Майкл Фарадей предложил первую индуктивную электрическую машину

При познании Вселенной обычно шли от нашей планеты — к Солнечной системе, затем к Галактике, после чего выдвшииись гипотезы о строении Вселенной. Это естественно, так как во все времена человечество не располагало достаточной информацией о строении Вселенной. Выдвинутая одним из авторов этой книги гипотеза об «электромагнитной Вселенной» позволяет подойти к разгадке тайны окружающего Мира от сложного к простому — от строения Вселенной к событиям на нашей планете.

Под Вселенной авторы понимают весь окружающий нас Мир: от мельчайших живых существ до Метагалактик. Вселенная это единая, иерархически и гармонично организованная, развивающаяся по единым законам жизни система. Ее элементарной функциональной единицей является триада, состоящая из положительных и отридательных зарядов и нейтральной единицы. Эта триада в числовом представлении образует пространство действительных и комплексных переменных. Эволюция бинарных компонентов троичных систем происходит по спиралям, на определенных участках которых эволюция осуществляется скачком со сменой зарядов и приобретением системой новых качеств.

Вселенная это живая эвошоционизирующая система, иерархически организованная в соответствии с ее энергетическим потенциалом, определяемым временем и пространством . Мыслители всех времен и народов искали истину, объясняющую Мир. и, как писал М. Булгаков в «Мастере и Mapгарите» «… Ежели Бога нет, то спрашивается, кто же управляет жизнью человеческой и всем вообще распорядком на Земле?» Эта истина существует, должна существовать, однако найти ее так и не смогли до сих пор.

Она волновала великих для своего времени мыслителей от допотопных времен, чьи имена не дошли до нас и существуют только в древних мифах и легендах. Она светила в древности Гераклиту Эфесскому (начало V века до н.э.), Пифагору (570-496 г. до н.э.), Архимеду (287-212 г. до н.э.), Аристотелю (382-322 г. до н.э.), Птолемею (90-160 г. н.э.) и многим другим корифеям общечеловеческой мысли, жившим две-три тысячи лет назад. В средние века И. Коперник, И. Кеплер, Д. Бруно, Г. Галилей, И. Ньютон, И. Кант, Г. Гегель и другие выдающиеся ученые сделали многое, чтобы подойти к этой великой тайне. Чем ближе к нашим дням, тем большее число гениев озарял свет этой истины. Можно назвать В.И. Ленина, К. Циолковского, А. Эйнштейна, Н. Бора, Д. Менделеева, В. Вернадского, А. Чижевского и многих других, а также десятки современных, пока не признанных, но не менее великих ученых в различных областях знаний. В конце кондов, человечество подойдет вплотную к разгадке великой истины, ибо ничто не может противостоять напору и мужеству познания.

Понять, как устроен Мир стремились не только ученые. Неповторимые, космические стихи и поэмы сложили М. Лермонтов, Ф. Тютчев, А. Блок, В. Брюсов и многие другие поэты. Среди композиторов нельзя не вспомнить божественную музыку И. С. Баха, Л. Бетховена, П. Чайковского, А. Рубинштейна и многих других талантливых музыкантов.

Выдающимися художниками-космистами были Микеланджело, Н. Рерих, М. Врубель. Особое место принадлежит нашим современникам-космонавтам, видевшим Землю из Космоса своими глазами и передавшим нам в художественных полотнах свое видение Мира. В последние десятилетия в астрономии, геофизике и других науках о Земле достигнуты впечатляющие теоретические и экспериментальные результаты.

Только в нашей стране работают несколько десятков институтов, занимающихся проблемами Земли, а экология стала одной из специальностей в большом числе вузов. Однако из-за различия научных методов и изолированности научных школ до сих пор нет единых подходов к энергетике Земли, объясняющих поведение ее магнитного поля, вращение планеты и происхождение источников энергии глобальных событий, определяющих жизнедеятельность и эволюцию биоты и земного социума.

Расширение и углубление научных знаний в отдельных областях науки, сами по себе имеющие большое практическое значение, к сожалению, в наши дни привели к обособленности отдельных научных направлений и исчезновению ученых-энциклопедистов, являющихся авторитетами в различных областях знаний. Вплоть до середины XIX — начала XX в. большинство ученых были энциклопедистами признанными авторитетами, часто в далеких друг от друга областях науки.

Именно они двигали развитие фундаментальных наук. Сегодня, прорыв в познании Мира возможен на стыке наук усилиями ученых различных специальностей. Сказав, что окружающий нас Мир состоит из преобразователей энергии, мы не сделаем большой ошибки. Большинство преобразователей преобразуют один вид энергии в другой, например, электрическую в механическую или механическую в тепловую и т.д. Однако к преобразователям энергии можно отнести также и те, которые преобразуют один вид энергии в тот же вид, отличающийся характеристиками, например, с другой температурой или с другими частотой и напряжением. Большинство преобразователей преобразуют тепловую энергию, нагреваясь и охлаждаясь в течение какого-то времени.

К таким преобразователям относятся горы, моря и озера, а также предметы, окружающие человека. В растениях происходит преобразование солнечной энергии в биомассу, а животные и человек превращают энергию пищи в механическую, электрическую и тепловую. В Космосе происходит миохсество различных видов преобразований (метаморфоз) энергии, объединяемых одним емким понятием энергетика Космоса. Прошло уже почти двести лет с тех пор, как Т. Юнг ввел в физику понятие энергии, но до сих пор нет общепринятого ее определения. С каждым годом открьгоаются для человека все новые виды энергии психотропная, астральная, духовная и т.д.

В представлениях авторов, энергия неотделима оттоков, материальных частиц и сама является материей. В основном, электромагнитная энергия связана с зарядами и токами, электромагнитными полями, существующими во времени и пространстве. Энергия Космоса живет и существует на всех частотах от нуля до бесконечности. Понятие «энергокосмизм» объединяет все энергетические события от гравитации, создающей всю красоту макромира, до информационно-психологических, получаемых непрерывно из Космоса и воздействующих на живые организмы и человека. Энергия—это не только то, что совершает работу. Энергия это то, что движет Миром. То, что движется и живет; Разность потенциалов как источник всякого движения и есть следствие упорядочения первичного хаоса под воздействием внешних по отношению к нашей планете космоэнергетических сил. Рассматривая лишь физические проявления энергии с точки зрения воздействия на нашу планету космических сил, мы многие земные процессы можем сделать более понятными и объяснимыми. А с учетом того, что наша «плата за незнание» многих природных явлений съедает до одной трети всех ресурсов человеческого общества, понятна прямая эффективность познания космоэнергетических факторов как движущей силы земных процессов.

Преобразователи энергии составляют основу окружающего Мира, а эволюция природы во многом определяется их развитием. Существует немного основных типов преобразователей энергии, но их видоизменений бесчисленное множество. Только новых электромеханических преобразователей за последние десятилетия человеком создано десятки тысяч. Вошли в жизнь уникальные преобразователи тепловой энергии в механическую, механической в механическую, созданы многие удивительные машины. Космос заполнен не только преобразователями энергии. В нем находятся и накопители хранилища энергии. Это как бы мертвая материя, неработающие преобразователи энергии, когда при температуре, близкой к абсолютному нулю, есгь материя и связанная с ней энергия и пространство, но нет преобразования энергии и нет эволюции материи.

В этом состоянии время как бы останавливается, замораживается. Такое состояние материи и энергии может продолжаться бесконечно долго до тех пор, пока температура не достигнет критической и не начнется эволюция преобразование энергии. Накопители энергии частный случай преобразователей энергии, и обычно они описываются одними и теми же уравнениями, что и преобразователи. Человек в своей деятельности использует, главным образом, четыре вида энергии: электрическую, механическую, тепловую и световую. За сто лет промышленного применения электроэнергии были созданы уникальные электромеханические преобразователи, которые совершили техническую революцию в большинстве отраслей промышленности. Электрические машины настолько вошли в нашу жизнь, что их перестали замечать, а об электрической энергии вспоминают, когда ее не хватает или ее отключают.

Напомним читателю некоторые моменты из истории электрических машин. Первую электрическую машину предложил Отто Герике в 1650 г. Она представляла собой шар из серы, который при вращении О. Герике натирал ладонями рук. При разделении зарядов за счет трения на шаре возникало напряжение. Это была емкостная электрическая машина. В 1821 г. Майкл Фарадей предложил первую индуктивную электрическую машину (см. рисунок), в которой вокруг постоянного магнита (1) вращался проводник (2), подключенный К гальванической батарее. Проводник, по которому протекал постоянный ток, соединялся с батареей через скользящий контакт, осуществляемый налитой в чашечку (3) ртутью.

В 1834 г. Б. С. Якоби создал двигатель, в котором за счет включения и выключения электромагнитов, подключенных к аккумуляторной батарее, происходило преобразование электрической энергии в механическую. В 1836 г. Б. С. Якоби в Петербурге поставил свою машину на бот и в течение полутора часов плавал по Неве против течения при сильном ветре. Это было первое промышленное применение электрической машины.

Важную роль в развитии электрических машин сьирало изобретение Пачинотти и Грамма (1860-70 гг.) кольцевого якоря и граммовской обмотки. Решающее значение для развития электротехнической промышленности имело изобретение М.О. Доливо-Добровольским в 1891 г. трехфазного асинхронного двигателя и трансформатора. До этого, в 17S6 г., Гальвани, занимаясь анатомией мышц лягушки, заметил, что при возникновении контакта между лапкой лягушки и металлом мышца вздрагивала. Так заведующий кафедрой хирургии в Болонском университете Л. Гальвани открыл животное электричество.

Вольта, который занимался химическими источниками тока, в 1794 г. опроверг Гальвани, утверждая, что ток в мышце лягушки возникает за счет контакта различных металлов, находящихся в биологическом растворе. Спор решил в середине прошлого века М. Фарадей, показав, что и животное и химическое электричество, и электрический ток, полученный в генераторах при электромеханическом преобразовании энергии, имеют одну и ту хсе природу. Отрицательные и положительные заряды появляются в живой клетке за счет переваривания пиши; вначале внутри клетки их примерно одинаковое количество и оии компенсируют друг друга. Затем часть ионов проникает через мембрану и снаружи положительных зарядов становится больше, чем внутри клетки. Таким образом, на мембране возникает разность потенциалов.

В основе возникновения биопотенциалов лежат свойства клеточных мембран, которые могут пропускать положительные ионы, но не пропускают анионы. На мембране возникает нернстовский потенциал (В. Нернст опубликовал свою диссертацию, в которой излагалась теория мембранного потенциала, в 1889 г.). Мембранная теория возникновения электричества в живых организмах наиболее полно изложена в книге Юлиуса Бернштейна «Элекгробиология», увидевшей свет в 1912г. Некоторые виды одиночных клеток

обладают потенциалом покоя до 60 мВ, а при возбуждении потенциал их увеличивается вдвое. Клетки могут соединяться и последовательно, и параллельно. У электрического угря последовательно соединяются более 6000 клеток; он способен создавать напряжение 800-900 В. Для жизни морских электрических рыб важно не только высокое напряжение, но и большой ток. Электрический скат может генерировать напряжение до 50 В. У него смешанное соединение клеток (примерно на 400 соединенных последовательно 500 соединены параллельно). Электрический скат или электрический угорь при разрядах развивают значительную мощность до 6 кВт в импульсе продолжительностью 2-3 миллисекунды. Электрические органы меньшей мощности у рыб используются для ориентации и генерируют непрерывно электрические сигналы с частотой 300 Гц.

Заметим здесь, что если живые существа, не стоящие на высшей ступени развития, могут так искусно управлять своими электрическими органами, то нет ничего удивительного в способностях экстрасенсов управлять своим электромагнитным полем и воздействовать на окружающих. Разделенные в генераторах заряды аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) переносит к биодвигателям. «Линиями электропередачи» могут быть кровеносные сосуды, а в простейших организмах межклеточная жидкость. В биологических электромеханических преобразователях наглядно демонстрируется, что электромеханическое преобразование энергии сводится к разделению (в генераторах) и соединению (в двигателях) зарядов.

Бактерии — первые электромеханики на Земле. У них есть генераторы (клеточные мембраны), двигатели и линии передачи электроэнергии. Генераторы и двигатели управляются из одного центра. Как на современной электростанции в топках котлов энергия топлива, сгорая, отдает тепловую и механическую энергию электрогенераторам, так и энергия пищи в биогенераторах преобразуется в электрическую энергию. Как и во всех ЭП (электромеханических преобразователях), в биодвигателях электрическая энергия преобразуется в механическую энергию и тепло. В биологических организмах широко распространено поступательное движение. За счет периодических гармонических деформаций колонок бактерия передвигается, при этом электрическая энергия преобразуется в механическую.

Неплохо при этом вспомнить гусениц, которые имеют присоски на множестве колонок, и огромных змей. В процессе эволюции из присосок образовались конечности, появились сороконожки и другие насекомые. Затем природа пришла к выводу, что лучше иметь четыре ноги, а не сорок. Чтобы освоить воздушный океан, пришлось передние конечности преобразовать в крылья, а у приматов обезьян они превратились в руки. Спустившись с деревьев, человекообразные обезьяны стали ходить на двух ногах, а в руки стали брать палки и другие окружающие предметы.

Пусть нас не судит строго читатель за такое простейшее представление о сложнейших этапах эволюции живой природы. В биологических электромеханических преобразователях наглядно демонстрируется, что электромеханическое преобразование энергии сводится к разделению (в генераторах) и соединению (в двигателях) зарядов. На базе термодинамики электробиология за прошедшие два века сделала большие успехи, но только всего несколько десятилетий назад биологи доказали, что движение бактерий может осуществляться, минуя превращение пищи в АТФ (аденозиитрифосфорную кислоту). По современным представлениям, за счет мембранного потенциала, образующегося при разделении зарядов, в биологических двигателях электрическая энергия преобразуется в механическую. При этом АТФ является лишь накопителем и переносчиком зарядов. Будущие успехи электробиологии связаны с применением законов элехсгромехашпш. Рассмотренные принципы электромеханического преобразования энергии «применяются» как в растениях, так и в других живых организмах. Растения получают пищу за счет движения вокруг них среды обитания (воды или воздуха), а животные в поисках пищи вынуждены сами перемещаться в этой среде.

В результате эволюции за миллиарды лет появилось бесчисленное множество разнообразных живых организмов, вершиной которых стал человек высшее достижение природы, умеющее думать и создавать как произведения искусства, так и сложнейшие технические устройства. Как следует из истории развития электромеханики и биологии, на первых этапах одни и те же ученые обычно были крупными специалистами в обоих направлениях наук. За двухсотлетнюю историю электромеханики и электробиологии были сделаны фундаментальные открытия и выдающиеся достижения в практическом применении результатов научных исследований.

Однако ученые электротехники и и биологи за это время так далеко разошлись, что сегодня нет специалистов, хорошо разбирающихся одновременно в электробиологии и электромеханике. Наука развивается по спирали, и прогресс в развитии электробиологии в ближайшее время будет определяться внедрением в биологию достижений электромеханики, на чем будет основываться прогресс в биофизике, так же, как достижения бионики могут дать импульс дальнейшему качественному скачку в развитии электромеханики. Индуктивным электромеханическим преобразователям принадлежат области практического земного электромашиностроения и космической электромеханики.

За сто лет существования электромашиностроения ученые и инженеры-электромеханики создали электромеханические преобразователи, которые обеспечили решение большинства насущных проблем в различных областях техники. Электрогенераторы вырабатывают электроэнергии в год примерно 0,1% от всей энергии, получаемой Землей от Солнца. Только за один год на планете выпускается свыше 500 млн. электродвигателей. Электрические машины применяются во всех отраслях промышленности, сельском хозяйстве и в быту. В середине нашего века электромеханика стала основой космических летательных аппаратов. В последние годы один из авторов сделал попытку перенести достижения в космической электромеханике на астрофизические объекты, заложив основы геоэлектромеханики нашей планеты как одного из астрофизических объектов и подойти к формированию гелиоэлектро.механики. Одним из примеров космического электромеханического преобразователя является наша планета Земля. Электромеханика планеты объясняет многие глобальные процессы: вращение Земли, смещение магнитных полюсов относительно географических, направления основных океанических течений, образование тайфунов и циклонов и другие энергетические явления планетарного масштаба.

Особое значение имеет объяснение глобального изменения климата, имеющего периодичность 26 тысяч лет, и возможность .математического моделирования этого изменения. Половина периода (13 тысяч лет) наступит в ближайшие столетия, а предстоящее потепление и повышение уровня мирового океана за счет таяния ледников и ледового панциря Антарктиды будет иметь решающее влияние на развитие событий в следующие десятилетия. Подходы к электромеханике нашей планеты применимы и для других планет, звезд и звездных скоплений.

Существует магнитное иоле Земли, Солнечной системы. Галактики и Вселенной. Магнитное поле Вселенной связывает все объекты Вселенной от планет до галактик и черных дыр. Благодаря электромагнитным полям миллиарды лет, происходит обмен энергией между звездами и звездными скоплениями, обеснечивается энергией эволюция Вселенной. Многие творческие личности ставили и ставят вопрос о том, как будет дальше происходить эволюция природы, останется ли человек высшим ее достижением и будет лишь совершенствоваться или появятся новые создания природы, которые на пирамиде эволюции займут ее вершину.

Эволюция окружающего нас Мира, с точки зрения преобразования энергии и развития преобразователей энергии, дает подходы к ответу и на этот важнейший философский вопрос. Не претендуя на полную достоверность, с позиций электромеханики качественно эволюцию природы можно представить как эволюцию электромеханических преобразователей. В самом начале эволюции был большой взрыв с огромными хаотическими токами и магнитными полями. Затем, в начале процесса эволюции, появляется неживая природа с индуктивными ЭП с огромными токами и мощными электромагнитными полями. Со временем токи и магнитные поля стабилизируются и упорядочиваются, процессы в Галактике приближаются к установившимся.

Образуются звездные системы, внутри которых могут появиться условия для образования емкостных биологических электромеханических преобразователей. Первые простейшие биологические двигатели появились на Земле через несколько миллиардов лет после зарождения Солнечной системы. Затем в процессе эволюции сформировались разнообразнейшие биологические системы, вершиной которых стал человек. Вместе с развитием биологических электромеханических преобразователей развивались и совершенствовались системы управления, как отдельными элементами, так и всеми электромеханическими системами, составляющими живой организм. Через несколько миллиардов лет после появления первых простейших биологических преобразователей человек стал осмысливать окружающий его Мир.

Чтобы образовались планеты, нужны определенные внешние условия, а чтобы из неживой природы образовались первые живые существа бактерии, нужны уникальные условия. Особое значение имеет температура окружающей среды, которая во Вселенной изменяется от значений, близких к абсолютному нулю в открытом Космосе, до нескольких миллионов градусов внутри звезд. Из миллионов шансов только в нескольких случаях в процессе эволюции появятся мыслящие существа.

После того, как человек научился пользоваться огнем и стал искать дополнительные источники энергии, началась ближайшая к нам эра развития живой природы эпоха развития человеческого общества, В это время человек создал новые орудия труда, которые ускоряли развитие общества, изменяя в нем социальные отношения. Двести лет назад человек построил паровую машину, а всего сто лет назад началось промышленное применение электрической энергии. В последние пятьдесят лет произошел такой рывок в развитии общества, на который при использовании человечеством только тепловой энергии потребовались бы тысячелетия. Занимаясь электромеханикой планет и звезд, человек впервые подошел к проблеме управления энергией Космоса. Космос является бесконечным источником энергии, которую Земля получает на самых длинных и самых коротких волнах. В основном наша планета ежесекундно получает энергию от ближайшей к нам звезды Солнца. Но значительная часть энергии поступает и из Галактики на ультранизких частотах.

Чтобы цивилизация развивалась и дальше, человечеству на рубеже тысячелетий необходимо решить проблемы перенаселения, энергетического и продовольственного кризисов, целый ряд социальных и экологических проблем, сохранить среду обитания. Предполагается, и не без оснований, что развитие цивилизации пойдет не по пути самоограничения человеческого общества, а по пути освоения Космоса пашей прародины. Человек только начал выходить в Космос, первые попытки применения энергии Космоса находятся лишь в стадии разработок, поэтому до управления планетами и масштабного использования космической энергии огромный отрезок времени.

Однако развитие науки и техники позволяет ставить проблему промышленного использования энергии Космоса и управления человеком мощными космическими энергетическими объектами уже в недалеком будущем. Сегодня физики делают прогнозы относительно того, сколько тысяч лет потребуется человечеству на отдельные этапы освоения энергии Космоса. Хотя для развития цивилизации время еще есть, человечество должно внимательно и ответственно следить за своими поступками, и на сложных поворотах истории принимать взвешенные и продуманные решения, не допуская к этому авантюристов и дилетантов. После расширения Галактика (Метагалактика) начинает сжиматься и снова приходит к состоянию, предшествующему большому взрыву. Цикл эволюггии завершается, затем все повторяется снова. Неправильно предполагать, что вся Вселенная одновременно умирает и снова рождается. Можно предположить, что существует множество участков Вселенной, находящихся на различных этапах развития, и в каждый отрезок времени где-то происходит большой взрыв и начинается отсчет времени, а где-то Вселенная «схлопываетея». Эволюция природы, с точки зрения электромеханики, это заполнение преобразователями всей области энергии от нуля до бесконечности. Вначале появляются индуктивные, через миллиарды лег емкостные электромеханические преобразователи и вершина их эволюции человек, который применяет орудия и машины в своей колыбели, на планете Земля, а затем управляет энергией космических объектов.

Индуктивно-емкостные электромеханические преобразователи, с точки зрения эволюции, это слияние человека с орудиями труда, управление человеком электрическими машинами, энергосистемами, а в будущем космическими объектами. Научившись управлять гиродином планеты, вполне реальным станет полет на нашей планете к другой звезде и к другой Галактике.

О.С. Сабден, А.Е. Армейский, И.П. Копылов, С.Э. Кочубей, В.В. Устюгов

Управление жизнью на планете земля