Павел Ощепков - Жизнь и мечта
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.
