Вечный двигатель (лат. perpetuum mobile) занимает в истории науки и техники особое и очень заметное место, несмотря на то, что он, по мнению современной науки, не существует и существовать не может. Факт парадоксальный, однако поиски совершенного двигателя продолжаются до сих пор уже сотни лет.

pm

Технология вечного двигателя привлекала людей с давних времен. Вечный двигатель в наше время определяют как воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу большую, чем количество сообщённой ему энергии. В более широком смысле под термином вечный двигатель можно подразумевать не только технические устройства, а и любые объекты творческой и изобретательской деятельности, обладающие свойствами абсолютности, вечности.

Сегодня эту идею научный мир считает скорее псевдонаучной и невозможной, нежели наоборот, но это не останавливает энтузиастов от создания более диковинных устройств в надежде нарушить законы физики и произвести научно-техническую революцию. Самобытные творцы и упорные изобретатели и в наше время пытаются разработать абсолютный двигатель, вечный двигатель, который, будучи однажды запущен в действие, совершал бы работу неограниченно долгое время без привлечения энергии со стороны. Многочисленные изобретатели работают над новыми проектами в этом направлении. Одна, по-видимому, определяющая причина стремления создать новый, необычный двигатель, работающий без использования каких-либо ресурсов, состоит в быстром развитии науки и техники: в наше время многие «чудеса» становятся реальностью. Идея создания вечного двигателя, возникшая много лет назад, не умирает.

По-видимому, пока что вечный двигатель так и останется “работающим” лишь в воображении его творцов. Хотя замыслы творцов perpetuum mobile и были утопичны, однако попытки материализовать идею, споры вокруг нее принесли немало интересных теоретических и конструктивных решений, позволили выявить новые закономерности, увидеть ранее неизвестные процессы.

Истории известно множество таких “открытий” и связанных с ними судеб, их неистово увлеченных авторов, наполненных радостями творчества, восторгами полученных сопутствующих побочных результатов и горькими разочарованиями за несостоявшиеся результаты.

Место, время и причину возникновения идеи вечного двигателя пока что узнать практически невозможно. Сложно назвать и первого автора подобного замысла. К самым ранним сведениям о perpetuum mobile относится, по-видимому, упоминание, которое нашли у индийского поэта, математика и астронома Бхаскары, а также отдельные заметки в арабских рукописях XVI в., хранящихся в Лейдене, Готе и Оксфорде.

В настоящее время прародиной первых вечных двигателей по праву считается Индия. Так, Бхаскара в своём стихотворении, датируемом примерно 1150 г., описывает некое колесо с прикреплёнными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Первые проекты вечного двигателя в Европе относятся к эпохе развития механики, приблизительно к XIII веку. Универсальный двигатель, способный работать в любом месте, был бы очень полезен средневековому ремесленнику. Он мог бы приводить в движение кузнечные меха, подававшие воздух в горны и печи, водяные насосы, крутить мельницы, поднимать грузы на стройках. Создание такого двигателя позволило бы сделать существенный шаг и в энергетике, и в развитии производительных сил в целом.

К XVI—XVII векам идея вечного двигателя получила особенно широкое распространение. В это время быстро росло количество проектов вечных двигателей, подаваемых на рассмотрение в патентные ведомства европейских стран. Среди рисунков Леонардо Да Винчи была найдена гравюра с чертежом вечного двигателя.

Представление о вечном двигателе со временем существенно менялось в соответствии с развитием науки и задачами, которые возникали перед энергетикой. История вечного двигателя — это одновременно и история становления и развития многих направлений науки, в частности механики, гидравлики и, конечно, энергетики.

В середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера (J. R. Мауег), английского физика Дж. П. Джоуля (J. Joule) и немецкого физика Г. Гельмгольца (G. Helmholtz) было сформулировано Первое начало термодинамики. Ю. Р. Майер сформулировал принцип взаимопревращаемости теплового и механического движений и теоретически вычислил термомеханический эквивалент (1842), экспериментально его определил Дж. П, Джоуль (1843), Г. Хельмгольц отметил универсальный характер закона сохранения энергии (1847).

Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем. Его часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника. Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система (например, пар в тепловой машине) может совершать работу только за счет своей внутренней энергии или какого-либо внешнего источника энергии.

Первое начало термодинамики представляет собой постулат – оно не может быть доказано логическим путем или выведено из каких-либо более общих положений. Истинность этого постулата подтверждается тем, что ни одно из его следствий не находится в противоречии с опытом.

Второе начало термодинамики сформулировано как закон природы H. Л. С. Карно (N. L. S. Carnot) в 1824, P. Клаузиусом (R. Clausius) в 1850 и У. Томсоном (Кельвином) (W. Thomson, Kelvin) в 1851 в различных, но эквивалентных формулировках. Второе начало термодинамики в формулировке Клаузиуса утверждает, что процесс, при котором не происходит никаких изменений, кроме передачи тепла от горячего тела к холодному, необратим, т. е. теплота не может самопроизвольно переходить от более холодного тела к более горячему (принцип Клаузиуса). Согласно формулировке Томсона, процесс, при котором работа переходит в тепло без каких-либо иных изменений состояния системы, необратим, т. е. невозможно полностью преобразовать в работу всё тепло, взятое от тела, не производя никаких других изменений состояния системы (принцип Tомсона). Принцип Томсона эквивалентен утверждению о невозможности вечного двигателя 2-го рода.

Второе начало термодинамики также является постулатом, не доказываемым в рамках классической термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Из первого и второго начал выросли многие физические теории, проверенные множеством экспериментов и наблюдений, и у учёных не остаётся никаких сомнений в том, что данные постулаты верны, и создание вечного двигателя невозможно.