Вечный двигатель

Рассуждение о законах и о том, можно ли их нарушать

История ррт показывает, что изобретателям вечной дви­гателя приходилось и приходится встречаться с самыми разнообразными трудностями. Тут и недостаток средств и материалов, и недоверие окружающих, и сложности кон­струирования, изготовления и испытания... Однако все это можно в конце концов преодолеть. Остается одно, самое трудное препятствие, которое ни одному из изобретателей ррт преодолеть не удалось, — это законы природы и выте­кающие из них законы науки. Мы уже видели, что для тех, кто создавал ррт-1, таким непреодолимым препятствием стал закон сохранения энергии — первый закон термоди­намики. Дальше мы покажем, что для тех, кто пытался и пытается создать ррт-2, дополнительную, но столь же непреодолимую преграду ставит второй закон термодина­мики.

Тем не менее попытки преодолеть это основное пре­пятствие не прекращаются. До середины XIX в. (а в не­которых случаях и позже) для этого было вполне понят­ное объяснение — просто эти законы не были еще из­вестны и точно сформулированы. Но почему работа над ррт продолжается и сейчас, несмотря на то что оба закона термодинамики — и первый, и второй — четко сформу­лированы, доказаны-передоказаны, описаны во множестве

Книг, вошли в учебники? Большинство изобретателей хо­рошо знает о них. В чем же дело?

Позицию, характерную для большинства изобретателей, работающими над такими машинами, очень четко изло­жил в письме к автору этой книги один из них (В. М. Шнырь).

Письмо озаглавлено коротко и ясно: «Я не согласен». Далее написано следующее:«... я не согласен с формули­ровкой, что ррм-1 есть нарушение законов природы. За­коны, выведенные людьми не есть законы природы, а за­коны природы нигде не записаны и никем не читались. И выдавать людские законы за законы природы есть гру­бейшее нарушение сущности вещей. Если в большинстве случаев (по книге) законы людей совпадают с законами природы, то это не значит, что нет такого, когда возникает несовпадение. Тогда природа вправе сказать: «Я сама по себе, я вне людей и от их законов не завишу».

Законы людей называются наукой. А в обществе есть масса явлении, когда наука беспомощна объяснить их... Наука сумела ухватить, систематизировать и сформулиро­вать как законы сохранения, явления, ведущие к невозмож­ности ррм-1...

Рассматривая простое, никто не заметил, что есть слож­ность. А эта сложность есть система рычагов, частично в блочном виде, в целом дающее устройство с КПД > 1, а это устройство есть то самое «из ничего»из которого можно получить избыток энергии (точнее силы или мощ­ности) для построения вечного двигателя....

...Если бы Вы знали, что устройство с КПД > 1 воз­можно, то Вы не выдавали бы законы людей за законы природы и при том столь категорично.

В год издания Вашей книги... я изготовил модель пред­лагаемого устройстра с КПД > 1 в самом простейшем виде... Простейшее устройство с КПД > 1 не полу­чилось.

После этого я перебрал множество вариантов, более сложных, но все они давали теоретическое равновесие. И лишь в одном варианте (а он мало отличался от других), расчеты дали устройство с КПД> 1. Иначе (по Вашей книге) энергию «из ничего», столь нужную для построения вечного двигателя... Осталось сделать модель. В расчетах я уверен.

К слову — КПД устройства (без учета механического КПД) — более 4...»

С тех пор, как было написано это письмо, прошло более 20 лет. Но обещанный двигатель с КПД «более 400%» так и не появился.

Закон «выведенный людьми» здесь сработал и доказал в очередной раз свою правоту. Но, может быть, это «частный случай» и в другой ситуации можно будет все же этот закон обойти?

Чтобы иметь в дальнейшем прочную основу для защиты истины, нужно предварительно внести некоторую ясность в понятие «закон», проведя краткое рассуждение на эту тему. Итак, о законах.

Если посмотреть в справочниках и словарях, то мы най­дем два смысла термина «закон». Первый: «необходимая, существенная связь, отношение между явлениями и пред­метами»; второй: «обязательное общественное установле­ние (закон государственный, уголовный, религиозный и т. Д.)».

Нас, естественно, будет в дальнейшем интересовать за­кон в первом смысле, однако предварительно нужно ска­зать несколько слов и о законе как «обязательном обще­ственном постановлении».

В таких законах нужно отметить две черты. Первая из них заключается в том, что они могут быть разными при­менительно к одному и тому же случаю в разных странах и регионах в зависимости от социального строя, традиций и т. д. Могут они с течением времени и меняться, и пере­сматриваться.

Вторая черта законов, устанавливаемых обществом, со­стоит в том, что любой из них в принципе может быть нарушен; то, что за этим должно последовать наказание, не меняет дела.

Законы, отражающие «необходимые, существенные свя­зи между явлениями», напротив, не меняются в зависимо­сти от места, времени и общественного строя; нарушить их невозможно в принципе.

Необходимая, существенная связь между предметами и явлениями присуща самой природе и никак не зависит от воли людей. Она необходима, а не случайна, и при нали­чии определенных условий неизбежно проявит себя тоже определенным образом. Это проявление одинаково везде и всегда, если существуют те же условия.

Одна из самых опасных, но часто встречающихся оши­бок в трактовке законов, состоит в том, что свойства об­щественных законов непроизвольно переносятся на объек­тивные законы природы. Некоторые люди никак не могут понять до конца, что законы природы, в отличие от за­конов, установленных обществом, нельзя ни изменить, ни нарушить.

Как же так? Ведь история науки ясно говорит, что по мере ее развития законы меняются. Ведь были всякие «флогистоны», «теплороды» и «эфиры», которые теперь исчезли! Считалось, что элементы не могут превращаться один в другой, а их теперь превращают. Если бы сто лет назад кто-нибудь предложил извлекать энергию из атомов, его бы осмеяли, а сейчас работают атомные электростан­ции. Геометрия Евклида дополнилась геометрией Лобачев­ского и Римана, а механика Ньютона уже многое не мо­жет объяснить; понадобилась теория относительности Эйн­штейна! Почему же и другие законы, которые стоят на пути осуществления ррт-1 или ррт-2, тоже не могут оказаться устаревшими и неверными? То, что было верно сегодня, может стать неверным завтра!

Чтобы разобраться в том, насколько правильны эти и подобные им суждения, нужно сделать еще один шаг в раз­боре понятия «закон» и определить, что такое закон науки. В отличие от законов природы они существуют не сами по себе, а представляют собой отражение объективных свя­зей внешнего мира в сознании человека. В этом смысле они вторичны, по отношению к законам, действующим в природе.

В результате исследовательской деятельности человека они обнаруживаются, открываются и затем формулируются на соответствующем языке — словами или формулами.

Известный закон Бойля-Мариотта, например, отражает объективно существующую связь между объемом v данного количества газа и давлением р, под которым он находится. Закон можно выразить словами: «объем данного количе­ства газа (или удельный объем v) обратно пропорционален давлению р». Этот же закон можно выразить и математи­ческой формулой: pv = const.

Однако для того, чтобы судить о долговечности, «устой­чивости» научного закона, нужно определить, насколько он может соответствовать объективному закону природы, правильно его отражать. Ведь природа необычайно сложна и многообразна в своей структуре, в связях своих объек­тов и их проявлениях. Несомненно, что ни один научный закон, какими гениями ни были бы люди, открывшие его, не отражает полностью объективные связи и отношения, существующие в природе. Он может отразить их лишь не­полно, с определенной степенью приближения. По мере развития науки ее законы охватывают все более широкие области, уточняются, приближаются к закона природы, де­лаются адекватными им.

В обобщенном виде характер связи между законами природы и законами науки был четко выражен А. Эйн­штейном: «Наши представления о физической реально­сти никогда не могут быть окончательными, и мы всегда должны быть готовы менять эти представления». П. Л. Ка­пица, любивший парадоксы, говорил даже так: «Интересны не столько сами законы, сколько отклонения от них».

Значит ли это, что законы науки «смертны» и, про­жив определенный срок, заменяются из-за отклонений на другие представления, более адекватные законам природы? Если это так, то изобретатели ррт правы, рассчитывая на вполне возможное изменение законов науки, не разрешаю­щих пока действие вечных двигателей.

Нет, это не так, хотя и Эйнштейн, и Капица, как и многие другие, абсолютно правы. Как же совместить эти две, казалось бы, диаметрально противоположные точки зрения? Представления меняются, отклонения изучаются, а законы остаются незыблемыми?

Дело в том, что законы науки (в частности, физики) не отменяются, а дополняются и развиваются, а это совсем другое. Поясним это положение несколькими примерами.

Возьмем тот же закон Бойля-Мариотта, о котором шла речь выше. Как показали эксперименты, он оказывается верным лишь приближенно. При больших давлениях и низ­ких температурах зависимость между р и v приобретает более сложный характер, выражающийся более сложными уравнениями (уравнением Ван-дер-Ваальса и другими — так называемыми уравнениями состояния). Но в тех доста­точно широких пределах, где свойства газа несущественно отклоняются от идеального, закон Бойля-Мариотта рабо­тает с достаточной точностью. Более того, он всегда в этой области будет правильным, какие бы невероятные откры­тия ни произошли.

То же самое происходит и с другими законами. На­пример, закон всемирного тяготения Ньютона был допол­нен следствиями, вытекавшими из теории относительности, которые позволили объяснить новые факты, наблюдаемые астрономами.

При наличии мощных гравитационных полей или при скоростях, близких к скорости света, ньютоновская меха­ника уже не работает. Но у нас на Земле (и даже при расчетах движения спутников Земли) ньютоновская меха­ника остается в силе и будет всегда работать безупречно. «Отменить» ее никто не сможет.

Закон сохранения энергии был тоже расширен на основе теории относительности после открытия эквивалентности массы и энергии. (Его выражает известное уравнение е = тс2, где е — энергия, т — масса, ас — скорость света в пустоте.) Поэтому при расчете, например, ядерных процес­сов это уравнение надо учитывать. Но в других отраслях техники, где скорости далеки от с, все уравнения балан­сов массы и энергии можно спокойно рассчитывать, со­вершенно не принимая во внимание это уравнение. Так же дело обстоит и в других случаях: новые законы оказыва­ются более полными, глубокими и включают прежние как частный случай, но не отменяют их. В этой связи стоит вспомнить об одной дневниковой записи Д. И. Менделеева (10.VI. 1905 г.): «...По-видимому, периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает...».

Н. Бор сформулировал общее положение (1923 г.), от­ражающее эту закономерность развития науки: принцип со­ответствия, который гласит, что всякий более общий за­кон включает в себя старый закон как частный случай; он (старый) получается из нового при переходе к другим значениям определяющих его величин.

Применительно к закону Бойля-Мариотта это не вы­ходящие за определенные пределы значения давления р и температуры Г; применительно к механике — это значе­ния скоростей частиц или тел и т. д. Следовательно, как бы ни развивалась дальше наука, ее «старые» законы никуда не исчезнут; «в пределах своей компетенции» они будут справедливы всегда1.

Отрицании незыблемости законов природы (а, следовательно, и законов науки) изобретатели «незаконных» устройств смыкаются, как ни странно, со средневековыми схоластами, которые считали такие за­коны божественным установлением. Такая точка зрения жила довольно долго. Тот самый физик Гравезанд, о котором мы упоминали в связи с историей Орфиреуса, писал в своем курсе физики (1747): «Закон приро­ды есть правило и закон, о которых Богу было угодно, чтобы известные движения всегда, т. е. во всех случаях, происходили бы по ним». Отсюда следует, что если богу угодно, можно, чтобы было и «не так», а иначе. Не этим ли объясняется, что Орфиреусу удалось запутать Гравезанд а?

Но как же тогда быть с теориями «флогистона», «те­плорода», «эфира» и т. д.? Они-то несомненно отменены и исчезли!

Здесь тоже нужно разобраться, чтобы не впасть в ошибку.

Теория флогистона была развита Г. Э. Сталем (1660- 1734 гг.). Ее основой была мысль о том, что в состав всех горючих веществ входит одна общая составная часть («флогистон»), которая исчезает в процессе горения. Те­ория естественно вытекала из наблюдений хорошо всем известного процесса горения. Действительно, когда горит кусок дерева или угля, видно, что из всех его пор выходят языки пламени и газы уходят вверх; остатки превращаются в золу. Что может быть естественнее предположения, что некая огненная часть ушла, а зола осталась? Значит, де­рево или уголь (или металл) — это соединение флогистона и золы (или оксида металла). Считалось также, что челове­ческий организм живет потому, что выделяет через легкие флогистон!

Теперь нам все это кажется смешным и алогичным. Но нельзя забывать, что в свое время теория флогистона помо­гла «объяснить», свести в единую концепцию и скоордини­ровать большое количество известных в то время фактов.

Однако она, как и многие другие теоретические обоб­щения того времени, была чисто качественной. Никому не приходило в голову взвесить металл и его оксид и убе­диться, что металл весит меньше, а не больше оксида, как следовало из флогистонной теории. Очень немногие хи­мики и физики делали количественные опыты, да и то ча­сто смешивали вес с удельным весом (плотностью), совер­шенно серьезно считая фунт свинца тяжелее фунта пуха. Но как только в химию вошли вес и мера (в чем немалая заслуга «славного Роберта Бойля», как его назвал Ломо­носов, (и самого Ломоносова)), теория флогистона стала разваливаться.

Таким образом эта и другие подобные теории не мог­ли завершиться созданием каких-либо физических законов. Их исчезновение к отмене какого-либо закона не привело. Следовательно, история флогистона «не работает» как до­казательство того, что «был закон, а потом оказался невер­ным».

Теперь о «теплороде». Его введение позволяло уже ко­личественно установить законы калориметрии. Теория те­плорода тоже исчезла. Но все связанные с ней законы ка­лориметрии исправно действуют до сих пор[25] (и будут не­зыблемы и впредь) несмотря на то, что теории теплорода давно нет.

Аналогичная ситуация и с гипотетической всепроника­ющей средой — «эфиром». Все количественные законы, отражающие объективные, существующие в природе связи, только дополнялись. Следовательно, и здесь нет поводов для утверждения, что законы науки, в частности физики, могут отменяться.

Все сказанное выше показывает, что доводы типа «рань­ше считалось, что элементы нельзя превратить один в дру­гой, а теперь оказывается, что можно», «раньше не предпо­лагали, что может существовать атомная энергия, а теперь она используется» и т. д., из которых по аналогии выво­дится тезис: «Сейчас считают, что вечного двигателя не может быть, а потом окажется, что он возможен», не го­дятся. Законов науки, запрещавших эти явления (в отличие от ррт), никогда не было; их появление никаких законов не нарушило.

Наконец, о той, защищаемой некоторыми изобретате­лями, точке зрения, что законы науки сдерживают творче­скую мысль изобретателей, «не дают ей развернуться».

Ничего не может быть ошибочнее. На самом деле все обстоит как раз наоборот; категорические запреты, нала­гаемые законами науки, способствуют работе творческой мысли исследователей и изобретателей. И дело не только в том, что эти законы предостерегают их от напрасной траты сил и времени на поиски в тупиковых направлениях. За­коны не только запрещают ошибочные ходы мысли, но одновременно наводят на правильные решения. Напри­мер, «закон сохранения», взятый применительно к меха­нике, даже в еще несовершенной, первоначальной форме, до установления строгого понятия об энергии, навел мате­матиков и инженеров, от Архимеда до Галилея и Стевина, на открытия как законов равновесия, так и падения тел. Он же в других его проявлениях определил направление работ С. Карно и Р. Майера: первого на анализ действия тепло­вых двигателей, а второго — на изучение энергетических превращений в живых организмах.

Так всякое обоснованное отрицание чего-либо или за­прет приводят в конечном счете к открытиям и созиданию нового — ив науке и в ее практических приложениях. «Свобода в рамках закона» оставляет, несмотря на ограни­чения, необъятный простор для настоящего творчества; об этом свидетельствует вся история науки и техники.

Чтобы закончить рассуждение о законах, необходимо сказать несколько слов об одной важной их разновидно­сти — статистических законах. Именно к ним относится второй закон термодинамики, запрещающий ррш-2. Од­нако лучше это сделать не здесь, а в следующей главе, специально посвященной второму закону. К ней мы и пе­рейдем.