Рудольф Баландин – 100 великих парадоксов (страница 55)

Идея мирового эфира возникла в Древней Греции из философских соображений о невозможности абсолютной пустоты. Было распространено мнение, что выше облаков находится нечто более тонкое и лёгкое, чем воздух.

Философское определение мирового эфира, не утратившее свой смысл доныне, дал итальянский мыслитель и поэт Джордано Бруно в работе «О бесконечности, Вселенной и мирах» (1584):

«Существует бесконечное, то есть безмерная эфирная область, в которой находятся бесчисленные и бесконечные тела вроде земли, луны, солнца, называемые нами мирами и которые состоят из полного и полого; ибо этот дух, этот воздух, этот эфир не только находится вокруг этих тел, но и пронизывает все тела, имеется внутри каждой вещи».

Джордано Бруно дал философское определение мирового эфира

И ещё: «Кроме четырёх элементов, из которых составлены миры, существует ещё эфирная область […], безмерная, в которой всё движется, живёт и прозябает. Этот эфир содержит всякую вещь и проникает в неё».

В физику мировой эфир ввёл через полвека французский философ и учёный Рене Декарт, отрицавший возможность пустого пространства.

Исаак Ньютон имел в виду эфир как светоносную среду. Он уточнял: «Если этот эфир предположить в 700 000 раз более упругим, чем наш воздух, и более чем в 700 000 раз разреженным, то сопротивление его будет в 600 000 000 раз меньшим, чем у воды. Столь малое сопротивление едва ли произведёт заметное изменение движений планет за десять тысяч лет».

Отсюда можно сделать вывод, что сопротивление эфирной среды будет заметно сказываться только при очень больших скоростях. Ньютон писал «о некотором тончайшем эфире, проникающем во все сплошные тела и в них содержащемся». Христиан Гюйгенс представил эфир, заполняющий пространство, несжимаемым.

Английский физик Джозеф Томсон был убеждён: «Невидимая Вселенная – эфир – играет существенную роль, как мастерская материальной Вселенной, и наблюдаемые нами явления природы представляют собою ткань, которая создана на ткацком станке этой невидимой Вселенной».

Д.И. Менделеев предлагал: «Необходимо допустить, что известное положение Солнечной системы в среде других систем Вселенной, как и положение отдельных планет в Солнечной системе, определяется не только инерциею, но и промежуточною средою, проводящею свет и обладающею особым состоянием упругости, напоминающим твёрдые тела. Точно так же для сложения из атомов и образуемых ими частиц в реальном веществе необходимо допустить участие… той светопроницаемой мировой среды, которая потому только невесома, что всё проницает».

Для физиков идея эфира была интересна как символ среды, в которой распространяются световые волны. Она предполагалась однородной. Менделеев поставил эту загадочную субстанцию под значком «x» в нулевой ряд нулевой группы. Он писал: «Эфир нельзя представить иначе как веществом, всё и всюду проникающим». Но это было для него нечто со своей структурой в ряду химических элементов (таким был последний вариант его знаменитой таблицы, о котором учёные предпочитают умалчивать).

Элемент «х» Менделеев предварительно назвал «Ньютонием» и был уверен: «Задачу тяготения и задачи всей энергетики нельзя представить реально решёнными без реального понимания эфира, как мировой среды, передающей энергию на расстояния. Реального же понимания эфира нельзя достичь, не считая его элементарным веществом».

Парадоксальны свойства вакуум-эфира: он упруг, подобно твёрдому телу, но твёрдые тела могут двигаться в нём с огромными скоростями. Физик и философ, академик Эстонской ССР Г.И. Наан полагал: «Грубую модель вакуума можно представить себе как бесконечно большой запас энергии одного знака, компенсируемый таким же запасом энергии другого знака». Американские учёные Р. Фейнман и Дж. Уилер: «В вакууме, заключённом в объёме обыкновенной электрической лампочки, энергии такое большое количество, что её хватило бы, чтобы вскипятить все океаны на Земле».

Увы, до сих пор не удаётся как следует изучить вакуум-эфир.

…В атоме ядро занимает небольшое место, от него до ближайшей электронной сферы огромное расстояние. Его заполняет вакуум-эфир. Эту субстанцию не могут уловить наши приборы, потому что она присутствует и в них.

Возникает сравнение (не аналогия!) с земной атмосферой. Водяной пар невидимо присутствует в воздухе. При определённых условиях он сгущается в виде отдельных капель, облаков. А в вакуум-эфире находятся сгустки энергии с массой покоя – элементарные частицы, образующие причудливые структуры в виде атомов и состоящих из них природных тел.

Математическое «пространство-время» теории относительности в виде четырёх координат – абстракция, где и пространство, и время лишены индивидуальности, реального содержания.

Для теории, объясняющей структуру и динамику Вселенной, необходимо учитывать присутствующий всюду вакуум-эфир. Именно его «продавливает» массивное тело. Именно его деформацию определяет закон гравитации. Скорость света зависит от характеристик вакуум-эфира как упругого тела.

Возможно, пришла пора заново обдумывать некоторые теории физики. Дело тут не в формулах, а в их толковании. Ведь остаётся в силе формула гравитации Ньютона, тогда как смысл её теперь понимаем иначе, чем он.

…Мне кажется, что, переименовав эфирную среду в физический вакуум, учёные стараются его не замечать, продолжая развивать, а точнее, усовершенствовать без серьёзных изменений и сомнений картину Мира на основе теории относительности и вообще идей первой половины прошлого века.

Вроде бы вакуум – это ничто или что-то такое, что можно не принимать во внимание. В действительности вакуум-эфир – это нечто таинственное и чрезвычайно важное для понимания Вселенной во всех её проявлениях.

Демон Максвелла

Вообразим такое событие: мы поставили в холодной комнате кружку с холодной водой на стол, и через некоторое время верхний слой воды закипел. Невероятно? Практически – да. Но теоретически…

Молекулы воды в стакане движутся с разной скоростью, хаотично, постоянно сталкиваясь. Чем выше их средняя скорость, тем горячей вода. Есть некоторая вероятность того, что наиболее быстрые молекулы окажутся вверху. Там температура повысится. Естественно, внизу стакана останутся медленные молекулы, и температура воды там снизится.

Чтобы такое событие произошло, нужны миллиарды стаканов с водой и миллиарды лет ожидания. Иначе говоря, требуется чудо. Хотя сугубо теоретически указанное событие не исключено.

Демон Максвелла

Из этого закона перехода тепла только от горячего тела к холодному (второе начало термодинамики) логически следует вывод: во Вселенной рассеивается энергия, и в конце времён наступит всеобщая тепловая смерть.

Столь трагический финал всего сущего бренным людям почему-то хочется отменить уже при своей недолгой жизни. Похвальное стремление к вселенскому оптимизму.

Как преодолеть мрачную печать, налагаемую на Мир Вторым началом термодинамики? Об этом задумался выдающийся английский физик Джеймс Максвелл. Он провёл мысленный эксперимент, изложив его в книге «Теория теплоты» (1872).

Вообразим герметичную ёмкость, разделённую непроницаемой перегородкой на две части. В перегородке есть отверстие с дверцей. Ёмкость заполнена газом. У дверцы стоит некое существо, привратник (позже его стали называть «демоном Максвелла). Оно пропускает из половины А в другую половину Б только молекулы, имеющие скорость выше средней. Переход из Б в А будет открыт молекулам со скоростью ниже средней.

Что произойдёт в результате? Температура газа в половине А будет снижаться, а в половине Б – возрастать.

Всё бы хорошо, да только непонятно, как должно работать то, что мы называем демоном Максвелла.

Если это распознающее устройство, то на его создание и работу будет затрачено много энергии. Поэтому к ёмкости с газом, придуманной Максвеллом, надо добавить распознающее устройство, способное различать молекулы по скорости и оперативно открывать и закрывать дверцу.

Вряд ли можно сомневаться, что такой «демон» будет затрачивать чрезвычайно много энергии. Ему потребуется постоянная «подзарядка». Получится сложная открытая система, а не та, которую придумал Максвелл.

Другой вариант: не дверца, а мембрана, которая в одну сторону пропускает только быстрые молекулы, а в другую – медленные. Придётся затратить энергию (упрощаем) для создания такой мембраны. Молекулы, преодолевая эту преграду, будут терять часть своей энергии. В целом газ начнёт охлаждаться, а перегородка – нагреваться. Да и может ли существовать такая мембрана?

…Мне довелось наблюдать прибор, который вырабатывал больше энергии, чем потреблял. В 1958 году «Комсомольская правда» поместила статью «Чудо на заводе “Сантехника”» об отопительно-охладительном аппарате, который опровергал основы термодинамики.

По заданию журнала «Знание – сила» я поговорил с директором завода, увидел работу прибора. Директор заверил: вырабатывается больше тепла, чем поступает из электросети. Заодно посетовал: создавали прибор трудно, план не выполнили; благо, это оказался вечный двигатель второго рода.

Я понимал: чудо кстати, когда не выполнен план. Моя вера в основы термодинамики не пошатнулась. Проштудировал соответствующую литературу и выяснил, что в аппарате используется принцип «теплового насоса», позволяющий отбирать тепло, скажем, из атмосферы и давать дополнительное тепло прибору. Охлажденный воздух удалялся.