, тщетно пытаясь найти несуществующий приводной механизм. И, хотя он ничего не нашел, все охотно поверили в заявление Дэвида! </p> <p>Предлагаю на суд читателей новую конструкцию вечного двигателя. Буду признателен, если кто-нибудь докажет теоретически или практически (изготовив двигатель), что он работать не будет. </p> <p>Изготовить вечный двигатель можно из обыкновенного подшипника. Удалим среднюю часть (можно электросваркой), нам нужны лишь наружная обечайка и шары. На вал двигателя, консолью закрепленный с подшипником в стойке, наденем муфту с 3, 4, 6, 8 симметрично просверлёнными отверстиями, в которые на резьбе вкрутим стержни с надетыми на них трубками с внутренним диаметром соответствующим диаметру стержней, обеспечивающим свободное скольжение вдоль оси. На концах трубок крепим вилки с шарами. Шары можно подвесить как маятник часов, на иглах и запрессованными корундами в каждый шар с двух сторон. Шары, конечно, нужно отпустить (нагреть их до красна и медленно охладить). Шары можно и просверлить, запрессовать внутрь стержень, а на вилке закрепить маленькие подшипники. Шары лучше изготовить из свинца или сделать полыми, наполнив ртутью. Далее поместим это устройство в обечайке подшипника (без люфтов и перекосов) и раскрутим таким образом, чтобы центробежное ускорение, действующее на шары, было больше ускорения свободного падения для того, чтобы шары прижимались к обечайке и телескопическое их крепление к валу двигателя работало. Размер стержня и трубки с вилкой (лучше их изготовить из титана) должны обеспечивать максимально возможное смещение вращающейся конструкции в горизонтальном направлении относительно обечайки. Стержень, пройдя внутри трубки с вилкой, не должен касаться шара. Вилку можно сделать изогнутой или наклонной (подвижной) в направлении противоположном движению для стабилизации движения шаров (без перекоса). У велосипеда вилка переднего колеса изогнута, и велосипедист легко едет без рук! Много ноу-хау можно придумать еще, чтобы двигатель эффективно работал. Но, прежде всего, нужно найти мастера («золотые руки»), который взялся бы изготовить его. Я лично такой двигатель сделать не смогу (не могу «работать руками«).</p> <p>Суть идеи: раскрутить шары до определенной скорости и сместить обечайку конструкции относительно оси двигателя в горизонтальном направлении (вправо, если двигатель вращается по часовой стрелке или влево, если вращение против часовой стрелки) на 1/5-1/3R в зависимости от конструктивной возможности конкретного экземпляра (можно телескопическое крепление шаров сделать в три колена). Крутящий момент, который возникает под воздействием силы тяжести и эффекта рычага, центробежной силы и эффекта пращи будет вечно крутить наш двигатель. Но, если центр обечайки совместить с осью двигателя, крутящего момента не будет (простой маховик). Центробежная сила при этом направлена перпендикулярно направлению движения и никак не влияет на движение шаров. При смещении же центробежная сила действует в направлении от центра обечайки, так как именно обечайка определяет траекторию движущихся шаров. И именно она способствует прохождению мертвых точек данной конструкции. </p> <p>Чем больше масса шаров, чем больше смещение оси двигателя относительно обечайки, чем меньше сопротивление движущихся частей, тем больше мощность нашего двигателя. Мощность двигателя можно также увеличить, используя несколько конструкций вместе на одном валу. Сопротивление можно уменьшить, расположив внутри каждой обечайки по два шара, а стержень пропустить через отверстие, просверленное в валу двигателя, перпендикулярно оси и под определенным углом относительно стержня рядом стоящей конструкции. То есть стержень будет один в каждой секции и скользить он будет взад вперёд через вал. Это позволит конструктивно значительно увеличить смещение обечайки относительно центра конструкции. </p> <p>Представьте себе 4, 6, 8, 12… обечаек, закреплённых на единой платформе с приводом для смещения их относительно оси двигателя автомобиля вместо маховика. Завели двигатель, тронулись, вышли на режим и рычагом, как у рунного тормоза, сместили обечайки устройства. Экономия топлива вам будет обеспечена, гравитационное поле Земли будет работать на вас. Надо остановиться – приведите рычаг в исходное состояние! Данную конструкцию можно использовать в паре с любым электродвигателем и генератором на Земле. Повышение к.п.д. работы их не заставит себя ждать. </p> <p>Можно закрепить наш двигатель к заднему колесу велосипеда слева (по другую сторону от цепи) и на переднем колесе с двух сторон. Разгонимся и, сместив обечайки вперёд, в сторону движения, заставим его работать! </p> <p>В конструкции двигателя явно виден не сбалансированный крутящий момент (смотри эпюру крутящих моментов), направленный в сторону смещения обечайки. Даже, если силы сопротивления будут больше сил, крутящих двигатель (сил тяжести и центробежных сил), это всё равно будет Вечный двигатель – мечта человечества!!! И чтобы он вращался, нам нужно будет лишь постараться всячески уменьшить их. А это уже не принципиально. </p> <p>Даже, если не найдётся мастера, который изготовит действующую модель моего вечного двигателя, я не расстроюсь. Я убеждён, что рейтинг моего сайта от этого файла не упадёт! И не важно, какова будет его мощность. Я буду рад, если человек осветит себе дом, польёт огород или хотя бы приведёт в действие настенные часы. </p> <p align="center">Эпюра крутящих моментов сил</p> <p align="center"> <img src="/img/vechnyj-dvigatel-chelovek_1.jpg" /> </p><p align="center">Вечный двигатель</p> <p align="center"> <img src="/img/vechnyj-dvigatel-chelovek_2.jpg" /> </p><p>Если Вас заинтересовала тема вечного двигателя, обращайтесь!</p> <p>Костенков Вячеслав Викторович.</p> <p>Мобильный телефон: 8-960-190-26-38</p> <p>e-Mail: vykostenkov@yandex.ru </p> <p><span class="mylink" data-url="http://vykostenkov.narod.ru/vechny_dvigatel.html">vykostenkov.narod.ru</span></p><h2>Вечный двигатель</h2> <p align="JUSTIFY"><img src="/img/vechnyj-dvigatel-chelovek_3.jpg" />Сегодня кое-кто из изобретателей снова обещает энергию бесплатно и в неограниченных количествах и предлагает продать свое изобретение сотням миллионов. Десятки инвесторов периодически становятся в очередь, привлеченные сенсационными заголовками финансовых СМИ, которые часто превозносят этих проходимцев и объявляют их новыми Эдисонами.</p> <p align="JUSTIFY">Но если энергия так ценна, то нельзя ли реально оценить наши шансы на создание вечного двигателя? Действительно ли подобные устройства невозможны или можно предположить, что для их создания потребуется пересмотреть законы физики?</p> <p align="JUSTIFY">Взрывной рост населения, ненасытная жажда электричества и энергии привели к тому, что наша потребность в энергии подскочила до небес, а ее источники близки к истощению. Энергия, доступная отдельному человеку, теперь измеряется тысячами лошадиных сил. Нам кажется естественным, что один-единственный автомобиль может развивать мощность, соответствующую сотням лошадиных сил. Не удивительно, что растущая потребность в энергии подогревает интерес к нетрадиционным и неистощимым ее источникам, включая и вечный двигатель.</p> <p align="JUSTIFY">Вечные двигатели, подобные часам Кокса, со временем привели ученых к мысли о том, что машина — любая машина — может работать вечно только в том случае, если получает энергию извне; а это означит, что суммарная энергия сохраняется. Из этой теории берет начало первый закон термодинамики; он состоит в том, что совокупность вещества и энергии невозможно ни создать, ни уничтожить. Позже были установлены три закона термодинамики. Второй закон утверждает, что суммарная энтропия (количество беспорядка) всегда возрастает. (Грубо говоря, этот закон говорит, что тепло может спонтанно передаваться только от более горячих объектов к более холодным.) Третий закон утверждает, что достичь абсолютного нуля невозможно.</p> <p align="JUSTIFY">Если сравнить Вселенную с игрой, а целью игры объявить извлечение энергии, то три закона термодинамики можно сформулировать следующим образом:</p> <ul><li>«Невозможно получить что-то из ничего» (первый закон). </li> <li>«Невозможно поделить поровну» (второй закон). </li> <li>«Невозможно выйти из игры» (третий закон). </li> </ul><p align="JUSTIFY">(Физики очень осторожны; они заявляют, что эти законы не обязательно абсолютно верны при любых обстоятельствах. Тем не менее никаких отклонений от них до сих пор не обнаружено. Любому, кто захочет опровергнуть эти законы, придется выступить против нескольких веков тщательных научных наблюдений и экспериментов. Мы еще обсудим возможные отклонения от этих законов.)</p> <p align="JUSTIFY">Три закона термодинамики, как и многие высшие достижения науки XIX в., отмечены не только триумфом побед, но и человеческой трагедией. Великий немецкий физик Людвиг Больцман, сыгравший значительную роль в формулировании этих законов, покончил с собой — отчасти из-за противоречий, возникших в связи с их появлением.</p> <p align="JUSTIFY">Людвиг Больцман и энтропия</p> <p align="JUSTIFY">Больцман был невысоким здоровяком с бочкообразной грудью и громадной спутанной бородой. Однако за внушительной и даже пугающей внешностью скрывалась ранимая душа; а ран, защищая научные идеи, ему приходилось получать много. Хотя к XIX в. принципы ньютоновской физики уже прочно утвердились в науке, Больцман понимал, что никто еще не пытался применить известные законы к противоречивой концепции атомного строения вещества — концепции, которую тогда принимали далеко не все ведущие ученые. (Мы иногда забываем, что всего сто лет назад многие ученые упрямо верили, что атом вовсе не реальный объект, а всего лишь хитроумная уловка. Атомы настолько малы, утверждали они, что, скорее всего, их вовсе не существует.)</p> <p align="JUSTIFY">Ньютон показал, что движение любых объектов определяют механические силы, а не духи и не желания людей. Больцман воспользовался этим и элегантно вывел многие законы для газов при помощи простого предположения: он считал, что газы состоят из крошечных атомов, которые движутся подобно бильярдным шарам и подчиняются ньютоновым законам сил. Для Больцмана комната, наполненная газом, была подобна коробке с триллионами крошечных стальных шариков, каждый из которых отскакивал от стенок коробки и от других шариков согласно ньютоновым законам движения. Больцман (и независимо от него Джеймс Клерк Максвелл) сделал величайший научный прорыв, когда математически показал, как из этого простого предположения можно вывести поразительные новые законы. Тем самым он положил начало новому направлению в физике — статистической механике.</p> <p align="JUSTIFY">Внезапно оказалось, что при помощи нескольких базовых принципов можно объяснить многие свойства вещества. Поскольку законы Ньютона требовали, чтобы энергия сохранялась даже в приложении к атомам, каждое столкновение между атомами должно было проходить с сохранением общей энергии; это, в свою очередь, означало, что для газа в комнате, со всеми все его триллионами атомов, энергия также сохранялась. Получалось, что закон сохранения энергии теперь можно не только получить экспериментальным путем, но и теоретически вывести из базовых принципов а именно из ньютоновского движения атомов.</p> <p align="JUSTIFY">Но в XIX в. само существование атомов все еще было под сомнением; даже видные ученые (к примеру, философ Эрнст Мах) не считали зазорным оспаривать и нередко даже высмеивать теорию атомного строения вещества. Больцман, человек ранимый и склонный к депрессии, вдруг обнаружил себя этаким общим громоотводом, главной мишенью для атак, нередко очень злых, всех противников атомной теории. Дяя них все, что нельзя измерить, — в том числе и атомы — просто не существовало. К унижению Больцмана добавлялось еще и то, что редактор видного немецкого физического журнала отвергал многие его статьи; редактор этот настаивал, что атомы и молекулы представляют собой скорее чрезвычайно удобный теоретический инструмент, чем реальные существующие в природе объекты.</p> <p align="JUSTIFY">Не выдержав всех этих нападок, в том числе и сугубо личных, в 1906 г. Больцман повесился, выбрав время, когда его жена с ребенком были на море. Очень печально, что этот выдающийся человек так и не понял, что год назад дерзкий молодой физик по имени Альберт Эйнштейн совершил невозможное: он написал первую статью, наглядно доказывающую существование атомов.</p> <p align="JUSTIFY">Суммарная энтропия всегда возрастает</p> <p align="JUSTIFY">Труды Больцмана и других физиков помогли прояснить природу вечного двигателя и даже разбить все существующие их схемы на два типа. Вечный двигатель первого типа нарушает первый закон термодинамики; это означает, что он попросту производит больше энергии, чем потребляет. В любом из подобных вечных двигателей физикам при тщательном исследовании физики удавалось обнаружить скрытые внешние источники энергии. Это могло быть как сознательным мошенничеством, так и результатом ошибки изобретателя.</p> <p align="JUSTIFY">Вечный двигатель второго типа — штука более сложная. В этих машинах соблюдается первый закон термодинамики, т. е. сохраняется энергия, но нарушается второй закон. Теоретически в вечном двигателе второго типа нет потерь тепла, поэтому он эффективен на 100%. Но второй закон термодинамики говорит, что такая машина невозможна — потери тепла должны быть обязательно, а количество беспорядка во Вселенной, иначе энтропия, всегда возрастает. Какой бы эффективной ни была машина, часть тепла непременно теряется, повышая таким образом энтропию Вселенной.</p> <p align="JUSTIFY">Тот факт, что суммарная энтропия всегда возрастает, лежит в самом сердце человеческой истории, да и матери-природы тоже. В сущности второй закон говорит нам, что ломать гораздо проще, чем строить. Иногда то, что создавалось тысячи лет, как, например, великая империя ацтеков в Мексике, может быть разрушено за несколько месяцев; именно так произошло, когда потрепанная банда испанских конкистадоров с лошадьми и огнестрельным оружием потрясла основы империи и полностью разрушила сложный механизм.</p> <p align="JUSTIFY">Отмечая глубинную природу второго закона термодинамики, астроном Артур Эддингтон однажды сказал: «Мне кажется, что закон возрастания энтропии стоит выше других законов природы... если оказывается, что твоя новая теория противоречит второму закону термодинамики, оставь надежду; перед этим законом остается только униженно пасть».</p> <p align="JUSTIFY">Даже сегодня предприимчивые инженеры (и талантливые шарлатаны) продолжают время от времени изобретать вечный двигатель. Не так давно Wall Street Journal попросил меня высказать свое мнение о работе одного изобретателя, который успел уже убедить инвесторов вложить в изобретенную им машину миллионы долларов. В крупных финансовых газетах появились восторженные статьи; журналисты, ничего не смыслящие в науке, с придыханием писали о том, что это изобретение способно изменить мир (и, разумеется, принести попутно инвесторам сказочную, немыслимую прибыль). «Гений или безумец?» — кричали заголовки.</p> <p align="JUSTIFY">Инвесторы радостно спешили вложить деньги в новую машинуа она, между прочим, нарушала базовые законы физики и химии, изучаемые в средней школе. Наверное, не стоит удивляться тому, что Financial Times, Economist и Wall Street Journal дружно напечатали большие редакционные статьи о разных изобретателях и их замечательных вечных двигателях.</p> <p align="JUSTIFY">Три закона термодинамики и симметрия</p> <p align="JUSTIFY">Но все вышесказанное рождает и более глубокий вопрос: а почему, собственно, должны работать эти непогрешимые законы термодинамики? Эта загадка занимала ученых с того самого момента, когда эти законы были впервые сформулированы. Не исключено, что, зная ответ на этот вопрос, мы могли бы отыскать в законах термодинамики лазейки и сделать новые потрясающие открытия и изобретения, способные перевернуть мир.</p> <p align="JUSTIFY">Оказывается, один из фундаментальных принципов физики (открытый математиком Эмми Нётер в 1918 г.) гласит: если система обладает симметрией, в ней обязательно действует какой-нибудь закон сохранения. Из предположения о том, что законы Вселенной не меняются со временем, следует поразительный результат: энергия в системе должна сохраняться. (Далее, если законы природы остаются неизменными, в каком бы направлении вы ни двигались, то сохраняется не только энергия, но и импульс в любом направлении. А если законы природы остаются неизменными при вращении, то сохраняется еще и угловой момент.)</p> <p align="JUSTIFY">Анализируя звездный свет, дошедший до нас от далеких галактик с самой окраины видимой Вселенной, мы убеждаемся, что спектр этого света ничем не отличается от спектров, которые можно обнаружить на Земле. В свете, рожденном за миллиарды лет до появления и Земли, и Солнца, мы наблюдаем те же неоспоримые спектральные «отпечатки» водорода, гелия, углерода, неона и т.п., которые видим сегодня и на Земле. Другими словами, основные законы физики не изменились за миллиарды лет и одинаковы по всей Вселенной, до самых ее границ.</p> <p align="JUSTIFY">Теорема Нётер означает как минимум, что энергия, вероятно, будет сохраняться если не вечно, то не один миллиард лет. Насколько нам в данный момент известно, ни один из фундаментальных законов физики со временем не изменялся, и потому закон сохранения энергии работает.</p> <p align="JUSTIFY">Теорема Нётер имеет для современной физики величайшее значение. Какую бы новую теорию ни придумали физики и о чем бы ни шла в ней речь — о происхождении Вселенной, о взаимодействиях кварков и элементарных частиц, об антивеществе, — мы обязательно начинаем с рассмотрения симметрии, которой подчиняется система. Вообще говоря, в настоящее время симметрия считается ведущим фундаментальным принципом в разработке любой теории. В прошлом на симметрию смотрели как на побочный результат теории — приятно, но не имеет большого значения. Сегодня мы понимаем, что симметрия — очень существенная и даже определяющая черта любой теории. Разрабатывая что-то новое, мы, физики, начинаем с симметрии, а затем уже выстраиваем вокруг нее теорию.</p> <p align="JUSTIFY">(Печально, но Эмми Нётер, как до нее Больцману, приходилось сражаться за признание не на жизнь, а на смерть. Ни один из ведущих институтов не готов был принять на постоянную работу женщину-математика. Наставник Нётер, великий математик Давид Гильберт, разъяренный очередной неудачной попыткой устроить Нётер на преподавательскую должность, воскликнул: «В конце концов, мы кто, университет или общество любителей бани?»)</p> <p align="JUSTIFY">В связи с этим возникает тревожный вопрос. Если энергия сохраняется только потому, что законы физики не меняются со временем, то не может ли быть, что в каких-нибудь необычных, редких обстоятельствах эта симметрия все-таки нарушается? Если в неожиданных и экзотических местах симметрия наших законов действительно нарушается, то и закон сохранения энергии в космических масштабах может нарушаться.</p> <p align="JUSTIFY">Подобная ситуация может возникнуть, в частности, если законы физики изменяются во времени или с расстоянием. (В романе Азимова «Сами боги» симметрия нарушается из-за пространственной дыры, соединившей нашу Вселенную с параллельной вселенной. В окрестностях этой дыры законы физики изменяются — и возникает возможность нарушения законов термодинамики. Точно также, если существуют пространственные дыры, т. е. кротовые норы, может нарушаться и закон сохранения энергии.)</p> <p align="JUSTIFY">Кроме того, в настоящее время горячо обсуждается вопрос, может ли энергия появляться из ничего; этот момент тоже может оказаться удобной лазейкой.</p> <p>Интересная статья? Поделись ей с другими:</p> <p>Комментировать материалы сайта могут только зарегистрированные пользователи. Зарегистрируйтесь пожалуйста для полноценной роботы с сайтом.Спасибо!</p> <p><span class="mylink" data-url="http://quantum-tech.ru/perpetuumm.html">quantum-tech.ru</span></p><table><hr> <ul class="relpost"> <li><a href="/dvigatel/stuk-dvigatelya-lachetti.html" title="Стук двигателя лачетти"><div class="relimg"><img src="/img/stuk-dvigatelya-lachetti_0.jpg" /></div>Стук двигателя лачетти</a></li> <li><a href="/dvigatel/remont-dvigatelya-obuchenie.html" title="Ремонт двигателя обучение"><div class="relimg"><img src="/img/remont-dvigatelya-obuchenie_0.jpg" /></div>Ремонт двигателя обучение</a></li> <li><a href="/dvigatel/pravilnyj-zapusk-dvigatelya.html" title="Правильный запуск двигателя"><div class="relimg"><img src="/img/pravilnyj-zapusk-dvigatelya_0.jpg" /></div>Правильный запуск двигателя</a></li> <li><a href="/dvigatel/oka-dvigatel-matiz.html" title="Ока двигатель матиз"><div class="relimg"><img src="/img/oka-dvigatel-matiz_0.jpg" /></div>Ока двигатель матиз</a></li> <li><a href="/dvigatel/2106-snyatie-dvigatelya.html" title="2106 снятие двигателя"><div class="relimg"><img src="/img/2106-snyatie-dvigatelya_0.jpg" /></div>2106 снятие двигателя</a></li> <li><a href="/dvigatel/g4ke-dvigatel-sorento.html" title="G4Ke двигатель соренто"><div class="relimg"><img src="/img//def.jpg" /></div>G4Ke двигатель соренто</a></li> <li><a href="/dvigatel/priora-dvigatel-dergaetsya.html" title="Приора двигатель дергается"><div class="relimg"><img src="/img/priora-dvigatel-dergaetsya_0.jpg" /></div>Приора двигатель дергается</a></li> <li><a href="/dvigatel/zacshita-dvigatelya-kaddi.html" title="Защита двигателя кадди"><div class="relimg"><img src="/img/zacshita-dvigatelya-kaddi_0.jpg" /></div>Защита двигателя кадди</a></li> <li><a href="/dvigatel/dvigatel-jeep-wrangler.html" title="Двигатель jeep wrangler"><div class="relimg"><img src="/img/dvigatel-jeep-wrangler_0.jpg" /></div>Двигатель jeep wrangler</a></li> <li><a href="/dvigatel/mtz-podogrevatel-dvigatelya.html" title="Мтз подогреватель двигателя"><div class="relimg"><img src="/img/mtz-podogrevatel-dvigatelya_0.jpg" /></div>Мтз подогреватель двигателя</a></li> <li><a href="/dvigatel/uaz-markirovka-dvigatelya.html" title="Уаз маркировка двигателя"><div class="relimg"><img src="/img/uaz-markirovka-dvigatelya_0.jpg" /></div>Уаз маркировка двигателя</a></li> </ul></table> </article> <div class="content-wrapper"> <main class="content"> </main> </div> </div> <div class="col-xs-12 col-md-3 sidebar normal-padding q2w3-fixed-widget-container" style="height: 722px;"> </div> </div></main> <footer class="bg-dark-grey"> <div class="container"> <div class="row"> <section class="col-xs-12 col-sm-4 col-md-9"> <header> <h4 class="h6 text-uppercase">AllmazCAR.ru Информационный портал для автолюбителей.</h4> </header> <span>Копирование материалов без проставление активной обратной ссылки запрещено.</span> </section> <section class="col-xs-12 col-sm-4 col-md-3"> <header> <h4 class="h6 text-uppercase">Инфо</h4> </header> <ul> <li><a href="../sitemap.html">Все статьи</a></li> </ul> </section> </div> </div> </footer> <style type="text/css"> @media screen and (max-width: 640px) { #wpfront-scroll-top-container { visibility: hidden; } } </style> <style type="text/css"> @media screen and (max-device-width: 640px) { #wpfront-scroll-top-container { visibility: hidden; } } </style> <script type="text/javascript"> jQuery(document).ready(function($) { $('.mylink').replaceWith(function(){ return '<a href="' + $(this).attr('data-url') + '" title="' + $(this).attr('title') + '">' + $(this).html() + '</a>'; }); }); </script> <!--LiveInternet counter--><script type="text/javascript"><!-- document.write("<a href='http://www.liveinternet.ru/click' "+ "target=_blank><img src='//counter.yadro.ru/hit?t22.1;r"+ escape(document.referrer)+((typeof(screen)=="undefined")?"": ";s"+screen.width+"*"+screen.height+"*"+(screen.colorDepth? screen.colorDepth:screen.pixelDepth))+";u"+escape(document.URL)+ ";"+Math.random()+ "' alt='' title='LiveInternet: показано число просмотров за 24"+ " часа, посетителей за 24 часа и за сегодня' "+ "border='0' width='0' height='0'><\/a>") //--></script><!--/LiveInternet--> </body></html>