Человек-изобретатель. 8 глава. Perpetuum Mobile

8 глава. Perpetuum Mobile.   
     Все с детства знают, что то то и то то невозможно. Но всегда находится невежда который этого не знает.Он то и делает открытие.
Альберт Эйнштейн (1879–1955)               
   Perpetuum Mobile - так звучит на латыни «Вечный двигатель». Из энциклопедии, вечный двигатель – это: «воображаемая машина, которая будучи раз пущена в ход  совершала бы работу неограниченное время, не заимствуя энергии извне».
  Подводя черту под рассмотренными уже изобретениями человека можно сделать  очень важный вывод, который должен тебе пригодиться в будущем: ни одно изобретение, ни одно открытие          человека не противоречит законам природы. Оно их   приоткрывало
 в новой форме, оставляя содержание за самой природой. Так, магнетизм и электричество создали электродвигатель; сопротивление воздуха и аэродинамика создали авиацию; энергия пара связанная с механическим поршнем стала принципом работы парового двигателя, и т. д. Природа раскрывается тем, кто её познаёт. Но главное её чудо достигается человеком, когда акт познания влечёт за собой какое-то изобретение, новаторство.
   А можно ли поспорить с самой природой и изобрести нечто такое, что бы ей противоречило? Одним из таких направлений родившемся ещё в конце  Средневековья является проблематика Вечного двигателя. Сегодня учёными доказано, что создать такой двигатель с КПД;1 (КПД-Коэффициент Полезного Действия), то есть, который запущенный раз работал бы сам по себе – невозможно. Это противоречит закону сохранения энергии. Простыми словами говоря: тело обладающее энергией не может произвести энергии больше, чем оно обладает. При этом часть превращённой энергии уйдёт на: трение, сопротивление воздуха и т.д. Проблема чистого эксперимента усложняется наличием такой природной силы , как гравитация, наличие воздуха. КПД (Коэффициент Полезного Действия) любого самовоспроизвдящегося движения будет  всегда <1. Толкните маятник , и возвращаясь в крайние положения он будет всё меньше и меньше отходить от центра пока не остановится совсем.
               
-Эвик, а ведь Маятник Фуко – тоже реальная имитация вечного движения.
- Да, история его создания уникальна, думаю, что необходимо её рассказать. Маятник, изобретённый Фуко, есть обычный маятник, только с удлинённой нитью, качнув его раз вдоль меридиана, то есть в направлении север-юг, он начинает маятниковое движение смещаясь постепенно по кругу в южном полушарии против часовой стрелки , а в северном – по часовой. Публичный опыт проведённый Фуко в марте 1851 года в парижском Пантеоне доказывал собравшейся публике , что Земля вращается вокруг своей оси, заставляя маятник беспрерывно колебаться.
- Незадолго до этого события Галилею пришлось отрекаться перед судом за своё открытие о вращении Земли вокруг Солнца.  Ведь официальная версия была религиозной догмой о том, что в центре мироздания находится Земля,  а Солнце и планеты вращаются вокруг неё!
- Но к счастью, мир открываемый научным мировоззрением оказался намного сложнее и прекрасней. Шаг за шагом, открывая этот мир все его «чудеса» становились на свои места и имели свои объяснения.  Человек просвещался истинным светом знания.
- И сегодня Маятник Фуко обладает мощной демонстративной силой. Его можно увидеть и в Парижском Пантеоне и  в Музее Искусств и ремёсел.  Есть он в Мурманске, в Москве, Новосибирске, в Петербуржском Планетарии. Вид его бесконечного колебания производит сильнейшее впечатление и составляет гордость Человека-изобретателя.

В задачнике по физике Петра Леонидовича Капицы на эту тему имеется интересная задача:
«Астрономические наблюдения показывают, что на планете Венера полная облачность, так что «жители» Венеры лишены возможности наблюдать небесные светила. Опишите, каким методом они могли бы точно измерить длину своих суток.»*
Вернёмся к проблеме Вечного Двигателя.
Дело в том, что изобретательство в этой области шло впереди научных открытий. Первые проекты В. Д. относятся к 13 веку. Виллар д Оннекур, 1245 год, и Пьер де Маренкур,  1269 год, - представляли  публике свои проекты. Трудно  предположить – насколько они были работоспособны, но великий естествоиспытатель эпохи Возрождения Леонард да Винчи пару веков спустя  писал в своих мадридских тетрадях: «Стремление создать вечное колесо – источник вечного движения – можно назвать одним из бесполезных  заблуждений человека. На протяжении многих столетий все, кто занимался вопросами гидравлики, военными машинами и прочим, тратили много времени и денег на поиски вечного двигателя. Но с ними происходило то же, что и с алхимиками: всегда находилась какая-нибудь мелочь, которая якобы мешала успеху опыта…». А вскоре и Парижская академия наук  официально отказывается от рассмотрения проектов В. Д. как антинаучных.
   Проблематика  решения Вечного двигателя напрямую связана с последовавшими  лишь в конце 18 века открытиями законов  сохранения и превращения энергий.  Но как быть, если и по сей день умельцы-изобретатели колдуют над созданием Вечного двигателя, и споры о его возможности не утихают до сих пор, а интернет пестрит чудо машинами, которые и впрямь «движутся сами»? Дело в том, что одна половина человечества очень любит верить чудесам, а другая половина просто путает В. д. с дармовыми источниками энергии.
   Мы помним: ничто не может противоречить природе., быть чудом или необъяснимым явлением. Всё в мире относительно, и этот принцип мы должны применять к таким понятиям, как «вечность» и «движение».
   Для того, что бы сойтись в понимании вопроса мы должны сойтись в понимании терминов. Что именно в Вечном двигателе понимать под «Вечностью»? Каков будет её актуальный размер?
- Вечность в размерах жизни вселенной – одно, вечность в размерах жизни планеты – другое, вечность в размерах жизни нашей цивилизации – третье.
Если так называемый В. д. использует земную гравитацию, то он «вечен» пока существует Земля, если В. д. использует мощность течения реки – то до той поры пока существует река, или , если в устройстве используется магнит – то до конца его срока годности ( пока не размагнитится).
   Понятие «двигатель» так же следует отличать от понятия «движение». Двигатель подразумевает под собой не только собственное движение, но и выполнение полезной работы. То есть в чистом виде В. д. должен помимо собственного движения выделять энергию на что-то ещё, то есть отдавать больше энергии, чем получил. Это противоречит не только законам сохранения энергии, но и обыкновенной логике.
   Рассмотрим понятие «Вечное движение». Относительно «Вечные движения» мы наблюдаем  в природе: движение планет по орбитам, энергия Солнца, энергия тяготения, энергия ветра, течения рек, броуновское движение молекул и т. д. Относительное  - потому, что любому этому движению наступит конец, энтропия – согласно 2-му закону термодинамики. Это явления природы, и их мы воспринимаем как данность.
   Полезность  исследований возможности В. д. не в том, что бы преодолеть законы природы, а в том, что бы направить их на службу человеку. Исследуя проблематику В. д. учёные  постепенно шли к пониманию  фундаментальных законов природы. Так, Стевин в своём труде «Начала равновесия» (1587 год) выводит закон равновесия сил на наклонной плоскости. «Галилей, исходя из положения, что тяжёлое тело не может подняться выше того уровня с которого оно упало открывает закон ИНЕРЦИИ. Майер, Джоуль, Гельмгольц и др. так же делают теоретические выводы исходя из невозможности создания В.д.»   *БСЭ, 1951 год, том 7, стр. 607
   Побочные открытия законов природы в том числе первого и второго закона термодинамики были сделаны в том числе благодаря исследованиям возможности создания В. д.  Благодаря этим исследованиям были открыты новые источники энергии от ветряной до ядерной, от солнечных батарей до гидроэлектростанций, от энергии приливов до энергии термальных источников. Практическое применение – важнейшее дело в освоении бесчисленных источников энергии. А сколько их ещё не открыто! И это уже сегодня вопрос общепланетарного масштаба, когда человечеству просто необходимо искать замену сжигаемому топливу – углеводородам, что бы восстановить чистоту планеты.
   Мы не должны сужать  свои поиски из-за запретов, мы должны комбинировать свойства природы, находя полезные решения. А вечным, или нет будет наш двигатель – не важно, важно то , сколько пользы он сможет принести людям.
   Если признать В. д. машину черпающую свою энергию из возобновляемых («вечных») природных источников, таких, как – гравитация, солнечная энергия, течение рек и т.д., то такой двигатель  вполне возможен, и его работа не противоречит законам природы. Для изобретателя сегодня на первое место выходит полезность  его детища. Почему? Об этом ты узнаешь в следующих главах.
На рисунке к этой главе разме-
щена модель  неработающего
Вечного Двигателя. Дело в том,
по задумке шары откинутые
вправо не перевешивают
оставшиеся слева . Для запуска
этой системы не хватает ещё
одного элемента. Если учесть,
что шары металлические, то
магнит перетягивающий
верхнюю палочку с шаром
мог бы оживить всю систему…

Эвик, а как ты думаешь, как распознать изобретателю
полезно ли будет его изобретение или нет?
- Думаю, что полезность изобретения диктует само время
в котором он живёт, актуальность, востребованность для
своего времени.
- То есть сначала он должен изобрести на свой страх и риск
не понадобиться никому, а потом наблюдать за результатом.
- Да, может быть и так. Главное, чтобы это изобретение
не принесло человечеству больше вреда, чем пользы.
- Да , такие случаи история знает и в следующих главах
об этом будет рассказано.










Да, вечного двигателя не существует в идеальном виде. Но это не значит, что его невозможно изобретать и создавать  в любых других видах, которые не противоречат законам физики!
Не только можно, но и нужно изобретать!









*Литература: Капица П. Л. Физические задачи. — М.: «Знание», 1966. — 16 с.