Павел Ощепков - Жизнь и мечта
Коллега А. У нас очень много философов, но, помоему, все они стоят по ту сторону техники, конкретных наук.
Коллега Б. Я не о философах говорю, а о философском смысле. Слово «философия» меня не отталкивает, как это бывает с некоторыми представителями «чистой» науки, а привлекает. Истинный ученый не может не быть философом в своем любимом деле, ибо слово «философия» означает не что иное, как стремление к мудрости, к глубокому смыслу. Не признавать за учеными права на такое стремление по меньшей мере непростительно.
Коллега А. Я не вижу, чтобы наши знания о колебательном контуре от такого рассуждения стали шире и глубже.
Коллега Б. Знаю. Всякий, кто считает себя на вершине книжных знаний, не может без труда допустить иного толкования описанных в книгах явлений. Вот если бы мы встретились с тобой этак лет через 30—40, то, я думаю, мы легче нашли бы общий язык.
Коллега А. Что нам стоит мысленно перенестись лет на 20—30 вперед? Я согласен.
Коллега Б. Представим себе, что мы оба живем в 2000 году и случайно зашли в лекторий, где идет популярная лекция по энергоинверсии. Послушаем, о чем говорит лектор.
«Такие слова, как «энергетическая инверсия», «инвертор», «инвертоника», применительно к самому главному, чем живет человек, — к энергетике — сравнительно недавно вышли на страницы наших учебных программ.
Энергоинверсия — это обобщенное понятие о новых методах получения энергии за счет инверсии, т. е. за счет перемещения (перестановки) тепла окружающего пространства. Как и кибернетика, эта новая область науки прошла сложный путь развития. Так же как и кибернетику в свое время, ее называли лженаукой, третировали как неправильно понятые и ложно истолкованные высказывания классиков марксизма, а отдельных энтузиастов-исследователей, пытавшихся хоть немного продвинуться вперед на этом пути, называли невеждами. Но все это теперь позади, и мы можем сегодня не с опаской, а с восхищением перед человеческим разумом рассмотреть основные принципы этой новой области знаний.
308
Чтобы понять смысл этой дисциплины, надо сначала обратиться к таким привычным для нас системам, как колебательный контур, механический маятник и т. п. Что примечательного в этих системах? Примечательно в них то, что сообщенная им энергия длительное время совершает взаимные превращения одного вида энергии в другой и обратно. В колебательном контуре электрическая энергия конденсатора преобразуется в магнитную, а магнитная обратно в электрическую, и так несколько раз.
В механическом маятнике, представляющем собой тоже колебательный контур, происходит поочередное превращение потенциальной гравитационной энергии в кинетическую форму энергии и обратно».
Коллега А. В этом я пока не вижу ничего нового.
Подобными рассуждениями ты меня уже осаждал.
Коллега Б. Не делай поспешных выводов, наберись терпения. Слушай, что говорит лектор...
«И, как часто бывает в науке, одни и те же факты, одни и те же закономерности под другим углом зрения обнаруживают признаки новой взаимосвязи. В этом нет ничего удивительного. Известны случаи, когда даже сами авторы, открывшие то или иное явление, затрудняются указать на главное следствие своего открытия.
Достаточно вспомнить в связи с этим имена великого изобретателя Эдисона и великого физика Резерфорда. Первый сам открыл эмиссию электронов с накаленной вольфрамовой нити в вакууме, но упорно отрицал практические возможности ее использования. Теперь же все знают, что в мире нет ни одной радиолампы, которая не основана именно на этом явлении. Второй впервые в мире осуществил ядерную реакцию, но до конца своих дней упорно отрицал практическую возможность получения атомной энергии. Даже в 1933 г., т. е. почти накануне открытия цепной реакции, на годичном собрании Лондонского королевского общества он говорил, что «всякий, кто высказывается за возможность получения внутриатомной энергии в больших масштабах, говорит чистейший вздор».
Как глубоко ошибся этот великий ученый в своих предсказаниях, теперь известно всем.
В какой связи нас интересует сейчас колебательный контур? Почему вводный раздел энергетической инверсии мы начинаем с рассмотрения маятника, который был известен еще древним? Ответ на этот вопрос очень простой: в колебательном контуре инверсия энергии в количественном отношении многократно превосходит потери энергии за тот же период обращения.
309
В том случае, когда внутренние потери колебательного контура компенсируются внешним источником энергии, колебания становятся, как известно, незатухающими (радиотехника, часовой механизм и т. п.).
Вывод о том, что в колебательном контуре инверсируемая (обращаемая) энергия превосходит потери за тот же период обращения, имеет глубокое принципиальное и исключительно важное значение. В самом общем виде можно сказать, что потери энергии за один период колебаний составляют 1/n долю запасенной в контуре энергии, где n — число периодов колебания.
В результате огромного труда исследователей дальнейшее развитие этой мысли привело к созданию такой колебательной системы, в которой тепловая энергия среды или тела в процессе колебания стала переходить в электрическую форму энергии, а последняя вновь в тепловую форму энергии. Именно это и привело к возможности управления перераспределением энергии окружающей среды как в сторону некоторого повышения, так и в сторону понижения теплового потенциала. Именно в теплоэлектрическом колебательном контуре идея концентрации и деконцентрации энергии окружающей среды нашла свое первое воплощение».
Коллега А. Говоря от имени лектора, ты хочешь сказать, что уже достигнута возможность преобразования менее организованной, т. е. хаотической, формы энергии в более организованную форму?
Коллега Б. И да, и нет. С точки зрения теории вероятности при более низкой температуре, как ты сам мне доказывал, существует наибольший беспорядок. С этой точки зрения повышение температуры есть переход к менее вероятному состоянию. Однако последующее преобразование тепловой энергии в электрическую форму энергии с упорядоченным движением электронов означает переход тепловой хаотической энергии молекул в еще более высокоорганизованную форму энергии.
310
Коллега А. Конечно, если бы удалось найти способ прямого преобразования тепловой энергии в электрическую с соотношением 1:1, то, возможно, возникли бы условия для осуществления идеи о колебательном контуре «тепло — электричество — тепло». Но пока таких условий нет. Если же исходить из термодинамических законов, то тепловая форма энергии не допускает стопроцентного преобразования ее в другие формы. Любая другая форма энергии (например, электрическая энергия на омическом сопротивлении) может стопроцентно переходить в тепловую форму энергии, однако обратный процесс, т. е. преобразование тепловой формы энергии в электрическую, согласно законам термодинамики принципиально невозможен. Имеющееся соотношение -Цк—- является пределом даже для идеального цикла.
Коллега Б. Тут я с тобой вновь решительно не согласен. И не потому, что это соотношение неверно, а потому, что оно не учитывает всех возможных процессов.
Коллега А. Попытайся доказать, что тепло окружающей среды может прямо и стопроцентно переходить в электрическую или какую-либо иную форму энергии.
Коллега Б. Доказать это можно очень просто. Я мог бы сослаться на эффект Гельмгольцевой теплоты в аккумуляторах и некоторых гальванических элементах, например в элементе Бугарского, но я сошлюсь прежде всего на опыты Ленца.
Коллега А. Ты имеешь в виду его опыт с замораживанием капли воды на спае двух разнородных проводников?
Коллега Б. Вот именно.
Коллега А. Не понимаю, какое отношение опыт Ленца имеет к обсуждаемой проблеме?
Коллега Б. Самое непосредственное. На этом опыте можно наглядно видеть, что количество электрической энергии, затрачиваемой на движение электронов в месте соединения разнородных проводников, значительно меньше того тепла, которое поглощается в этом месте из среды. Если бы тепло, образующееся на границе двух металлов (Джоулево тепло), было больше тепла, поглощаемого в месте спая, то, конечно, ни Ленцу, ни кому-либо другому не удалось бы заморозить каплю воды.
Вот и выходит, что в капле воды заморожена огромная сила. Надо только уметь в малом видеть большое.
Коллега А. Не понимаю, чему ты радуешься.
Какую разгадку ты нашел в этом? В основе опыта Ленца лежит эффект Пельтье, и ничего больше.
Коллега Б. Я ничуть не сомневался, что ты так скажешь. Но вдумайся только в то, что на стыке двух разнородных металлов капля воды замерзла.
311
В свете эффекта Пельтье тебе все это кажется элементарно простым. Я же отношусь к этому по-другому. Я тоже знаю эффект Пельтье и тем не менее удивляюсь опыту Ленца.
Коллега А. Воля твоя, можешь удивляться, чему хочешь.
