Вечный материал и вечный двигатель

Игорь Прохоров
В картине про товарища Остапа Бендера ("Тринадцать стульев" или "Золотой теленок" - не помню) есть одна фраза, которую проговаривает этот сын турецко-подданного на предложение покупки вечной штуковины: "Зачем мне вечная игла для примуса, если я не могу жить вечно?" С бытовой точки зрения это правильно: для конкретного человека вечным может считаться только то, чей срок службы превышает срок жизни данного человека. Но если аппарат сломался до того, как человек умер, то аппарат уже не вечный. И многие мои оппоненты такое мнение выдвигают в качестве главного довода о невозможности строительства вечного двигателя. Мол, ни один аппарат не может работать вечно, он рано или поздно сломается, значит вечный двигатель в принципе создать не возможно. А это уже не верно.

В проблематике вечного движения должны рассматриваться только принципиальные ограничения, но не технические. И вот почему.

Наука изучает не поведение реальных предметов, а поведение идеализированных моделей реальных предметов. Как бы ни показалось это удивительным, но это именно так. Если мы имеем некоторый самый простенький предмет в виде кубика (или шарика), то законы механики абсолютно точно описывают движение этого кубика/шарика лишь в том случае, если на нем отсутствуют любые царапины. Самая мелкая царапина смещает центр тяжести предмета от его геометрического центра и нарушает прежнее взаимодействие с окружающей средой. Пусть это смещение и нарушение будет очень незначительным, но оно все равно имеется. И для абсолютно точного описания движения нашего кубика/шарика требуется составить систему уравнений с учетом размеров этой царапины. Если же на другом предмете появится иная царапина с иными размерами. потребуется составить иную систему уравнений, справедливую именно для этой новой царапины. И так для любых царапин, любых неоднородностей материала, любых погрешностей в размерах и т.д.

Ясно, что при таких жестких требованиях наука становится не возможной. По этой причине для изучения принимается модель, в которой отсутствуют любые царапины, любые неоднородности и вообще любые отклонения от идеала. Вот это и есть идеализированная модель реального предмета. Потому и появляются в физике такие понятия, как абсолютно твердое тело, абсолютно черное тело, абсолютно упругая нить, идеальный газ и прочие дефиниции. Таких субстанций в реальном мире нет, но все законы классической физики получены именно для них.

Я скажу даже еще более крамольную вещь, от которой многие могут схватиться за голову. Три закона механики Ньютона и его закон всемирного тяготения сформулированы вообще не для предметов, а для движения материальной точки бесконечно малых размеров, имеющую массу предмета и находящуюся в центре тяжести предмета. То есть математика описывает вообще какую-то нереальность, которая тем не менее прекрасно соответствует реальности.

На практике поступают следующим образом. Описывают движение реального предмета с помощью уравнений, составленных для нереальных точек бесконечно малых размеров, и потом смотрят, какие правки следует внести, чтобы приблизить поведение нереальной сущности к поведению реального предмета. Часто бывает так, что и правок не требуется. Например, для расчета движения планет и спутников по небесной сфере правки не нужны, хотя законы небесной механики описывают движение не планет, а материальных точек.

И теперь можно переходить к проблеме вечного двигателя. В рассуждениях о возможности/невозможности сего аппарата всегда следует исходить из положения, будто двигатель создан из абсолютно прочного материала, не поддающегося износу, поломкам и разрушению. Что такого материала в природе быть не может, не должно нас смущать, так как вся наука построена на работе именно с таким не существующим материалом. Если же кому-то хочется оставаться на старых позициях о невозможности вечного двигателя из-за невозможности иметь вечный материал, он тогда должен вначале создать совершенно новую науку, в которой были бы составлены системы уравнений для всех возможных комбинаций царапин, трещин, неднородностей, каверн, деформаций и прочих нежелательностей.