Золотою мрією людства у всі століття було створити такий пристрій, яке виробляло б роботу, нічого при цьому не споживаючи і не витрачаючи власних ресурсів, – вічний двигун (перпетуум мобіле на латині).
Перші описи подібного пристрою зустрічаються в стародавніх арабських та індійських рукописах.
Виникає питання: перпетуум мобіле – що це таке?
Двигун Бхаскары
Індійський астроном і математик Бхаскара, який жив в XII столітті і написав ряд дійшли до нас праць з астрономії і математики, запропонував один з перших варіантів перпетуум мобіле. Опис вічного двигуна дійшла до нас в одному з його віршів. Вічний перпетуум мобіле представляв собою колесо, до діагональним спицям якого були прикріплені посудини із ртуттю. При обертанні колеса ртуть перетікає в судинах, змінюється центр ваги, і колесо повинно обертатися сама по собі безперервно.
Перпетуум мобіле – що це таке? Мета, до якої треба прагнути, або щось неможливе?
Винахідники вічного двигуна
Рахунок винахідників вічного двигуна йде на тисячі. Спроби створити його робили і великі люди. Серед ескізів Леонардо да Вінчі був виявлений ескіз перпетуум мобіле. Нікола Тесла і Майкл Фарадей теж намагалися створити такий пристрій.
У XVIII столітті алхімік і інженер Иохан Бесслер, відомий також як Орфіреус, створив діючу модель вічного двигуна. Пристрій являло собою дерев’яне колесо, обтягнуте тканиною, з віссю в центрі, яке оберталося в замкненій порожній кімнаті 14 днів. “Саморушні колесо” викликало сенсацію в суспільстві. Їм зацікавився навіть Петро Перший, коли чутка дійшла до Росії. Орфіреус категорично відмовився розкрити секрет свого винаходу. Служниця Бесслера, посварившись зі своїм господарем, розповіла, що колесо рухали вона і брат алхіміка, смикаючи за шнурок з сусідньої кімнати.
Залежно від розвитку науки винахідники намагалися створити двигуни з використанням магнітів, електричних батарей, водяних струменів.
Абат Джузеппе Дзамбоні створив “вічний електромотор” на основі сухої батарейки без використання кислоти. Маятник на батареях Дзамбоні працював декілька десятиріч, вже після смерті винахідника.
У 1775 р. французька академія наук оголосила, що не буде розглядати більш проблеми вічного двигуна і квадратури кола.
Варіанти вічних двигунів
Перелік конструкцій вічних двигунів можна довго продовжувати. З розвитком радіотехніки і електроніки винахідники намагалися використати для цього елементи електричних і радіосхем.
Серед цікавих варіантів:
- Водяний гвинт Роберта Флада. Водяне колесо, яке продовжує молоти зерно під дією рециркулирующей води.
- Вічні годинник Коксу, які, за його словами, були створені на основі механічних і філософських принципів.
- Батарейка Карпа, яка була створена в 50-х роках минулого століття і досі видає напругу.
- Електрична машина Ньюмана, яка, за його заявою, видає більше енергії, ніж було витрачено.
- НЛО-двигун Отіса Карра, який використовує невідому науці гравітаційну енергію.
Вічні двигуни першого роду
З розвитком теоретичної термодинаміки було сформульовано три її основних початку. Згідно з початками термодинаміки і визначаться рід перпетуум мобіле. Перше початок термодинаміки описує закон збереження енергії.
І вічні двигуни, здатні працювати і виробляти енергію, нічого не споживаючи, називаються двигунами першого роду. Закон збереження енергії є фундаментальним. Природа забороняє існування вічних двигунів першого роду.
Вічні двигуни другого роду
Другий початок термодинаміки – це принцип, що описує напрямок передачі тепла між тілами. Він описується постулатами Клаузіуса і Томсона, які забороняють передачу тепла від менш нагрітого тіла до більш нагрітого.
Вічними двигунами другого роду називають двигуни, які використовують для роботи внутрішню теплоту (енергію) замкнутої системи. Вічні двигуни другого роду – пристрої досить хитромудрі. В них не відразу можна розглянути порушення фізичних законів. Часом вони носять дуже наукоподібні назви. Наприклад, параметрична електромашина, перетворювач тепла в електрику, мотор-альтернатор, система, що створює потужність енергії електростатичного поля, і т. п. Суть від цього не змінюється.
Демон Максвелла
Для ілюстрації другого початку термодинаміки для пояснення що це таке – перпетуум мобіле, Джеймс Максвелл придумав якусь фантастичну істоту, яке знаходиться в замкнутому обсязі і, як м’ячики для пінг-понгу, кидає молекули з великою температурою в одну сторону судини, а з маленької температурою – в іншу. У результаті одна частина посудини нагрівається, а інша охолоджується без використання додаткової енергії. Якщо знехтувати енергією, яку має отримувати демон Максвелла, перед нами практично вічний двигун. Залишається придумати такого демона, який би погодився працювати, нічого не вживаючи. Образ демона Максвелла зустрічається і в літературі. У романі братів Стругацьких “Понеділок починається в суботу” демони Максвела відкривають і закривають двері УЕК. Кен Кізі використав цей образ для демонстрації взаємовідносин добра і зла в людському суспільстві. Демон Максвелла “першого роду” є і у Станіслава Лема.
Пристрої, які працюють вічно, продовжують винаходити досі. І деяким вдається навіть отримати патент. Правда, патентні бюро уникають назви “вічний двигун”, але суть від цього не змінюється. Так, у 2005 р. американець Борис Вольфсон запатентував якийсь пристрій на основі антигравітації, яке, нічого не споживаючи, створювало б силу тяжіння на борту космічних кораблів, а в 1995 р. американський патент отримав наш співвітчизник Олександр Фролов за “пристрої для створення корисної роботи без застосування зовнішніх джерел”.
Назва “перпетуум мобіле” відноситься не тільки до фізики і якимсь конструкцій. Його можна зустріти і в музиці. Так називаються швидкі музичні п’єси, які як би не кінчаються. П’єса з такою назвою є і у Шопена.
При дослідженнях певних квантових процесів іноді здається, що закон збереження енергії порушується. Потім фізики дають пояснення, але якийсь час здається, що диво можливе. Перпетуум мобіле – що це таке, як не диво!
І таке диво існує. Це вічне прагнення людини рухатися до нових горизонтів, досліджувати космос, підніматися на Еверест і спускатися в Маріанську западину.
