Энергетика. XIX в От человека умного к человеку разумному

Сначала семидесятых гг. XIX в. в маленьком посёлке Модвилл американского штата Огайо некоторый предприимчивый человек решил выстроить лесопилку. Событие так и осталось бы незамеченным, не вознамерься изобретатель оснастить её движком своей конструкции. Причём механизм должен был работать без помощи других (без использования энергии пара или воды), непрерывно и неограниченно долго. Полностью уверенный в осуществимости данной идеи, американец не удосужился даже изготовить модель собственного детища, а сразу же принялся за стройку. На мощные опоры высотой около 4,5 м он водрузил огромную бочку, вмещавшую 100 вёдер воды, и совместно с семьёй наполнил ее вручную. Предполагалось, что вода из бочки польётся по трубе в маленький бочонок, стоящий на земле, а по пути будет вращать водяное колесо. Система ремней и рычагов приведёт в движение насос и пилу; насос станет перекачивать воду из бочонка наверх, а пила — превращать брёвна в доски. Закупив довольно леса, изобретатель нанял рабочих и объявил, что пускает свою лесопилку в ход. Посмотреть на диковинную машинку пришли сотни людей. Кран открыли, колесо повернулось, и... под смех собравшихся вода из переполнившегося бочонка потекла на землю. Попытка построить постоянно работающий источник даровой энергии провалилась. Владелец лесопилки в затее разочаровался, продал всё, на что нашлись покупатели, и занялся более реальным делом. История, произошедшая в южноамериканском посёлке, характерна и поучительна. Сконструировать вечный движок — машинку, которая, если её однажды привести в движение, будет работать сама по себе, не требуя источников энергии и никогда не останавливаясь, желали не одно столетие. Пример постоянно перед очами: Солнце, Луна и планеты непрерывно передвигаются по небосводу, реки безостановочно текут в море, а приливы всегда сменяются отливами. Такое вечное движение именовалось по-латыни «perpetuum mobile naturae» — «природное вечное движение». Оно как как будто неопровержимо свидетельствовало о том, что можно выполнить и «искусственное вечное движение» — <• perpetuum mobile artiticae» Трудно сказать, кто и когда в первый раз разработал проект вечного мотора. Считается, что самое раннее упоминание о нём содержится в трактате индийского математика и астронома Бха'скары Ача'рьи (1114— 1185), написанном около 1150 г. В Европе 1-ый узнаваемый чертёж вечного двигателя оставил выдающийся французский инженер и конструктор Виллар де Оннекур в собственной «Книжке рисунков» (1235—1240 гг.). Не прошло и 40 лет, как другой французский учёный, Пьер де Марикур, сочинил трактат о магнитных явлениях, где предлагал получать вечное движение с помощью системы неизменных магнитов. Эти проекты так и остались на бумаге, а первый вечный движок выстроил в середине XVII в. Эдуард Сомерсет маркиз Уорчестерский (1601 — 1667), придворный британского короля Карла I. В сочинении Сомерсета, человека необыкновенно изобретательного, с богатой фантазией, чертежи «perpetuum mobile» находились под номером 56. До нашего времени они не дошли, и сейчас известно только, что машинка имела вид колеса диаметром более 4 м, а по его окружности располагалось 14 грузов по 25 кг каждый. Некое устройство сдвигало грузы с одной стороны колеса на 0,3 м далее от оси, чем с иной. Вечный двигатель запустили в английском Тауэре. По отзывам современников (а именно, барона Гамильтона и самого короля), испытание прошло успешно, вызвав восторг присутствующих. И всё же маркиз собственный движок почему-то забросил и больше к нему не возвращался... Мысль маркиза Уорчестерского — колесо, имеющее неизменный перевес с одной стороны и потому непрерывно крутящееся под действием силы тяжести, — породила массу проектов и конструкций. Все они, но, надежд не оправдывали и работать отрешались. Однако заманчивая цель — получить работу из ничего и даром — подстёгивала изобретателей. Со временем вечные двигатели становились всё сложнее. Пробовали вынудить работать в них воду и ртуть, которые переливались снутри колеса из одной ёмкости в другую, либо тяжёлые шары, катавшиеся по желобам. Жидкости поднимали с помощью насоса. Выливаясь, они должны были вращать турбину, приводящую в движение тот же насос. Заместо насоса пробовали применять капиллярные силы и полупроницаемые мембраны, которые разделяли воды, имеющие разную плотность. Ворачивались и к идеям де Марикура: создавали разнообразные конструкции с неизменными магнитами. Когда же в конце XIX в. возникли электрические машины неизменного тока, их пробовали соединять так, чтоб электромотор вращал генератор, его питающий... Почти каждый изобретатель надеялся получить от собственной конструкции избыток энергии и применять его для полезной работы. Несмотря на все ухищрения. <• pcrpetiuim mobile artiftcae» упрямо не желал воплощаться в действительность. И были люди, которые ясно понимали всю бесперспективность идеи. «ИСКАТЕЛИ ВЕЧНОГО ДВИЖЕНИЯ, СКОЛЬКО ПУСТЕЙШИХ Планов ВЫ ПУСТИЛИ В МИР!» Эти слова принадлежат великому Леонардо да Винчи. Он был первым, кто доказал, что неважно какая система грузов, как бы они ни размещались на рычаге или колесе, постоянно скоро приходит в равновесие. Записи великого учёного, к сожалению, совсем неразборчивы, и прочесть их удалось только в конце XVIII в. Спустя 100 лет опосля Леонардо, ничего не зная о его работе, британец Джон Уилкинс (епископ Честерский) провёл свои исследования и пришёл к тому же выводу. Однако существовал ещё один распространённый тип механических вечных движков, который нельзя было изучить методом да Винчи и Уилкинса. В конструкции этих движков вечное движение «обеспечивалось» тяжёлой цепью либо ремнём, переброшенным одной, более длинной, стороной через систему блоков. Нидерландский инженер, механик и математик Симон Стевин (1548— 1620) доказал, что и таковая механическая система не способна совершать вечное движение. Общественная теория, показывающая, что «perpetuum mobile artificae» хоть какого типа существовать не может, появилась много лет спустя. ЗАКОН Жесток, Однако ОН ЗАКОН Речь идёт о законе сохранения энергии — одном из основных законов природы. Он полностью универсален; справедлив и в масштабах Вселенной, и в мире элементарных частиц: энергия не возникает и не исчезает бесследно, а лишь переходит из одной формы в другую. В механических устройствах потенциальная энергия их частей (к примеру, поднятых грузов либо запаса воды) преобразуется в кинетическую энергию вращения колёс, качения шаров, течения жидкости. Эти энергии равны, никакой работы при их преобразовании не совершается. И машинка, не имеющая наружного источника энергии, в идеальном случае способна лишь нескончаемо долго поддерживать собственное движение. Однако даже такой совсем бесполезный для практики вариант вечного мотора выстроить нельзя. Любое реальное движение сопровождается трением, которое превращает механическую энергию в тепловую. Детали механизма нагреваются, тепло безвозвратно рассеивается в пространстве, и машинка, израсходовав начальный запас энергии, останавливается. То же можно сказать и о любых остальных силах — упругости пружин, магнитного взаимодействия, капиллярности, — способных работать в движке. Если устройство совершит полный цикл движения и придёт в первоначальное состояние под действием таких сил, их работа окажется равна нулю. Ни одно устройство, какой бы принцип ни лежал в его базе, не может работать без источника наружной энергии. А означает, вечный двигатель создать нельзя. Одним из первых это положение доказал французский математик Филипп де Лагир, который в 1678 г. направил соответственный мемуар в Парижскую академию наук. Практически сто лет спустя Академия официально постановила, что «не будет разглядывать никакой машинки, дающей вечное движение». Тем не менее, поток фантастических предложений не прекратился; не иссяк он и до сих пор. И в конце XX в. находятся люди, конструирующие вечные движки. На изобретателей не действуют ни доводы рассудка, ни теоретические подтверждения, ни даже абсолютная неработоспособность сделанных ими устройств. Более того, в последней четверти XIX столетия появилась новая соблазнительная мысль — получать энергию из фактически неисчерпаемого источника, по-прежнему не давая ничего взамен.

Умение изобретать, делать и применять технику — таковой же признак человека, как хождение на 2-ух ногах, способность к мышлению, речи и совместному труду. Иначе говоря, человек, техника, язык, общество и кооперативный труд появились в результате 1-го процесса — постепенного перевоплощения древнейших гоминид в людей современного типа. Почти все животные способны к сложным действиям, очень схожим на разумные. Бобры сооружают плотины. Искусно изготовлены термитники, пчелиные соты, птичьи гнёзда... Однако, создавая их, животные действуют инстинктивно — как диктует им врождённый, безусловный, рефлекс. Строя жилье, они не изобретают, а только воспроизводят действия, запрограммированные природой для каждого конкретного вида. Потому-то гнездо пеночки в конце XX в. смотрится так же, как и века назад. В отличие от животных человек для ублажения своих потребностей употребляет орудия труда — типичные продолжения рук, во много раз увеличивающие их способности .

этом люди действуют не инстинктивно, а сознательно, уместно: заблаговременно определяют цель, обдумывают способ и средства ее заслуги, подбирают необходимый материал, намечают последовательность операций. По другому говоря, ещё до того, как приступить к изготовлению техники, человек как бы создаёт ее в голове, в мыслях, т. е. разрабатывает проект того, что ему необходимо. А проектирование — уже творчество, сознательное созидание нового, того, чего в природе ещё не существовало. На такие деяния до человека не было способно ни одно животное. Изготовка и применение техники изменили взаимоотношения человека с природой. Люди не только берут у неё готовую пищу, растительные волокна, кусочки дерева либо камня, но и создают из природных веществ новейшие, искусственные материалы и предметы. Изготовка каменных, а затем и железных ножей, топоров, древесной и глиняной посуды — это уже материальное производство, без которого население земли не может существовать. Поначалу материальное производство не достаточно влияло на природу. Однако с каждым тысячелетием объём искусственно сделанных технических изделий увеличивался и потребности человека в естественных материалах возрастали. Создание требовало всё огромных умственных и физических затрат, и люди, развивая навыки предков, живших сворами либо стадами, равномерно начали объединять свои трудовые усилия. А общий труд был невозможен без предстоящего развития культуры и главенствующего средства передачи информации — языка. Так происходило становление человека и формировалось его сознание. Человек умелый преобразовывался в человека разумного (Homo sapiens).