حرکت مداوم: رؤیای ماشین بی‌توقف
ایده ساختن ماشینی که بدون هیچ‌گونه نیاز به انرژی، تا ابد به کار بپردازد، همیشه نزد فیزیکدانان و مهندسان مطرح بوده است. در حرکت مداوم چه نهفته است که حتی لئوناردو داوینچی را نیز شیفته خود ساخت.
یک هنرمند و مخترع بلژیکی به نام وِسِلی در اوت سال ۱۹۸۵ اعلام کرد که سرانجام راز حرکت مداوم را کشف کرده است. بسیاری از کسان فکر کردند که شاید حیله جدیدی در کار باشد، زیرا معمولاً روزنامه‌ها اغلب حاوی مطالبی‌اند در مورد ظهور بشقاب پرنده، هیولاهایی در دریاچه نیس و اختراعاتی نظیر اتومبیل با موتور آبی یا ماشین دارای حرکت مداوم، یعنی این افسانه قدیمی علمی که دستگاهی پس از به کار افتادن متوقف نشود.
اما این خبر را مؤسسه معتبری مانند دانشکده فنی توئنته (بلژیک) انتشار داده بود. در این مؤسسه پدر مخترع مذکور در جلسه‌ای با دیگر محققان و حتی رئیس دانشکده مزبور، اصول کار دستگاه اختراعی فوق را توضیح داد. به طور خلاصه ماشین فوق شامل پیستونی است که به خاطر وزنه‌ای که بر روی آن قرار دارد به سوی بالا رانده می‌شود. هرچه وزنه مذکور سنگین‌تر باشد فشار بیشتری تولید می‌شود و در نتیجه امکان اخذ انرژی بیشتری پدید می‌آید. مخترع دستگاه می‌گوید که با چهار پیستون از این نوع که به یک میل لنگ متصل شده می‌توان موتوری را برای صدها سال به حرکت درآورد. وی حتی می‌گوید که ماشین مذکور هر چه بیشتر به مقاومت برخورد کند ظرفیت بیشتری از خود نشان می‌دهد.
با وجود این، نیاز به یک نمونه تجربی است تا بتوان عملاً قابلیت اجرای طرح فوق را به آزمایش گذاشت. بحث در مورد این طرح بالا گرفت و گروه‌هایی از دانشجویان و استادان، له و علیه تئوری وِسِلی به بحث پرداختند، ولی در پایان دیگر کمتر کسی از میان مخالفان پرسشی جدید مطرح کرد. بدین صورت رؤیای حرکت مداوم همچنان ناخودآگاه بر ذهن بسیاری از دانشمندان جای گرفته است. گویی مبارزه‌ای آغاز شده که سرانجامش پیروزی است.
وسلی کاملاً به نظریه خود اطمینان دارد و در جستجوی کسی است که برای ساخت نمونه عملی اختراعش به او کمک مالی کند. وی می‌گوید تا وقتی ماشین شگفت‌انگیز خود را به چشم نبیند از پای نخواهد نشست.
نمونه چنین ادعاهایی در ایران:
از سال 1848 به بعد که هرمان فون‌هلمهولتس آلمانی براساس نظریه لاوازیه (با بیان این اصل که انرژی نه خلق می‌شود و نه از بین می‌رود بلکه تغییر شکل می‌دهد) ترمودینامیک را بنیاد نهاد، این نکته پذیرفته شد که هر ماشین محرکه‌ای دارای مصرف انرژی بیشتر از صفر است. مدت‌ها قبل از آن، بر محافل علمی این اندیشه مطرح بود که شاید بتوان ماشینی ساخت که قادر به تغییر شکل کلی انرژی باشد و انرژی مورد نیاز خود را نیز تأمین کند. همیشه این اصل مطرح می‌شد که انرژی قبلی شده به ماشین را باید بدون آنکه رو به کاهش رود همچنان حفظ کرد. یا به عبارت دیگر، یک تعادل مطلق در مصرف و به کارگیری به وجود آورد، زیرا همانند نظریه فعلی وسلی، گردش ماشین نه در حال سرعت (هیچ انرژی داده شده) و نه در حال کُندی (هیچ انرژی اتلاف شده) نباید تغییر کند. ولی همیشه مقداری انرژی از دست می‌رود (اصطکاک، مقاومت هوا،. …) و اگر بخواهیم از چرخش ماشین به عنوان نیروی محرکه استفاده کنیم چاره‌ای نداریم جز اینکه با رؤیای حرکت مداوم وداع گوییم.
شاید دستیابی به حرکت مداوم، رؤیا و آرزویی بیش نباشد، اما حرکت نامحدود و یا به عبارت دیگر حرکت دورانی دراز مدت، که سال‌ها و حتی قرن‌ها طول بکشد تا متوقف شود، چنین نیست. گذشته از حرکت اجرام آسمانی، ماهواره‌ها سال‌ها و سال‌هاست که به دور زمین می‌گردند. گردش ماهواره‌ها شباهت زیادی به نظریه حرکت مداوم بر اساس چرخ نامتعادل دارد، نظریه‌ای که یکی از نظریه‌های ثابت در حوزه ایجاد حرکت مداوم محسوب می‌شود و ازسوی دیگر هم غیر عملی است، زیرا بازده آن از صد در صد هم افزون‌تر می‌شود یا به عبارت بهتر، انرژی بیشتری از آنچه مورد نیاز است آزاد می‌گردد.
اساس کار چرخ نامتعادل به این صورت است که یک سری وزنه که هر کدام به دور محوری می‌چرخد به صورت عمودی در ارتباط با محور افقی چرخ قرار می‌گیرند. وزنه‌ها چنان‌اند که به هنگام پایین آمدن فاصله بیشتری از محور می‌گیرند تا به هنگام بالا رفتن، و این موجب می‌شود که دور چرخ اضافه شودو
نقص این نظریه در این است که وزنه‌های پایین آمده با آنکه تعداد دور بیشتری به وجود آورند چون تعدادشان از روزنه‌های بالا رونده کمتر است باعث خواهد شد که در نهایت تعداد دور چرخ صفر شود.
در سده سیزدهم یک فرانسوی به نام ویلار هونکورت ماشینی بر اساس ایده فوق ساخته بود که بیشتر بر اساس اینرسی حرکت می‌کرد تا چیز دیگر. این مطلب در مورد اختراعات مارکوس ورسستر که یکی از آنها در سال 1638 نزد چارلز اول پادشاه انگلیس به نمایش گذاشته شد نیز صادق است. چرخ اختراعی وی دارای چهار متر قطر و نیز چهل وزنه متحرک 23 کیلویی بود که به خاطر اینرسی بسیار زیادش هرگاه آن را به کار می‌انداختند مدت‌های زیادی بدون توقف به دور خود می‌چرخید، ولی البته دارای حرکت مداوم نبود.
آزمایش‌های مشابهی نیز با آب انجام گرفته است. در اوایل سده هفدهم یک انگلیسی به نام رابرت فولد سعی کرد که یک آسیاب آبی با حرکت مداوم بسازد. مایع از ته طرف بسیار بزرگی به وسیله یک لوله خارجی به سطحی بالاتر از سطح آب ظرف هدایت می‌شد و سپس به دلیل شکل زانویی لوله به پایین می‌ریخت. ایده این اختراع آن بود که وزن زیاد آب درون ظرف که بیش از وزن آب درون لوله بود، مایع درون آن را به جلو می‌راند، و به این ترتیب نوعی واکنش دائمی ایجاد می‌شد. ولی این نکته در نظر گرفته نشده بود که فشار آب در عمق معین همیشه ثابت است و بستگی به بزرگی سطح مورد نظر ندارد.
در همه این ماشین‌های آبی از وسیله‌ای استوانه‌ای شکل و مارپیچ برای به حرکت انداختن جریان آب استفاده می‌شد، حتی لئوناردو داوینچی نیز مدتی به مطالعه یکی از این ماشین‌ها پرداخت ولی بعد به خاطر مطمئن شدن از غیر عملی بودنش آن را به کناری گذاشت.
همچنین یک نفر آلمان به نام هن فون لمسال در سال ۱۶۶۱ کرد که طبق اصل یاد شده آسیایی با حرکت مداوم بسازد ولی موفق نشد.
ساختن ماشینی که به وسیله چرخش خود به خود کار سنگینی را به انجام رساند شاید رؤیایی بیش نباشد، اما سعی بر استفاده از نیروهای موجود در جهان برای ایجاد ماشینی که خود انرژی مورد نیازش را تأمین کند دیگر رؤیا تلقی نمی‌شود. در این زمینه می‌توان چند مثال زد: ساعت‌هایی که به نسبت دمای روز و یا شب با انبساط و انقباض فنرها کار می‌کنند، ثابت کننده‌های سطح به وسیله نیروهای جاذبه، باتری‌های خورشیدی که امکان تغذیه مدارهای الکترونیکی را بدون هیچ هزینه‌ای طی سال‌ها فراهم می‌سازند، و…
امروزه ساخت ماشینی با حرکت مداوم برای ما ناممکن به نظر می‌رسد (هر چند که بعضی از دانشمندان خود به ساخت چنین ماشینی اعتقاد دارند) ولی به وجود آوردن ماشینی که با حرکت نامحدود خود تقریباً تا ابدیت به کار پردازد، یا به عبارت دیگر مصرف انرژی‌اش چنان ناچیز باشد که صدها و هزاران سال به کار خود ادامه دهد، به هیچ وجه ناممکن نمی‌نماید. در حال حاضر در آمریکا دستگاه‌های تنظیم کننده سیالات با تغییرات اوربیتالی ساخته شده‌اند که برای کار کردن تا سال 2360 میلادی، بدون پیوند به هیچ‌گونه منبع انرژی برنامه‌ریزی شده‌اند.
ولی انگیزه اصلی همچنان ساخت ماشینی است که به خودی خود به کار بپردازد.
محققاً چنین چیزی تاکنون وجود نداشته است، هرچند که طرح‌هایی در این مورد وجود دارد که ما را به ایده ماشین با حرکت مداوم بسیار نزدیک می‌سازد. به طور مثال، با صرف نظر از موتورهای یونی که بر اساس اختلاف قطب مغناطیسی مثبت و منفی میان آسمان و زمین کار می‌کنند، ایده دیگری که هم اکنون بسیاری از پژوهشگران در گوشه و کنار جهان به مطالعه‌اش مشغول‌اند، عبارت است از بهره‌گیری از تفاضل گرمازایی بین سطح دریا و جو زمین، از طریق ساخت پمپ گرمایی که بتوان با آن کشتی‌ها را به جلو راند. تفاضل گرمایی یکی از مواردی است که تاکنون مورد مطالعه و تحقیق بسیار واقع شده است.
در سال ۱۸۷۱ جیمز کلارک ماکسول، نشان داد که می‌توان حتی با جدا کردن مولول‌های گرم از مولکول‌های سرد، یک سیال انرژی به دست آورد و به این منظور باید مولول‌های گرم را که سریع‌ترند، از درون منفذی که میان دو محفظه نزدیک به هم قرار دارد گذراند. یک قرن بعد از آن لوئیس م.بریلون صدق این ادعا را ثابت کرد و گفت که این روش فقط در صورتی قابل اجراست که عاملی بر سر راه منفذ مذکور قرار بگیرد که توانایی تشخیص مولکول‌های گرم از سرد را داشته باشد و نیز مصرف انرژی‌اش کمتر از میزان انرژی تولید شده با تفاضل گرمازایی باشد.
عده‌ای همچنان در مورد دستیابی به ماشین دارای حرکت مداوم و بدون اتلاف انرژی اصرار می‌ورزند. ناممکنی که بسیار مورد توجه انسان‌هاست و تعداد بی‌شمار اختراعاتی که معمولاً در این زمینه به هیئت تحریریه مجله‌های علمی ارسال می‌شود، گویای این نکته است.
نمونه‌ای خدعه‌آمیز، از آنِ دیوید جونز انگلیسی طراح ماشین‌های خیالی است. وی در سال ۱۹۸۱ در یکی از جلسه‌های انجمن بریتانیا ماشین با حرکت مداوم دروغینی به معرض نمایش گذاشت که با یک منبع انرژی مخفی تغذیه می‌شد. وی در پایان با زحمت زیاد توانست حاضران را متقاعد کند که ماشین وی حیله‌ای بیش نبوده است. شهرت ماشین دروغین وی تا آنجا پیش رفت که حتی در نمایشگاه بین‌المللی شیکاگو نیز نمونه‌هایی از آن را به نمایش گذاشتند.
ماخذ:
Muy Intersante; Oct.1987
نوشته خوان روبردو
ترجمه مرتضی تفریشی (از اسپانیا)
مجله دانشمند دهه 60
