Вечный двигатель
Вечное движение
(Perpetuum mobile). Под этим названием обыкновенно подразумевается машина, способная не только поддерживать свое собственное движение неопределенно долгое время, но и производить сверх того полезную механическую работу, не требующая поддержки движения извне какою-нибудь силою, то есть машина, способная создавать энергию из ничего. Осуществление такой машины было излюбленной мечтою множества изобретателей в старину, когда основы механики были еще не выработаны и невозможность создания энергии из ничего не была еще признана основным законом окружающей нас природы, полученным как вывод из всей совокупности наших сведений о ней. Но закон сохранения энергии (см. это слово) был открыт О. Майером в 1845 г. и получил право гражданства в науке только во второй половине XIX столетия; раньше самые выдающиеся ученые должны были решать этого рода вопросы своими частными соображениями, без помощи подходящих заранее установленных научных фактов и формул. Поэтому только немногие светлые умы выяснили себе невозможность В. движения. Так, Ньютон в начале своих «Principia» приводит одно положение, в силу которого В. движение невозможно в области механики; Лейбниц и Стевин принимали это как аксиому. В 1775 г. Парижская академия наук постановила не принимать к рассмотрению описаний В. движения, так же как и решения квадратуры круга и задачи удвоения куба (см. эти сл.). Со своей стороны, природа представляет нам множество примеров движения, продолжающегося веками: достаточно вспомнить движение светил небесных, ветры, волны морские, течение рек, приливы и отливы. Источник энергии, производящей все эти движения, был хорошо выяснен только недавно; раньше вовсе не казалось нелогичным стараться произвести, по-своему, для своих надобностей, то, что в природе уже существует. Поэтому не удивительно, что между лицами, искавшими В. движение, мы находим такие имена, как Леонардо да Винчи, Папин, И. Бернулли и др.
Число лиц, занимающихся В. движением, в настоящее время может быть не меньше, чем в старину, только все они принадлежат уже не к числу ученых. Недоучившийся изобретатель обыкновенно смешивает силу и работу силы (см. эти сл.), не знает, что в самой совершенной машине есть трение, что по одному этому всякая машина производит меньше работы, нежели сколько затрачено на ее движение. Машины полезны по другим причинам, но всегда механическая выгода, ими приносимая (то есть работа, ими производимая), меньше расхода, которого они требуют (то есть работы в каком бы то ни было виде, производимой какими бы то ни было физическими деятелями, нужной для приведения машины в действие). Bсе эти и подобные соображения, вытекающие из закона сохранения энергии, не известны ищущим В. движения. Невозможность получения В. движения при помощи известных нам сил природы так хорошо установлена, что может даже служить верующему в науку образованному изобретателю удобным критериумом: если предполагаемый процесс ведет к созданию энергии, то он невозможен, и в рассуждении его автора скрывается какая-либо ошибка. Но с самоучками повторяется и теперь та же история процесса изобретения, что и в старину; рассматривая придуманную комбинацию во всей ее сложности, они оказываются бессильными разобраться в такой массе подробностей, а желание ycпеxa у них так сильно, что они разрешают сомнение в свою пользу. Так, напр., в 1881 г. в физическую лабораторию С.-Петербургского университета привез модель В. движения столяр из г. Гродно X. К. Это было колесо, вращающееся около наклонной оси, как в топчаке, на нем висели 1 3 равных гирек; с помощью зубчатых колес, неосуществленных на модели потому, что у автора «не доставало средств», опускающиеся гирьки должны были поднимать друг дружку и тем поддерживать движение без конца. Изобретатель признавал, что одна гирька ничего сделать не может, «но их 13, они друг дружке помогают». Страстное желание успеха, неясность идей, недостаток средств, чтобы исполнить механизм «как следует», повторяются в истории почти всех изобретателей В. движения, как в старину, так и теперь.
Самое старинное описаниe механизма, дающего будто бы В. движение, находится в рукописи архитектора Виларс де Гонекорт, относящейся к XIII столетию и хранящейся в парижской Ecole des Chartes. Автор говорит, что искусные работники часто старались сделать колесо, которое вертелось бы само собою, и дает грубый рисунок колеса с нечетным числом молоточков, привешенных к его окружности. Механизмы этого типа очень часто повторялись впоследствии, к нему же вероятно принадлежало и колесо Орфиреуса, обратившее на себя внимание Петра Великого в 1715 г. Осмотреть машину поручено было Остерману, о ней спрашивалось мнение Лейбница и Вольфа; последний выразил очень осторожно мысль, что если бы секрет Орфиреуса перешел в руки разумных математиков, то его можно было бы усовершенствовать, и это послужило первым поводом к переговорам о приглашении Вольфа на службу в Россию. Наконец, в 1722 г. библиотекарю Шумахеру, посланному за границу для собирания книг, раритетов для кунсткамеры и других поручений научного характера, приказано было: «С Орфиреом о перпетуе мобиле говорить, ежели возможно будет и господин Вольф за полезное рассудит, о том с ним договариваться». Когда Шумахер предложил ему пригласить двух славнейших математиков, чтобы они рассмотрели его машину, дав предварительно присягу, что никому не выдадут секрета, и поступить согласно их решению, то «последняя речь изобретателя была: на одной стороне положите 100000 ефимков, а на другой я положу машину», которая «верна есть и никто же оную похулить может, разве из злонравия, и весь свет наполнен злыми людьми, которым верить весьма невозможно». Так, пpиoбретение машины Орфиреуса для Петра и не состоялось. Другой распространенный тип В. движения, основанного на действии тяжести, это водяной двигатель, накачивающий воду обратно в тот же резервуар, из которого он сам ее получает, но в количестве, превышающем трату. Иногда тут применялись еще неправильно понятые законы гидростатического давления или капиллярные силы (см. Волосность). Магнетизм не столь часто применялся изобретателями вечного движения, как можно было ожидать. В «Математической магии» епископа Вилькинса, написанной в XVII столетии, упоминается очень простой проект этого рода: магнит притягивает стальной шарик, поднимающийся по наклонной плоскости; не доходя еще до магнита, шарик проваливается в отверстие и катится на свое прежнее место, у основания наклонной плоскости. Другие предлагали просто вводить между магнитом и притягиваемым телом вещество, не пропускающее магнитных сил, чтобы временно уничтожить притяжение. Английский сапожник Спенс даже нашел какое-то черное вещество, будто бы обладающее этим свойством, о чем Брюстер упоминает в письме, напечатанном в «Annales de Chimie» 1818 г., и говорит даже, что капитан Кетер видел самую машину и уверился, что она решает свою задачу. В настоящее время нет причин сомневаться, что введение такой заслонки в магнитное поле потребовало бы ровно столько работы, сколько надо, чтобы оправдался закон сохранения энергии. Бернулли хотел дать научное основаниe бывшему в его время в ходу объяснению поднятия воды из морей в реки действием капиллярных сил и считал возможным устройство особенного типа В. движения. Здесь рассуждение верно, но одно из произвольно выбранных положений не соответствует действительности. В общих чертах Бернулли рассуждал так: если бы мы имели смесь двух жидкостей разного удельного веса и погрузили в нее трубку, у которой нижний конец закрыт перепонкою, пропускающею одну только легкую жидкость, то эта последняя стала бы подниматься в трубке выше уровня окружающей смеси, и перетекать назад в общий резервуар в случае, когда выдающаяся часть трубки достаточно коротка. Однако, перепонка такого рода не существует; эндосмос только вначале дает явление, с виду подобное вышеописанному, но не может поддерживать движение неопределенно долгое время без участия посторонней энергии.
В настоящее время понятие о невозможности создавать энергию из ничего так распространилось, хотя и не под таким научным названием, и в среде образованных людей, что сделало современных изобретателей В. дв. осторожнее; теперь они уже выступают с разными двигателями, в которых создание энергии из ничего замаскировано более или менее искусно. Таков, напр., «нуль-двигатель» американца Кили (Zero-motor, Keely). Журнальные сведения об этом двигателе крайне противоречивы; по «Scientific American» (название журнала), желающим показывают вполне прикрытую машинку с одним наружным колесом; в ее резервуар наливают воду из водопровода, и колесо начинает вертеться. Когда же один приглашенный пришел позднее назначенного времени, то колесо, хотя и завертелось, но через несколько минут остановилось, вследствие «расстройства еще не доведенного до совершенства механизма». Акционерная компания для эксплуатации двигателя Кили осуществилась, но о действиях ее ничего не слышно. Нельзя причислять к машинам, дающим В. движение в собственном смысле, разные приемники сил природы, хотя бы они по внешнему виду и были близки к ним. Источником энергии, приводящей в движение водяные и ветряные двигатели, а также солнечные машины Эриксона, служит Солнце; двигатели, приводимые в движение приливной волною, заимствуют свою энергию от живой силы вращения земли; все эти машины могут давать серьезные количества полезной работы. Но были проекты пользоваться разностью температуры дня и ночи, воздуха и воды в реках, изменениями атмосферического давления, даже сквозным ветром в дурно устроенной квартире. Таких источников энергии достаточно для самозаводящихся часов, но для получения значительной механической работы им надо было бы придавать неудобно большие размеры. Наконец, известное электрическое перпетуум-мобиле Замбони (маятник, качающийся между двумя сухими электрическими столбиками) перестало быть для нас В. движением и перешло в разряд электрических двигателей (см. это сл.).
История В. движения см. в кн. Н. Dirks, «Регpetuum mobile; or search for Self-Motive Power during the XVII, XVIII, XIX centuries» (Лондон, 1861-70). Сношения Петра В. с Орфиреусом, и отчет Шумахера в книге Пекарского: «Наука и литература при Петре В.» (т. I, 1862).
- В статье воспроизведен материал из Большого энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона.
Вечный двигатель (по-лат. — перпетуум мобиле), воображаемая машина, которая, будучи пущена в ход, может вечно и безостановочно совершать работу, не требуя поддержки движения извне какой-нибудь силою. Осуществление этой задачи чрезвычайно интересовало изобретателей в прошлые времена. Даже и теперь иногда находятся любители, изощряющиеся над построением вечного двигателя, тогда как с установлением закона сохранения энергии (см.) стала очевидна невозможность существования вечного двигателя. Такая машина выделяла бы больше энергии, чем получала, то есть создавала бы ее из ничего, тогда как даже самая совершенная машина дает меньше работы, чем затрачено на ее движение, уже по одному тому, что в каждой машине есть трение, поглощающее часть энергии. Вечным двигателем 2-го рода называют такую воображаемую машину, которая, будучи раз пущена в ход, двигалась бы вечно, не совершая полезной работы.
Однако и такая машина, хотя она и не противоречит закону сохранения энергии, все-таки невозможна, так как затраченная на приведение ее в действие энергия будет постепенно вследствие трения превращаться в тепло и рассеиваться в окружающем пространстве, благодаря чему машина остановится. См. Полезного действия коэффициент, Трение, Сохранения энергии закон и Рассеяние энергии.
Н. Д.
Литература:
- Ихак-Рубинер Ф., Вечный двигатель (perpetuum mobile), M., 1925;
- Андреев Н. Н., Энергия и законы ее использования, М., 1922.
- В статье воспроизведен текст из Малой советской энциклопедии.
