Павел Ощепков - Жизнь и мечта
В чем же здесь дело? Конечно, если валки охлаждать водой обычным способом, то такого теплосъема действительно будет недостаточно, чтобы снизить их температуру ниже точки плавления. Но разве охлаждение валков проточной, пусть даже холодной водой — единственный способ?
А. В. Улитовский применил воду не в виде сплошного потока, а в виде дисперсной (т. е. раздробленной на мельчайшие частицы) массы, подаваемой на внутренние стенки валков под высоким давлением. В этом случае тепло расходуется уже не только на нагрев воды до температуры кипения, но и на процесс полного испарения ее. Это позволило резко увеличить теплосъем со стенок валков, и прокатка жидкого чугуна стала возможной.
Чугун в твердом состоянии, как известно, не катается, он хрупок, и получение из него листа обычными способами невозможно, а вот новый подход к задаче дал желаемый результат. Этот метод получил широкое развитие, его авторы были удостоены Государственной премии, и теперь существуют заводы по производству чугунного листа методом прокатки металла в жидком виде.
170
Как видим, к оценке фактов надо подходить с умом и осторожно. То, что сегодня считается невозможным на основе всем известных фактов, завтра становится возможным на основе более глубокого их анализа.
Примеры противоречивых выводов из одних и тех же фактов можно найти и в наше время. Таких примеров немало. Вот один из них.
Если пропустить электрический ток по цепи, состоящей из разнородных проводников, то каждое место соединения этих проводников помимо джоулева тепла будет выделять (а в некоторых случаях поглощать) еще некоторое дополнительное тепло в количестве, пропорциональном количеству прошедших электронов. Это так называемое явление Пельтье.
Существует несколько взглядов на сущность этого факта, однако точная его природа все еще остается загадочной.
Если температура электрической цепи, содержащей два спая из разнородных проводников, равна температуре окружающей среды, то совершенно естественно, что спай, который выделяет дополнительное тепло, при прохождении тока приобретает температуру более высокую, чем температура окружающей среды, а в том спае, который поглощает тепло, температура станет ниже температуры окружающей среды, В первом случае тепло будет отдаваться в окружающее пространство, во втором случае оно будет поглощаться из окружающего пространства, которое можно значительно увеличить, если систему искусственно сделать асимметричной (подробнее об этом говорится в главе «Навстречу девятому валу»).
По отношению к холодному спаю в этом случае вся окружающая среда становится как бы «горячим телом». Это вполне логичный вывод, и он соответствует опыту.
171
Да иначе и быть не может, так как в каждом проводнике электроны по своему энергетическому состоянию строго соответствуют химической природе материала проводника. В двух соприкасающихся проводниках, изготовленных из различных металлов, обязательно будут различны и средние энергии электронов. Следовательно, если электрон из проводника одной химической природы переходит в проводник другой химической природы, то меняется и его энергия, и ровно настолько, насколько отличается средняя энергия электронов в одном металле (проводнике) от средней энергии электронов в другом металле. При переходе через эту границу электрон обязательно отдает часть своей избыточной энергии новому проводнику, и она обнаруживается в виде тепла.
Если же электрон перешел с меньшей энергией, чем та, которой обладают электроны в новом для него проводнике, то он, взаимодействуя с решеткой металла и с другими электронами этого нового для него проводника, отберет у него часть тепла, вызовет понижение температуры этого металла, так как часть энергии от других электронов решетки он примет на себя. Это проявится в виде охлаждения данного спая двух проводников.
Теперь все это представляется очевидным, как и то, что любая окружающая среда будет находиться во взаимодействии с этим процессом. И все же до сих пор некоторые специалисты, даже весьма известные и ведущие, вопреки логике отрицают такую возможность. Они утверждают: если холодные спаи электрической цепи омываются водой примерно той же температуры, как и средняя температура проводов, то дополнительная энергия действительно может в этом случае черпаться из этой воды; если же воду исключить из этого процесса, то такого явления быть не может. По мнению этих специалистов, появление дополнительной энергии в этом случае было бы нарушением закона сохранения энергии и доказательством возможности создания вечного двигателя.
Получается очень странно и непонятно: если окружающей средой является вода, то из нее можно почерпнуть дополнительную энергию, а если воды нет, то и дополнительной энергии быть не может! Как будто, выключая воду, мы вместе с ней выключили и весь материальный мир, и нам осталось «великое ничто».
Да простят мне чрезмерно связанные «фактами» ученые: даже «всемогущий бог» и тот, вероятно, не смог бы избавиться от материальности мира, а они берут на себя сей непосильный труд. И это не в средние века, а в наше просвещенное время!
Значит, снова выходит, что факт существует, а выводы из него делаются совершенно различные, вплоть до отрицания самого факта.
172
Люди, умудренные опытом, такую возможность всегда хорошо себе представляли. Великий физиолог Иван Петрович Павлов так учил нашу молодежь: «Изучая, экспериментируя, наблюдая, старайтесь не оставаться у поверхности фактов, не будьте в плену у фактов. Не превращайтесь в архивариусов фактов. Пытайтесь проникнуть в тайну их возникновения, настойчиво ищите законы, ими управляющие».
Подобный же настойчивый совет мы находим у Дмитрия Ивановича Менделеева. Это очень верный совет, и его непременно должен помнить каждый исследователь, каждый изобретатель. Иначе можно оказаться в смешном положении перед историей и наделать глупостей в своей практической работе.
У многих может возникнуть, конечно, вопрос: почему же даже у людей сведущих один и тот же факт, одно и то же событие вызывает различные толкования? В чем тут дело? Ведь все наблюдают одно и то же событие, один и тот же факт, иногда, казалось бы, бесспорный.
Откуда же берутся разногласия?
Разногласия проистекают из того, что любое наблюдаемое явление природы, любое событие в реальном мире происходит вне зависимости от нашего сознания, от того, наблюдаем мы его или нет. А вот отражение этих фактов и событий в нашем сознании происходит уже на фоне наших конкретных знаний о других фактах и событиях. И одни, наблюдая какой-либо реальный факт, довольствуются лишь простой констатацией его, а у других он вызывает вереницы мыслей и побуждает их к творческому анализу, к нахождению взаимосвязи наблюдаемого факта с другими явлениями природы, с другими событиями. При этом анализирующая мысль идет как в сторону известных, так и в сторону предполагаемых, еще не открытых процессов,, так как ум человеческий по природе своей способен и к синтезу, и к анализу разрозненных сведений. А это значит, что многое зависит не только от простой суммы знаний наблюдателя, не только от его подготовленности, но и в огромной степени от его мировоззрения, от системы его взглядов, от методологии.
По мере развития теории и практики меняется и наше отношение к фактам.
173
Все хорошо знают, что плотность лучистой энергии от любого источника излучения, включая лазер, с увеличением расстояния уменьшается обратно пропорционально квадрату этого расстояния. С детства мы видели и видим, что лучи света всегда только расходятся и никогда сами по себе не сходятся, т. е. не концентрируются. Устройство фокусирующих линз и объективов мы здесь не рассматриваем, так как лучи за точкой фокуса вновь расходятся в принципе так же, как они расходились и до линзы или объектива.
А если учесть, что любое светящееся тело не является геометрической точкой, а всегда имеет реальные размеры, то уже только по одной этой причине никакая линза, никакой объектив не могут создать даже параллельного луча. Исходящие из разных точек светящегося тела лучи будут падать на линзу под разными углами, под разными же углами будут и расходиться по выходе из нее. Это хорошо знакомо всем еще со школьной скамьи.
Однако в самое последнее время работами советского ученого Г. А. Аскарьяна, американца Ч. Таунса и других было теоретически доказано, а теперь подтверждено и экспериментально, что с увеличением амплитуды колебаний когерентного луча света (лазера) происходит настолько сильное взаимодействие последнего с самим веществом, в котором он распространяется, что под влиянием мощности луча многие константы вещества перестают быть константами в принятом понимании этого слова. Под влиянием большого значения вектора электрического напряжения этих колебаний такие общепризнанные константы вещества, как диэлектрическая постоянная, коэффициент преломления, коэффициент поглощения и др., начинают менять свои номиналы на пути распространения луча. В результате этого внутри вещества образуется сужающийся канал, как бы волновод с физическими постоянными, резко отличными от основной массы тела. Такое взаимодействие луча с веществом приводит к тому, что лучи света, вместо того чтобы расходиться по законам общей геометрической оптики, начинают сами по себе сходиться, т. е. самофокусироваться.