«Вечные двигатели»
О «вечном двигателе», «вечном движении» часто говорят и прямом и переносном смысле слова но не все отдают себе отчёт, что, собственно, надо подразумевать под этим выражением. Вечный двигатель — это такой воображаемый механизм, который безостановочно движет сам себя и, кроме того, совершает ещё какую-нибудь полезную работу (например, поднимает груз). Такого механизма никто ещё не построил, хотя попытки изобрести его делались уже давно. Бесплодность этих попыток привела к твёрдому убеждению в невозможности вечного двигателя и установлению закона сохранения энергии — фундаментального утверждения современной науки. Вечное же движение — явление непрекращающегося движения без совершения работы.
На рис. 49 изображён мнимый самодвижущийся механизм — один из древнейших проектов вечного двигателя, часто и теперь возрождаемый неудачливыми фанатиками этой идеи. К краям колеса прикреплены откидные палочки с грузами на концах. При всяком положении колеса грузы на правой его стороне будут откинуты дальше от центра, нежели на левой; эта половина, следовательно, должна всегда перетягивать левую и тем самым заставлять колесо вращаться. Значит, колесо должно вращаться вечно,— по крайней мере йо тех пор, пока не перетрётся его ось. Так думал изобретатель. Между тем, если сделать такой двигатель, он не будет вращаться. Почему же расчёт изобретателя не оправдывается?
Вот почему: хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, но неизбежно такое положение, что число этих грузов меньше, чем на левой. Взгляните на рис. 49: направо всего 4 груза, налево же — 8. Оказывается, что вся система уравновешивается; естественно, что колесо вращаться не станет, а, сделав несколько качаний, остановится в таком положении.
Теперь доказано непреложно, что нельзя построить механизм, который вечно двигался бы сам собой, выполняя ещё при этом какую-нибудь работу. Совершенно безнадёжно трудиться над такой задачей. В прежнее время, особенно в средние века, люди безуспешно ломали головы над её разрешением и потратили на изобретение «вечного двигателя» (pеrpetuum mobile — по-латыни) много времени и труда. Обладание таким двигателем представлялось даже более заманчивым, чем искусство делать золото из дешёвых металлов.
У Пушкина в «Сценах из рыцарских времён» выведен такой мечтатель в лице Бертольда.
«— Что такое pеrpetuum mobile? — спросил Мартын.
— Реrpetuum mobile,— отвечает ему Бертольд,— есть вечное движение. Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому… Видишь ли, добрый мой Мартын! Делать золото — задача заманчивая, открытие, может быть, любопытное и выгодное, но найти «pеrpetuum mobile … о!..»
Были придуманы сотни «вечных двигателей», но ни один не двигался. В каждом случае, как и в нашем примере, изобретатель упускал из виду какое-нибудь обстоятельство, которое и разрушало все планы.
Вот ещё образчик мнимого вечного двигателя: колесо с перекатывающимися в нём тяжёлыми шариками (рис. 50). Изобретатель воображал, что шары на одной стороне колеса, находясь всегда ближе к краю, своим весом заставят колесо вертеться.
Разумеется, этого не произойдёт — по той же причине, как и с колесом, изображённым на рис. 49. Тем не менее, в одном из городов Америки, столь падкой на
всякого рода рекламу, устроено было в рекламных целях, для привлечения внимания публики к кафе, огромное колесо именно подобного рода. Конечно, этот «вечный двигатель» незаметно приводился в действие искусно скрытым посторонним механизмом, хотя зрителям казалось, что колесо двигают перекатывающиеся в прорезах тяжёлые шары. Модель такого механизма, как поучительная физическая головоломка, показывалась посетителям Ленинградского «Павильона занимательной науки». В том же роде и другие образцы мнимых вечных двигателей, выставлявшиеся одно время в витринах часовых магазинов для привлечения публики: все они незаметно приводятся в движение электрическим током.
Один рекламный «вечный двигатель» доставил мне однажды не мало хлопот. Мои ученики-рабочие были им настолько поражены, что оставались холодны к моим доказательствам невозможности вечного двигателя. Вид шариков, которые, перекатываясь, вращали колесо и тем же колесом поднимались вверх, убеждал их сильнее моих доводов; они не хотели верить, что мнимое механическое чудо приводится в действие электрическим током от городской сети. Выручило меня то, что в выходные дни ток тогда не подавался. Зная это, я посоветовал слушателям наведаться к витрине в эти дни. Они последовали моему совету.
— Ну, что, видели двигатель? — спросил я.
— Нет,— ответили мне сконфуженно.— Его не видать: прикрыт газетой…
Закон сохранения энергии вновь завоевал доверие и более уже не утрачивал его.
Занимательная физика Ч-1 Я.И. Перельман