Текст книги "Жизнь и мечта"

Автор книги: Павел Ощепков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 16 (всего у книги 21 страниц)

В 1954 г., работая в библиотеке Физического института имени А. Н. Лебедева, я совершенно случайно обнаружил небольшой томик трудов Ленинградского педагогического института имени Герцена – «Ученые записки, т. 90, 1953 г. Кафедра философии».

Перелистывая книгу, к великому своему удовлетворению, я нашел в ней статью молодого ученого В. А. Брюханова «Критика К. Э. Циолковским теории тепловой смерти мира».

Оказывается, К. Э. Циолковский в течение почти всей жизни был непримиримым и последовательным борцом против реакционной теории тепловой смерти мира.

В статье Брюханова приведено интересное место из высказываний Циолковского, которое убедило меня в том, что он наш друг и защитник. Вот это место:

«Однажды я читал статью. Автор ее, говоря о неизбежности потухания Солнца, надеется, что человечество все-таки извернется.

Тогда я подумал: «Какой оптимизм!» – и не находил сам возможности выпутаться из беды. Но вот прошло два десятка лет, и в моей душе созрело семя надежды об обратимости процесса рассеяния тепла. (Подчеркнуто мною.– Я. О.) Если это так, то человечеству открывается светлое будущее».

До конца своих дней К. Э. Циолковский не переставал думать об этой проблеме и оставил прекрасное наследие в этой области.

В 1935 г., т. е. незадолго до смерти, великий оптимист и провозвестник нового опять возвращается к этой теме. Говоря о буржуазной науке, он пишет:

«...модны идеи о тепловой смерти Вселенной и равномерном рассеянии энергии».

И неутомимый ученый вновь и вновь повторяет свою аргументацию против абсолютности постулата Клаузиуса и указывает, что «теоретически возможно обратное течение тепловых процессов... мы не ознакомлены только с условиями, при которых они происходят».

Это дало нам повод более углубленно исследовать архивы К. Э. Циолковского. Оказывается, из-за чрезвычайной смелости этих мыслей и противоречия их установившимся в науке взглядам большинство из них никогда не было опубликовано и лежало в архивных подвалах.

235

Сам К. Э. Циолковский писал по этому поводу: «Мое новаторство стало выходить наружу, и это оттолкнуло от меня «правоверных», не сомневающихся ученых».

Огромную помощь в отыскивании интересующих нас рукописей К. Э. Циолковского оказал его друг и сподвижник Борис Никитич Воробьев.

Имея таких друзей и такие интересные и важные источники, мы решили собрать все высказывания Циолковского об обратимости явлений в единую книжку, чтобы довести их до сведения широкой научной и. технической общественности. За эту работу с жаром взялся И. И. Гвай и мастерски выполнил ее. Из-под его пера вышла замечательная книга «О малоизвестной гипотезе Циолковского», изданная в 1959 г. в Калуге с моим предисловием. (В 1957 г. в издательстве Академии наук СССР появилась книга И. И. Гвая «К. Э. Циолковский о круговороте энергии».)

При составлении этой книжки мы обнаружили, что мысли и чаяния К. Э. Циолковского в этой области разделяет ряд крупных прогрессивных ученых мира. Было решено с максимально возможной полнотой отразить и это положение. Поэтому на книжку И. И. Гвая надо смотреть как на попытку создать своего рода энциклопедию сведений, необходимых для обоснования правомерности постановки вопроса о концентрации энергии.

С моей точки зрения, проблема концентрации энергии, бесспорно, является одной из величайших в наше время.

Со значимостью ее для развития материальных сил общества едва ли может сравниться какая-либо другая.

Однако и трудности, связанные с обоснованием этой проблемы, с ее утверждением в сознании людей, также очень велики.

Во всех учебниках утверждалось и утверждается, что все реальные процессы могут идти только с возрастанием энтропии. Черным по белому и даже курсивом в учебниках физики написано, что «ни одна машина не может дать выигрыша в работе». На этом воспитываются миллионы, и переменить это представление – задача нелегкая.

К. Э. Циолковский писал по этому поводу: «Если бы я даже поставил опыты и получил по ним положительные результаты, то мне и в этом случае все равно никто бы не поверил».

236

В этих условиях трудно рассчитывать на быструю поддержку идеи о концентрации энергии со стороны тех, кто сам воспитан на совершенно иных представлениях и передает их новым поколениям. Борьбу за новые представления можно сравнить разве только с исторической борьбой за атомизм.

Л. Больцман всего каких-нибудь пять лет не дожил до полного торжества своей гипотезы об атомном строении материи. Но о том, насколько эта борьба была остра и сложна, можно судить хотя бы по тому факту, что он покончил жизнь самоубийством. Ученые считали эту гипотезу голым вымыслом, не имеющим оснований в реальной действительности, и столь отдаленной от реальных нужд человечества, что не советовали ею заниматься.

Даже сам Больцман думал, что торжество идей атомизма придет не раньше чем через 300—400 лет.

Жизнь превзошла даже самые смелые мечты защитников идеи атомизма. В наше время идеи атомного строения материи признаны безоговорочно повсюду. Будем надеяться, что и новые идеи о концентрации энергии, утверждению которых посвятили свои силы многие труженики науки, восторжествуют. Победа обязательно будет за ними.

Правда, пока мы имеем только методологическое, философское обоснование новой проблемы. Но кто решится утверждать, что можно миновать и этот этап ее развития?

При издании книг И. И. Гвая огромную помощь и поддержку ему оказали тогдашний вице-президент Академии наук СССР И. П. Бардин и академик А. А. Благонравов.

В письме на имя директора Калужского книжного издательства А. Ф. Сладкова 30 июня 1959 г. Иван Павлович писал:

, «В этих публикациях раскрываются интереснейшие стороны жизни и деятельности К. Э. Циолковского. В них Циолковский предстает перед нами не только как крупнейший изобретатель и новатор в технике, но и как оригинальный мыслитель, выступающий в качестве поборника идеи использования круговорота энергии в природе».

Большую помощь оказали нам также калужские организации, свято хранящие память о своем земляке. Без их помощи нам не удалось бы, вероятно, довести эти мысли Циолковского до широкого круга читателей.

237

Пофессор Борис Андреевич Остроумов, ознакомившись с рукописью книги И. И. Гвая, писал в адрес Калужского книжного издательства: «Жизнь и труды К. Э. Циолковского представляют яркий пример судьбы выдающихся мыслителей, обладающих даром мощного научного предвидения, далеко опередивших своих современников. Только теперь с новых позиций, завоеванных точным естествознанием, мы можем оценить всю глубину его научных концепций, и нам становится понятной та тяжесть идейной борьбы, которую он вел за «их, располагая лишь тем материалом, который был известен ученым полвека тому назад.

Для исследователей природы является поучительным пример того, как этот богатырь мысли, опираясь лишь на скромные с современной нам точки зрения -научные средства, пытался разрабатывать труднейшие проблемы мироздания и шел на штурм задач, казавшихся неразрешимыми. Представляет большой интерес тот острый анализ современных ему, пользовавшихся широким распространением теорий, который позволил ему оторваться от общепринятых представлений и далеко шагнуть вперед.

Ведь такая же критическая оценка и строгость мысли по отношению к успехам современной нам науки руководит и нашими передовыми учеными, приводя их к поразительным достижениям в изучении природы, происходящим на наших глазах. С этой точки зрения подробное изучение творческого пути К. Э. Циолковского будет полезно всем, в чьем сознании теплится огонек творческих стремлений, для кого дорог каждый шаг вперед в познании природы».

И. И. Гвай трудился над книгой с увлечением и вдохновением. Про него можно сказать теми же словами, какие написал в 1915 г. К. Э. Циолковский о самом себе:

«Основной мотив моей жизни – сделать что-нибудь полезное для людей, не прожить даром жизнь. Вот почему я интересовался тем, что не давало мне ни хлеба, ни силы. Но я надеюсь, что мои работы дадут обществу горы хлеба и бездну могущества».

Рассматривая и изучая труды К. Э. Циолковского, надо помнить, что он, ничего не зная о высказываниях Ф. Энгельса по поводу обратимости явлений, пришел самостоятельно к тем же самым выводам. Говоря об обратимости явлений, К. Э. Циолковский писал:

238

«Обратимость явления подтвердит вечную юность Вселенной и даст великие технические возможности сосредоточения энергии».

Сравните эти строки с приведенным высказыванием Ф. Энгельса, и вы увидите, как они похожи.

Заканчивая эту главу, хочется еще раз сослаться на «Диалектику природы» Энгельса, в которой он говорил: «Вопрос о том, что делается с потерянной как будто бы теплотой, поставлен, так сказать, в чистом виде лишь с 1867 г. ...возможно, пройдет еще немало времени, пока мы своими скромными средствами добьемся решения его.

Но он будет решен: это так же достоверно, как и то, что в природе не происходит никаких чудес...»

Я постарался, насколько мог, показать, что не только передо мной, но и перед всеми нами жизнь снова и снова ставит крупные принципиальные вопросы. От них нельзя, да и не следует уходить. Величие и важность их для жизни человека могут вдохновить еще не один десяток пытливых исследователей на научные подвиги.

И не случайно наша Академия наук, руководствующаяся в своей деятельности марксистско-ленинским мировоззрением, первой в мире вынесла специальное постановление, поощряющее деятельность в этом направлении. Более того, 10 июля 1954 г. она поручила мне заниматься этой проблемой. Так что эта книга в какой-то мере тоже отвечает этому поручению. Постановление президиума Академии наук СССР было подписано президентом Академии наук СССР академиком А. Н.

Несмеяновым и главным ученым секретарем президиума Академии наук СССР академиком А. В. Топчиевым.

Вот текст этого постановления: «Поручить П. К. Ощепкову провести подготовку материалов по вопросам концентрации энергии для опубликования в печати, а также выполнить необходимые эксперименты в связи с намеченным обсуждением названной проблемы в Академии наук СССР».

Советская Академия наук первой в мире дерзнула поставить эту проблему в число решаемых задач.

Конечно, и в Академии наук СССР не все одинаково относятся к возможности решения этой грандиозной проблемы. И среди наших ученых есть еще ярые противники столь необычной постановки вопроса. Но законы развития материальных сил неотвратимо ведут к коренному пересмотру косных взглядов. Невозможное сегодня, как писал К. Э. Циолковский, станет возможным завтра.

НАВСТРЕЧУ ДЕВЯТОМУ ВАЛУ

...у входа в науку, как и у входа в ад, должно быть выставлено, требование:

«Здесь нужно, чтоб душа была тверда; здесь страх не должен подавать совета».

К. Маркс

В 1822 г. Майкл Фарадей записал в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество». Эта предельно короткая запись стала для него руководящей идеей на многие годы, воплощением его мечты.

Будучи от природы одаренным и любознательным, он интересовался всем. Он жадно ловил сведения, появлявшиеся в то время в печати, и прежде всего, конечно, в тех книгах, которые проходили через его руки – руки переплетчика.

Имея всего лишь четырехклассное образование, Фарадей самостоятельно постигал тайны науки. Где-то он вычитал, что датский физик Х.К. Эрстед, экспериментируя, обнаружил присутствие магнитного поля вокруг медного проводника, по которому шел постоянный электрический ток. Это магнитное поле оказывало на стрелку компаса такое же действие, как кусок постоянного магнита.

240

Раздумывая над опытами Эрстеда, которые были поставлены всего лишь за два года до появления приведенной выше записи в дневнике, Фарадей искал их первопричину. Он самостоятельно пришел к мысли о том, что образованием магнитного поля вокруг проводника с электрическим током мы обязаны не сверхъестественной силе, а природе самого электрического тока. Он твердо верил, что это поле есть результат прямого преобразования электрической энергии в магнитную.

Но если электрическая энергия может прямо, непосредственно принимать форму магнитной энергии, значит, должен существовать и обратный процесс – прямого и непосредственного преобразования магнитной энергии в электрическую, думал Фарадей. Доказать это стало его мечтой.

НАУЧНЫЙ ПОДВИГ ФАРАДЕЯ

Фарадей знал, что на заре своего развития человек научился добывать огонь путем трения. Он понимал, что при этом механическая энергия непосредственно превращалась в тепловую.

Фарадей знал также и то, что химическая энергия, как, например, в опытах Вольта, может превращаться в электрическую и наоборот. В его сознании день ото дня крепло убеждение в единстве сил природы. Он не мог себе представить, что в мире могут происходить процессы только одностороннего характера. Он все больше и больше приходил к убеждению, что в природе обязательно должны существовать и обратные процессы. Без этого, по его мнению, не могло быть вечно цветущего и развивающегося мира.

Но как доказать возможность обратного превращения магнитной энергии в электрическую?

Читая дневники Фарадея, знакомясь с материалами его архива, не устаешь удивляться и поражаться непреодолимости его стремления к поставленной цели.

Вот как будущий президент Английской академии наук писал в своем заявлении в академию:

«В Королевский институт в Лондоне. Прошу принять меня рассыльным или чернорабочим. Мне 21 год, работаю переплетчиком.

Хочу посвятить себя науке. Прилагаю к сему мою первую работу – конспект лекций профессора Дэви.

241

МАЙКЛ ФАРАДЕЙ.

Выходец из низшего сословия, он первоначально не имел никакого доступа не только в научные общества, но и в лаборатории. У него не было ни приборов, ни самых обычных для нашего времени материалов, нужных для экспериментов, И все же, не имея в своем распоряжении ни кусочка изолированного провода, ни какого-либо прибора для измерения переменных токов, ни одного трансформатора или подобия его, Фарадей самостоятельно дошел до открытия тех законов, которыми мир восхищается и руководствуется по сей день. Попробуйте представить себя на месте Фарадея, и вы поймете те невероятные трудности, какие ему пришлось преодолеть на пути творчества. Одна неудача следовала за другой.

Фарадей дошел, например, до мысли о том, что для усиления магнитного поля вокруг электрических проводников эти проводники надо намотать так, чтобы магнитные поля, образующиеся вокруг них, складывались, усиливались. Для этого надо уложить провода на катушку как можно плотнее. Но где взять изолированные провода? Да и обязательны ли здесь изолированные провода?

Это ведь для нас теперь очевидно, а тогда это не было еще ясно. Только после целого ряда неудач Фарадей пришел к мысли, что электрические провода в этом случае должны быть обязательно хорошо изолированными.

Вероятно, не одно платье его супруги пошло на ленточки, которыми Фарадей обматывал провода, чтобы сделать из них требуемую катушку индуктивности.

Наконец и эта трудность осталась позади. Но как измерить электрический ток, который мог образоваться в одной катушке при внесении ее в магнитное поле другой катушки или при перемещении ее в поле какого-либо постоянного магнита? Теперь мы хорошо знаем, что наведенные токи и экстратоки могут образоваться в замкнутом витке электрического проводника только в том случае, когда этот проводник входит в магнитное поле или выходит из него. Если же величина магнитного потока, пересекающего виток, во времени не изменяется, то никакой наведенной электрической силы в нем не будет. А тогда и это не было известно. Фарадей думал, что достаточно в магнитное поле какой-либо катушки внести другую катушку, как сразу же в ней появится электрический ток.

242

Тысячи раз ставит он опыты, и все безрезультатно. Слова «неудачно», «ошибка», «безрезультатно» все чаще и чаще появляются в его дневнике. И все же глубокая вера в то, что цель поставлена правильно, что рано или поздно она будет достигнута, вдохновляет его, он не останавливается ни перед какими трудностями, ищет все новые пути решения задачи и наконец находит их. Приборы, которыми он пользуется для обнаружения наведенных токов, слишком грубы, они не приспособлены для измерения быстро переменных значений токов. Значит, надо создать и новые приборы, и, такие условия проведения опытов, при которых погрешности были бы исключены.

Почти десять лет неудач и огорчений! Почти десять лет бесплодных на первый взгляд исканий! Но так могло казаться только постороннему наблюдателю. На самом же деле Фарадей от неудачи к неудаче мужал в науке, рос и подходил все ближе к цели.

И вот наступил 1831 г. Бывший переплетчик Фарадей– на трибуне Британского национального музея. Он читает первую лекцию о только что открытом им законе электромагнитной индукции, ставшем очень скоро одним из мировых и основополагающих законов во всей современной электротехнике.

Можно смело утверждать, что, не будь в распоряжении человечества этого закона, не было бы у нас сейчас ни машинной электротехники, ни современного радио и телевидения, ни всевозможных реле и средств автоматики, ни тысяч других приборов. Своими опытами Фарадей ответил на поставленный им же самим в 1822 г. вопрос: можно ли превратить магнетизм в электричество? И доказал – можно.

Почти десять лет преследовала Фарадея неудача. Но полученные им за это время горькие уроки не прошли даром. Его труд был вознагражден сторицей. В течение всего каких-нибудь десяти дней он открыл такие законы, за которые благодарное потомство будет чтить его вечно.

В Англии, например, имя Фарадея занесено в число почетных граждан на вечные времена. Каждый школьник теперь знает имя Фарадея, основоположника всей современной электротехники. Прошло уже более 150 лет с тех пор, как открыты законы электромагнитной индукции, но в их ясные и простые формулировки никто еще не смог внести ни одной поправки. Законы эти поражают своей точностью и лаконичностью.

Вот что писал по этому поводу Джеймс Клерк Максвелл в конце прошлого столетия:

243

«Все величие и оригинальность фарадеевского достижения могут быть оценены путем рассмотрения последующей истории этого открытия. Как и следовало ожидать, оно немедленно сделалось предметом исследований со стороны всего ученого мира.

После почти полувековой работы этого рода мы можем сказать, что, хотя практические приложения фарадеевского открытия возросли и продолжают каждый год возрастать в отношении их численности и ценности, ни одного исключения из формулировок этих законов, данных Фарадеем, не было и фарадеевская оригинальная формулировка остается по сей день единственной, которая выражает не более того, что может быть установлено экспериментом, и единственной, при помощи которой теория явления может быть представлена так, чтобы она была точна и количественно правильна, оставаясь в то же время в рамках простых методов изложения».

Фарадей оставил большое наследие и в других областях науки. Он впервые определил электрохимический эквивалент при электролизе, он предвидел дальнодействие высокочастотных электромагнитных полей – то, что мы называем теперь словом «радио». 0.н прошел путь от переплетчика до президента Лондонского королевского общества – Английской академии наук, и на всем этом пути оставил печать гениальности.

Далеко не гладок был его путь к вершинам науки.

Ему пришлось испытать не только всю горечь неудач от опытов, но и всю тяжесть положения слуги. Однажды, когда он был приглашен вместе со своим господином, знаменитым в то время английским химиком и физиком Г. Дэви, в Париж на заседание Французской академии наук, чтобы сделать там сообщение о своих опытах, Дэви стал категорически возражать против одновременного их доклада. Он заявил, что не может так унизиться, чтобы наравне со своим слугой выступать перед столь высокой аудиторией! Пришлось уступить настояниям Дэви и назначить выступления на разные дни. А позже тот же самый Дэви не упускал случая подчеркнуть, что самым большим открытием в своей жизни он считает именно то, что он «открыл Фарадея».

История открытия законов электромагнитной индукции была весьма поучительной и в другом отношении: как это ни странно, оно было одновременно и своевременным и... преждевременным.

244

Во время первого же публичного сообщения Фарадея о его открытии ему была подана записка с чертежом принципиальной схемы машины, служащей для выработки электроэнергии при механическом вращении. К чертежу был приложен вопрос:

«Скажите, пожалуйста, если верно все то, что Вы говорите, то, вероятно, на основании Ваших открытий можно построить машину для выработки электроэнергии.

Верна ли вот такая схема подобной машины?»

Фарадей ответил:

– Да, схема эта, безусловно, верна, и техника, вероятно, пойдет по пути создания таких машин.

Это были вещие слова гениального экспериментатора.

Кто был автором той записки, неизвестно, – записка не была подписана. Она хранится в Британском национальном музее. Этот факт наглядно показывает, что сознание людей к тому времени уже было готово воспользоваться плодами великого открытия.

А как относилась официальная наука к самой возможности такого открытия?

Есть документы, которые свидетельствуют о том, что после опытов Эрстеда ими стали увлекаться почти повсеместно. Во многих странах ученые стали их повторять.

И они находили то же самое, что и Эрстед. Магнитная стрелка компаса неизменно поворачивалась, как только электрический ток включался в проводник, расположенный вблизи этой стрелки. Некоторые стали задумываться и над тем, чтобы превратить магнетизм обратно в электрический ток. Но это были попытки, не опиравшиеся на единое мировоззрение, не вытекавшие из глубокой веры в единство сил природы.

Первые же неудачи в попытках прямого превращения энергии магнитного поля в энергию электрическую толкнули многих ученых того времени не к преодолению трудностей, а к составлению «доказательств», что такой процесс неосуществим.

Выступая 26 ноября 1825 г. во Французской академии наук, один из всемирно известных ученых уверял, что обратное превращение магнитной энергии в электрическую принципиально невозможно.

Счастье, что Фарадей не был близок к кругам таких авторитетных ученых и не знал их отрицательного заключения по поводу того, чем он жил, о чем мечтал. А то он, быть может, и оставил бы поиски.

245

Что было бы, если бы он последовал за такими советчиками? Мы не имели бы сейчас развитой электроники с ее бесчисленными практическими приложениями.

Правое дело всегда приходит к своему законному торжеству. Если не Фарадей, то кто-нибудь другой пришел бы к тому же открытию. Но это, возможно, случилось бы на несколько десятков, а то и на сотню лет позже, и, может быть, наше поколение еще не пользовалось бы результатами этого открытия так, как мы ими пользуемся сейчас.

Конечно, Фарадей еще не мог увидеть и даже предвидеть всех многообразных плодов своего гениального открытия. Динамо-машина в промышленном оформлении, а с нею и электричество в современном понимании слова пришли, к людям значительно позже; радио появилось более полувека спустя после открытия электромагнитной индукции (1831 г.). Значит ли это, что труд Фарадея был напрасным или преждевременным? Нет, и тысячу раз нет. Есть проблемы, решение которых приходит в результате усилий не одного поколения. Циолковский тоже не дожил до блистательных полетов спутников Земли и космических кораблей, хотя всю теорию их постройки создал он. Именно он проложил дорогу к современным достижениям в космосе.

Надо уметь, как Фарадей и Циолковский, приносить свой самоотверженный труд на алтарь грядущих побед науки и практики. Надо уметь видеть это грядущее,4 и тогда любой, даже самый незначительный успех на этом пути будет освещен радостью творчества.

Часто пальму первенства отдают тому, кто сказал последнее слово в той или иной области, кто положил последний мазок на картину. А ведь в действительности только целеустремленный труд многих приводит к желаемой цели. Труд предшественников и зачинателей не менее важен, чем труд последователей и завершителей.

Образно говоря, без красок и кистей, без подрамника и холста не может быть и самой картины.

История показывает, что настоящих успехов в науке добивается только тот, кто глубоко верит в единство сил природы, в вечность существования материи и ее движения, в вечность круговорота энергии в природе.

ЧЕЛОВЕЧЕСТВО СТОИТ ПЕРЕД ГИГАНТСКОЙ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИЕЙ

В основе всей современной энергетики лежит как известно, принцип превращения энергии. Именно эта, качественная сторона является самой важной частью в определении всеобщего закона сохранения энергии, а не количественная сторона, известная еще со времен французского философа и математика (XVII в.) Рене Декарта, знавшего, что движение неуничтожаемо.

Энергетика в широком смысле этого слова – главнейшая проблема всякого физического, химического или биологического процесса. Все совершается за счет энергетических переходов или. превращений. Энергетика в узком смысле слова (т. е. энергетика техническая) также связана с энергетическими превращениями. На электрической станции, например, химическая энергия топлива превращается сначала в тепловую энергию, потом в анергию упругого пара, потом в механическую, и, наконец, последняя в турбогенераторах превращается в энергию электрическую.

Электрическая энергия, как наиболее гибкая форма, получила настолько широкое распространение, что многие даже называют наше время веком электричества.

Однако следует всегда помнить, что энергия едина, различны только ее формы. Следовательно, должна существовать полная взаимопревращаемость всех видов энергии или, по крайней мере, хотя бы тех ее форм, которые известны нам в настоящее время.

Первой формой, которую познал человек, была энергия механическая – механическая работа. Потом он научился превращать ее в энергию тепловую – стал добывать огонь трением.

Обратный переход, как уже отмечалось, совершился не скоро. Вероятно, прошло несколько десятков тысячелетий, прежде чем Герон Александрийский в 120 г. до нашей эры изобрел машину, вращающуюся за счет силы струи пара, – далекий прототип современной паровой турбины. И прошло еще почти две тысячи лет, пока была построена паровая машина – первый прибор для превращения тепловой энергии в действительно полезное механическое движение («огненная» машина). Этим был завершен первый круг взаимных превращений двух различных видов энергии. Было доказано, что теплота и механическое движение действительно взаимопревращаемы.

247

Блестящими опытами Фарадей добыл от природы еще одно доказательство взаимопревращаемости различных видов энергии. Он показал, что электрическая и магнитная формы энергии также могут переходить одна в другую. Теперь этим уже не ограничиваются доказательства взаимопревращаемости различных видов энергии. При зарядке аккумуляторов, например, происходит прямое и непосредственное преобразование электрической энергии в энергию химически потенциальную, а при разрядке – обратное ее превращение. Свет может преобразовываться в электрическую форму энергии, а электричество – в свет. Электроны и позитроны, аннигилируя, могут образовывать кванты излучения, а последние, при определенных условиях, могут переходить в пары позитрон – электрон. Этот закон в природе действует повсюду.

Но можно ли утверждать, что мы уже знаем все об этом великом законе природы? Можем ли мы управлять всеми его проявлениями? Является ли круг взаимных превращений различных видов энергии замкнутым во всех его звеньях? Утвердительного ответа на все эти вопросы мы получить пока не можем, на пути к нему стоит еще много нераскрытых тайн природы. Раскрыть их – наша задача.

Чтобы проиллюстрировать свою мысль, приведу один весьма простой, но, как мне кажется, достаточно убедительный пример.

Из житейского опыта всем хорошо известно, что если включить в штепсельную розетку электрическую плитку или даже простую проволочную спираль, то она накалится, т. е. произойдет прямое, всеми видимое, непосредственное и стопроцентное преобразование электрической энергии в энергию тепловую. Известно также, что в этом случае тепловой энергии выделится ровно столько, сколько было взято из сети электрической энергии в равноценном исчислении.

Конечно, в обычных условиях не всю выделившуюся тепловую энергию можно собрать и эффективно использовать. Но ведь и электрическую энергию можно тоже растерять. В данном случае имеется в виду определение коэффициента преобразования. Точными калориметрическими измерениями было показано, что при нагревании проволочной опирали электрическим током имеет место полное превращение одного вида энергии в другой вид.

248

Иного результата и быть не может, так как в противном случае был бы нарушен всеобщий закон сохранения энергии. При неполном преобразовании электрической энергии мы вынуждены были бы ответить на вопрос: а куда девалась остальная, т. е. непреобразованная, часть энергии? К счастью, в данном случае такой вопрос не приходится ставить. Электрическая энергия, теряемая на омическом сопротивлении металлической спирали, действительно целиком, полностью и непосредственно, преобразуется в тепловую энергию.

А вот обратного процесса, т. е. полного и непосредственного перехода тепла в электрическую форму энергии, пока еще не открыто. Наука не знает еще о таких процессах, тайна их пока остается неразгаданной.

Попытки непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую предпринимались не раз. Тот же Фарадей, а затем англичанин Армстронг еще в 1844 г. пытался осуществить прямое преобразование тепловой энергии струи горячего пара непосредственно в электричество. Однако эта задача на уровне развития науки и техники того времени была непосильной.

Как же пошло дальнейшее развитие науки и техники в интересующей нас области? Всякий, кто будет беспристрастно изучать историю развития науки, должен будет отметить, что в ней стали укрепляться тенденции прямо противоположного направления. Последующее развитие науки привело к тому, что в ней появились положения и законы, накладывающие не только ограничения, но и прямой запрет на возможность отыскания подобных процессов. Мы найдем тысячи ссылок на то, что существует цикл Карно, что существует второе начало термодинамики, что использование тепловой энергии связано с термодинамическим коэффициентом полезного действия, численное значение которого никогда не может, даже в идеальном случае, превышать соотношение η = ( (T₁ – T₂) / T₁ ) • 100%.

А из этого соотношения вытекает: для того чтобы преобразовать какое-либо количество тепловой энергии в энергию другого вида (например, в работу), необходимо, во-первых, иметь перепад температуры от T₁ до T₂ и, во-вторых, – максимальное приближение к так называемому «идеальному» процессу, при котором всякие видимые потери отсутствуют.