Союз науки и авантюризма
Особенно много проектов вечных двигателей появляется в XVI–XVII веках, в эпоху перехода к машинному производству. Учёные и фантазёры-самоучки, мало или совсем не знакомые с основами физики и механики, пытаются комбинировать простые механизмы в более сложные, но… всё равно получить от машины больше энергии, чем было затрачено на её работу, не удаётся.
Если бы конструкторы изучили труды Галилея, они знали бы это заранее. Галилей, как до него Стевин, ставил опыты с рычагами и блоками, наблюдал за скатыванием шаров по наклонной плоскости и пришёл к заключению, что с помощью простых механизмов невозможно получить даровую работу.
Галилей, изучая качания маятника, убедился: сила тяжести, разгоняя и замедляя маятник при его размахах,
не может произвести большую работу, чем та, что была затрачена в первоначальном толчке или при первоначальном отклонении маятника.
Но «вечные» машины продолжают появляться на свет!
Ни одна из них не даёт бесплатной работы, каждая приносит своему творцу разочарование. И каждая обогащает науку, заставляет учёных приблизиться ещё на шаг к истине, к пониманию запретов природы.
Всплеск веры в возможность создать вечный двигатель произошёл после изобретения электрических машин. Эта вера окрылила пивовара и физика Джоуля, человека практичного и предприимчивого. Он воспользовался вольтовой батареей и запустил от неё электродвигатель собственной конструкции. Батарея быстро выдохлась, и Джоуль смирился с неудачей: цинк в батарее съедался, а менять его стоило довольно дорого. Джоуль не стал упорствовать и оправдал свою неудачу оригинальным расчётом: он пришёл к выводу, что лошадь никогда не будет вытеснена электродвигателем, так как прокормить её дешевле, чем менять цинк в батареях. Эта работа не увенчалась созданием перпетуум-мобиле. Но сыграла огромную роль в исследовании количественных соотношений между теплотой и механической энергией.
Неудача Джоуля не отрезвила энтузиастов — волны научного прогресса приносят всё новые и новые варианты перпетуум-мобиле! Но какие идеи ни используют конструкторы, какой принцип действия вечного двигателя ни применяют, порочный круг неудач повторяется — полезная работа всегда меньше затраченной.
Здесь уместно подчеркнуть, что ликвидация трения в механизме не превратила бы его в вечный двигатель, не спасла бы идею. Ведь заманчивым является не пустое подражание вечному небесному движению или движению атомов, которое действительно происходит без трения. Разумеется, величественное кружение светил — впечатляющее явление, но для практических нужд бесполезное. Получение бесплатной энергии без затрат топлива — вот что изменило бы ход цивилизации. Просто вечное или почти вечное движение можно, пожалуй, осуществить с помощью большого маховика, вращающегося на хороших шариковых подшипниках. Но если от такого механизма попробовать отбирать энергию, он раньше или позже остановится. Вечный источник энергии, по идее, должен работать сам по себе, не только подкармливая себя, но и работая на «хозяина». Только такой вечный двигатель мог бы дать баснословные прибыли. Из-за них-то и возникал ажиотаж вокруг машин, выдаваемых за вечные. Ради этого предприниматели шли на любые расходы и сулили огромные вознаграждения…
И всё-таки перелом приближался. Зрело убеждение несостоятельности жадной мечты о бесплатной работе. В этой главе мы встретились с первым учёным, попытавшимся развенчать идею вечного двигателя. Теперь нам предстоит встретиться с тем, кто не только ясно понял, но и чётко изложил всеобщий закон, запрещающий возможность создания вечного двигателя.
«Сколько употреблено на сон, столько отнято от бдения»
Этот учёный родился далеко от цивилизованных центров, в заснеженном уголке, где большинство жителей не только не слышало о вечном двигателе или спорах о теплоте, магнетизме, электричестве, но и не обращало особого внимания на самое впечатляющее проявление этих сил, которым славится край, — на потрясающее воображение северное сияние. Знамение, гнев божий — дальше этого не простиралась пытливость поморов, жизнь которых проходила в тяжёлой борьбе за существование.