Большая часть проектов вечных двигателей действительно могла бы работать, если бы не существование силы трения. Если это двигатель — должны быть и движущиеся части, значит, недостаточно двигателю вращать самого себя: нужно вырабатывать ещё и избыточную энергию для преодоления силы трения, которую никак не уберешь. Вот вам проект вечного двигателя: динамо машина соединяется с электромотором. Если динамо-машине дать первоначальный им пульс, то порождаемый ею ток запустит электромотор, а тот, вращаясь, будет заставлять работать динамо-машину. Таким образом, машины будут двигать одна другую, пока не износятся. Если бы каждая из соединенных машин обладала стопроцентным коэффициентом полезного действия, мы могли бы заставить их указанным способом безостановочно двигаться только при полном отсутствии трения. Такой агрегат, в сущности, представляет собой одну машину, которая должна сама себя приводить в движение. При отсутствии трения агрегат двигался бы вечно, но пользы от такого движения нельзя было бы извлечь никакой: стоило бы заставить "двигатель" совершать внешнюю работу, и он немедленно остановился бы. А ведь даже проводник, по которому течет ток, хоть внешне он и неподвижен, греется именно из-за наличия силы трения — в данном случае обусловленной столкновениями электронов с атомами вещества, из которого сделан
проводник...
Любопытно, что если поиски вечного двигателя всегда оказывались бесплодными, то, напротив, глубокое понимание его невозможности приводило нередко к плодотворным открытиям. Прекрасным примером может служить тот способ, с помощью которого Симон Стевин, замечательный голландский ученый конца XVI и начала XVII века, открыл закон равновесия сил на наклонной плоскости. Этот математик и инженер заслуживает гораздо большей известности, нежели та, какая выпала на его долю, потому что он сделал много важных открытий, которыми мы теперь постоянно пользуемся: изобрел десятичные дроби, ввел в алгебру употребление показателей, открыл гидростатический закон, впоследствии вновь открытый Паскалем.
Закон равновесия сил на наклонной плоскости он открыл, не опираясь на правило параллелограмма сил, единственно лишь с помощью чертежа, изображенного на титульном листе его книги "Математические мемуары" (1586 год). Через трехгранную призму перекинута цепь из 14 одинаковых шаров. Что произойдет с этой цепью? Нижняя часть, свисающая гирляндой, уравновешивается сама собой. Но остальные две части цепи — уравновешивают ли друг друга? Иными словами: правые два шара уравновешиваются ли левыми четырьмя? Конечно, да, — иначе цепь сама собой вечно бежала бы справа налево, потому что на место соскользнувших шаров всякий раз поме- щались бы другие и равновесие никогда бы не восстанавливалось. Но так как мы знаем, что перекинутая указанным образом цепь вовсе не движется сама собой, то, очевидно, два правых шара действительно уравновешиваются че тырьмя левыми. Получается словно чудо: два шара тянут с такой же силой, как и четыре. Из этого мнимого чуда Стевин вывел важный закон механики. Он рассуждал так: одна цепь тяжелее другой во столько же раз, во сколько раз длинная грань призмы длиннее короткой. Отсюда вытекает, что и вообще два груза, связанных шнуром, уравновешивают друг друга на наклонных плоскостях, если веса их пропорциональны длинам этих плоскостей. В частном случае, когда короткая плоскость отвесна, мы получаем известный закон механики: чтобы удержать тело на наклонной поверхности, надо действовать в направлении этой плоскости силой, которая во столько раз меньше веса тела, во сколько раз длина плоскости больше её высоты.
Так, исходя из мысли о невозможности вечного двигателя, сделано
было важное открытие в механике. Однако проекты продолжали поступать.
На рисунке мы видим тяжелую цепь, перекинутую через колеса так, что правая половина при всяком положении должна быть длиннее левой., Это — тоже " perpetuum mobile ". Правая половина цепи длиннее и, следовательно, тяжелее левой, значит, она должна перевешивать и безостановочно падать вниз, приводя в движение весь механизм.
Но мы только что видели, что тяжелая цепь: может уравновешиваться легкой, если силы действуют на них под разными углами. В рассматриваемом механизме левая цепь натянута отвесно, правая же расположена наклонно, а потому она, хотя и тяжелее, всё же не перетягивает левую. Ожидаемого вечного движения здесь получиться не может.
Порою один внешний вид и видимое действие устройства может ввести в заблуждение неподго- товленного наблюдателя. Курский изобретатель А.Г.Уфимцев создал новый тип ветросиловой станции с дешевым "инерционным" аккумулятором механической энергии, устроенным по типу махового колеса. В 1920 году им была построена модель этого аккумулятора в виде диска, вращающегося на вертикальной оси с шариковым подшипником, в кожухе, из которого был выкачан воздух. Будучи разогнан до 20 000 оборотов в минуту, диск сохранял вращение в течение пятнадцати суток!
В наше время, правда, количество проектов perpetuum mobile пошло на убыль — закон сохранения энергии звучит сейчас, очевидно, более убедительно, нежели в прошлом веке. Любители подобных задач заняты сейчас другой целью — не противоречащей, кстати, законам природы, — созданием так называемого дарового двигателя. В даровых двигателях энергия не создается из ничего, она черпается извне — из окружающей атмосферы, из энергии Солнца и т.п.
Есть даровые двигатели, работающие на перепаде атмосферного давления, по инерции и т.п. Ведь неплохо иметь такую машину: толкнул — и она работает, скажем, лет сто. Потом остановится — не беда, опять толкнем... Чистая фантазия, конечно, но законам природы это не противоречит, а значит, может и осуществиться... Нынешние даровые двигатели еще слишком несовершенны — конструкция их чересчур дорога по сравнению с доставляемой ими энергией, и они, следовательно, невыгодны, но, во всяком случае, поиск рабочего дарового двигателя — более перспективный путь, нежели бессмысленные попытки создания perpetuum mobile.