მეცნიერთა კონგრესისლაიდერი
ამირან აფციაურის მიმართვა შვიდი ქვეყნის განათლების მინისტრებს
To the minister of Education, Science, Culture and Sports of the Republic of Armenia
Vahram Dumanyan,
To the minister of Science and Education of the Republic of Azerbaijan
Emin Eldar Oglu Amrullaev,
To the minister of Higher Education, Research and Innovation of France Sylvie Retailleau,
To the Federal Education Minister of Germany Bettina Stark-Watzinger,
To the Secretary of State for Education of Great Britain James Cleverly,
To the Israeli Education Minister Yifat Shasha-Biton,
To the minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan Nagaoka Keiko
In this dramatic period in the history of our civilization, I appeal to you to organize a scientific revision of the theoretical basics of modern energetics, that push humanity towards a global crisis.
The ongoing events in the world make it clear that the furious struggle for energetic resources is one of the main causes of geopolitical conflicts. Meanwhile, the world’s energy and oil companies, which control most of the family budgets, are making huge profits and casting billions of people into poverty. Moreover, the modern energy industry is the main cause of global warming and the approaching environmental catastrophe.
According to the long-term observations by scientists, a sharp fluctuation in river flow is expected in conditions of intensive glacier reduction within time. Fuel resources are also exhaustible. Accordingly, in a few decades, the thermal and hydroelectric power plants that are harmful for the environment and operate with a threat by destabilization will be gradually decommissioned. On the other hand, the replacement of traditional transport with electric transport will increase electricity consumption even more dramatically.
In such a situation, solar, wind and other renewable energy sources will become the main components of energy industry. Consequently, the enormous capital invested in the energy business will gradually target the conquest of places rich in these resources. A number of countries trading fuel resources will lose their priority and other countries will come into force. This means that the tension between countries will continue, still billions of families on the planet will keep on paying the energy tycoons.
The huge imbalances in wealth and inequality in living conditions breed and fuel aggression and terrorism on our planet. This happens when the surrounding space (the natural warmth of air, soil and water) is an inexhaustible source of renewable energy, which ought to be available to all people on the planet. Sadly enough, in the context of the growing environmental crisis, the world’s largest magnates are spending huge sums on research of space resources, and mostly for their own sake of entertainment and adrenaline.
Carnot’s theory and the second law of thermodynamics is the ideological basis of this situation. In 1824 the French physicist Sadi Carnot suggested a heat engine as the most efficient converter of thermal energy into useful energy that runs on ideal gas which does not really exist in nature. According to Carnot’s principle, it is impossible to generate mechanical energy in an equilibrium environment, where the temperature is the same everywhere (hence, the heat death hypothesis arose).
Two centuries later, the author of this suggestion, as the most efficient converter of thermal energy into mechanical energy, names a heat engine which works on deformable substance actually existing in nature (for example, the organic protein). The foundations of the second law are clearly unconvincing. At the same time, I am not the initiator to speak out against it.
Still in the second half of the nineteenth century, the brilliant scientist James Maxwell spoke out against this law, but his theory was rejected and called as “Maxwell’s demon”. Nowadays, when humanity, being in the grip of the most serious environmental threats, is stubbornly destroying its own future, we can definitely claim that Kelvin’s law is demonic and the scientific thinking urgently needs to be freed from it – our civilization may someday perish, however, the world is not threatened by heat death.
Several dozens of scientific papers and monographs published by me over the past two decades, as well as 7 years of observations carried out in Kutaisi Technological Academy on the Marcus Reid device sent to me by my German colleague, as well as the results of the analysis of some natural phenomena, give me confidence to confirm that Maxwell was right. The creation of a device that converts the latent energy of the environment into mechanical energy or electricity, without any temperature differences in space, is quite achievable. The living organisms themselves are an example of this. They are able to move and generate mechanical energy out of medium of uniform temperature, which Carnot’s so-called “most perfect heat engine” cannot do. Accordingly, they are much more advanced biomechanical energy converters. Thus, the Carnot machine, as the standard of an ideal machine, is to be removed from use.
My work shows that in systems where processes occur at the molecular level (chemical reactions, phase transformations, etc.) and in systems where there is more than one mechanism of thermal energy accumulation, Carnot’s theory loses its foundation. Very soon we will publish a completely different physical basis for the operation of the most advanced converter, which is based on the thermal effects of chemical processes and on the work of the deformation of natural polymers.
Accordingly, the science has to admit that the most perfect generator of mechanical energy from heat is not a Carnot heat engine, in which ideal gas is used as a working fluid, but a thermal energy converter, in which, as a working body, is used a substance which can be subjected to anisotropic deformation with the corresponding thermal effect under conditions of almost constant temperature under the influence of small perturbations. Examples of such substances are organic proteins that polymerize under the action of ionic signals.
The strangeness and power of our universe lies precisely in the fact that real bodies act much more ideally than the ideal ones (invented by us). The author does not consider this statement as his main scientific result. Most likely, this is an honest confession that the great scientists dealing with these issues, turned a blind eye on this vivid reality because of various reasonable motives. It’s time to admit that by ignoring Maxwell’s idea, humanity has made a huge mistake.
I bring forth two of my latest works for discussion, which most popularly show the most serious shortcomings of Clausius’s second law and Carnot’s theory, which led us to Kelvin’s formulation. A few months ago, I sent my research materials to the Department of Physics of Moscow Bauman State Technical University. One of the professors of the department joined the discussion, but when, in defense of Maxwell’s idea, I highlighted a model of an engine with one molecule, which fundamentally destroys Leo Szilart’s hypothesis about the necessary connection between energy and information, the opponent did not present counterarguments and the discussion was interrupted, as few years ago by one of the academicians of St. Petersburg State University.
I invite all scientists in the field of thermal physics to an open scientific discussion. Today’s world tells us that we have to fight for completely new technologies safe for the life of future generations. It is time for the whole world to support the authors of various amazing devices in order to find the optimal technology. Unreasonable theoretical barriers are to be broken down. Science must be freed from the captivity of industrial magnates – this is a battle with no defeat.
I believe that the discussion started in Scotland in the nineteenth century by Maxwell will be completed with a victory in the Caucasus. And us, being one of the oldest cradles of civilization, will make a worthy contribution to its survival.
I do hope, that the governments of the countries that develop modern science will create special research groups, invite inventors working in this field and begin intensive work on completely new technologies of the 22nd century, which, in a few decades, will smoothly replace the existing energy sources after the depletion of natural resources.
I ask you to involve the leading scientists in this important discussion. The relevant materials will be sent to the opponents you select via the Internet. Looking forward to your feedback on the email address amiran.aptsiauri@gmail.com
Sincerely,
Vice President of the Georgian Academy of Ecological Sciences
Amiran Aptsiauri
ტექსტი მიმართვისა, რომელიც გაეგზავნა 7 ქვეყნის განათლების მინისტრებს
სომხეთის რესპუბლიკის განათლების, მეცნიერების,
კულტურისა და სპორტის მინისტრს ვაჰრამ დუმანიანს,
აზერბაიჯანის რესპუბლიკის მეცნიერებისა და განათლების მინისტრს
ემინ ელდაროღლუ ამრულაევს,
ისრაელის განათლების მინისტრს იფატ შაშა-ბიტონს,
დიდი ბრიტანეთის განათლების მდივანს ჯეიმს კლევერლის,
საფრანგეთის უმაღლესი განათლების, კვლევისა და
ინოვაციების მინისტრს სილვი რეტაიოს,
გერმანიის განათლების ფედერალურ მინისტრს ბეტინა სტარკ-ვაცინგერს,
იაპონიის განათლების, კულტურის, სპორტის, მეცნიერებისა
დატექნოლოგიების მინისტრს ნაგაოკა კეიკოს
ჩვენი ცივილიზაციის ისტორიის დრამატულ პერიოდში, მოგმართავთ მოწოდებით, მოხდეს მეცნიერული რევიზია თანამედროვე ენერგეტიკის თეორიული საფუძვლებისა, რომლებიც კაცობრიობას საყოველთაო კრიზისისაკენ მიაქანებენ.
მსოფლიოში მიმდინარე მოვლენებიდან ნათლად ჩანს, რომ გაშმაგებული ბრძოლა ენერგორესურსებისათვის არის ერთერთი უმნიშვნელოვანესი მიზეზი მსოფლიოს გეოპოლიტიკური კონფლიქტებისა. იმავდროულად, მსოფლიოს ენერგიის და ნავთობის მონოპოლისტები, რომლებსაც მიაქვთ ყველა ოჯახის ბიუჯეტის უდიდესი ნაწილი, ეუფლებიან კოლოსალურ შემოსავლებს და დაუნდობლად აღარიბებენ მილიარდობით ადამიანს.
ამასთან, სწორედ თანამედროვე ენერგეტიკა გახლავთ ძირითადი მიზეზი გლობალური დათბუნებისა და მოახლოებული ეკოლოგიური კატასტროფისა.
მეცნიერთა მრავალწლიანი დაკვირვების თანახმად, მყინვარების ინტენსიური შემცირების პირობებში, მოსალოდნელია მდინარეთა ხარჯის მკვეთრი მერყეობა. სათბობის რესურსები კი ამოწურვადია. შესაბამისად, რამდენიმე ათეული წლის შემდეგ, კაცობრიობა თანდათან გამოდევნის ხმარებიდან ეკოლოგიურად მავნე თბოსადგურებს და ჰიდროელსადგურებს, რომელთა მუშაობასაც მომავალში დესტაბილიზაცია ემუქრება. ბენზინიანი ტრანსპორტის ჩანაცვლება ელექტროტრანსპორტით კი კიდევ უფრო კატასტროფულად გაზრდის ელექტროდენის მოხმარებას.
ასეთ ვითარებაში, ენერგეტიკის ძირითად კომპონენტებად გადაიქცევიან მზის, ქარის და ენერგიის სხვა განახლებადი წყაროები. შესაბამისად, ენერგობიზნესში ჩადებული კოლოსალური კაპიტალი თანდათან გადაინაცვლებს ასეთი რესურსებით მდიდარი ადგილების დასაპყრობად. მთელი რიგი ქვეყნებისა, რომლებიც თბური რესურსებით ვაჭრობენ, დაკარგავენ პრიორიტეტს და წინა პლანზე წამოიწევენ სხვა ქვეყნები. ეს კი ნიშნავს, რომ კვლავ იქნება დაძაბულობა ქვეყნებს შორის, პლანეტის მილიარდობით ოჯახი კი კვლავ გააგრძელებს ხარკის გადახდას ენერგომაგნატების ყულაბაში.
უზარმაზარი ქონებრივი დისბალანსი და განსხვავება ცხოვრების პირობებში ბადებს და კვებავს აგრესიასა და ტერორიზმს ჩვენს პლანეტაზე. ეს ხდება მაშინ, როდესაც გარემომცველი სივრცე (ჰაერის, მიწის და წყლის ბუნებრივი სითბო) არის წყარო ულევი ენერგიისა, რომელიც ხელმისაწვდომი უნდა გახდეს პლანეტის ყველა ადამიანისათვის. სამწუხაროა ისაც, რომ ასეთ ვითარებაში, მსოფლიოს უმსხვილესი მაგნატები ხარჯავენ კოლოსალურ თანხებს კოსმოსური რესურსების მოძიებაზე, ხშირად კი, გართობაზე და ადრენალინზე.
იდეოლოგიური საფუძველი ამ ვითარებისა გახლავთ კარნოს თეორია და თერმოდინამიკის მეორე კანონი.
1824 წელს ფრანგმა ფიზიკოსმა სადი კარნომ, თერმული ენერგიის სასარგებლო ენერგიად გარდაქმნის ყველაზე ეფექტურ საშუალებად, შემოგვთავაზა სითბური ძრავა, რომელიც მუშაობს ბუნებაში არ არსებულ იდეალურ გაზზე. კარნოს პრინციპის გათვალისწინებით, წონასწორულ გარემოში, სადაც ტემპერატურა ყველგან ერთნაირია, შეუძლებელია მექანიკური ენერგიის გამომუშავება. (აქედან წარმოიშვა სითბური სიკვდილის ჰიპოთეზა).
ორი საუკუნის შემდეგ, ამ მიმართვის ავტორი, თერმული ენერგიის მექანიკურ ენერგიად გარდაქმნის ყველაზე ეფექტურ საშუალებად ასახელებს სითბურ ძრავას, რომელშიც მუშაობას ასრულებს დეფორმირებადი ნივთიერება, რომელიც რეალურად არსებობს ბუნებაში (მაგალითად, ორგანული ცილა). მეორე კანონის საფუძვლები აშკარად არადამაჯერებელია. ამასთან, იგი არაერთხელ ყოფილა კრიტიკის ობიექტი.
ჯერ კიდევ გასული საუკუნის მეორე ნახევარში, ამ კანონის წინააღმდეგ გაილაშქრა გენიალურმა მეცნიერმა ჯეიმს მაქსველმა, მაგრამ მისი თეორია უარყვეს და „მაქსველის დემონად“ შერაცხეს. დღეს, როდესაც უმძიმესი ეკოლოგიური და ენერგეტიკული საფრთხეების ტყვეობაში მყოფი კაცობრიობა ჯიუტად ანადგურებს საკუთარ სიცოცხლეს, თამამად შეიძლება ითქვას, სწორედ კელვინისეული მეორე კანონი არის დემონური და საჭიროა მეცნიერული აზროვნების მისგან სასწრაფოდ განთავისუფლება – ჩვენი ცივილიზაცია ოდესმე შეიძლება დაიღუპოს, მაგრამ სამყაროს ნამდვილად არ ემუქრება სითბური სიკვდილი.
უკანასკნელ ორ ათეულ წელიწადში ჩემს მიერ გამოქვეყნებული რამდენიმე ათეული ნაშრომი და მონოგრაფიები, ასევე ქუთაისელ მეცნიერებთან ერთად ჩატარებული 7 წლიანი დაკვირვება დანადგარზე, რომელიც გერმანელმა კოლეგებმა გამომიგზავნეს, მაძლევს საფუძველს განვაცხადო: მაქსველი მართალი იყო. სრულიად შესაძლებელია ისეთი თბური დანადგარის შექმნა, რომელიც გარემოს სითბოს გარდაქმნის მექანიკურ ენერგიად და დენად ყოველგვარი ტემპერატურული სხვაობების გარეშე. ამის მაგალითს წარმოადგენენ თვით ცოცხალი ორგანიზმები. მათ შეუძლიათ გადაადგილება და მექანიკური ენერგიის გამომუშავება ერთნაირი ტემპერატურის პირობებში, რაც არ ძალუძს კარნოს ეგრეთ წოდებულ „ყველაზე სრულყოფილ სითბურ ძრავას“. შესაბამისად, ენერგეტიკული თვალსაზრისით, ისინი ბევრად უფრო სრულყოფილი ენერგიის ბიომექანიკური გარდამქმნელები არიან. ხოლო კარნოს მანქანა, როგორც სტანდარტი იდეალური გარდამქმნელისა, უნდა ამოღებული იქნას ხმარებიდან.
ჩემს ნაშრომებში ნაჩვენებია, რომ სისტემებში, სადაც ადგილი აქვთ პროცესებს მოლეკულურ დონეზე (ქიმიური რეაქციები, ფაზური გარდაქმნები და ა.შ.) და სისტემებში, სადაც არსებობს თერმული ენერგიის დაგროვების ერთზე მეტი მექანიზმი, კარნოს თეორია კარგავს ყოველგვარ საფუძველს. ძალიან მალე გამოვაქვეყნებთ სრულიად განსხვავებულ ფიზიკურ საფუძველს სითბოს ყველაზე სრულყოფილი გარდამქმნელისა, რომელიც ეფუძნება ქიმიური პროცესების თერმულ ეფექტს და ბუნებრივი პოლიმერების დეფორმაციის მუშაობას.
შესაბამისად, მეცნიერებამ უნდა აღიაროს – სითბოსგან მექანიკური ენერგიის ყველაზე სრულყოფილი გენერატორი არის არა კარნოს სითბური ძრავა, რომელშიც მუშა სხეულად გამოიყენება იდეალური გაზი, არამედ თბური ენერგიის ისეთი გარდამქმნელი, რომელშიც მუშა სხეულად გამოყენებულ ნივთიერებას, მცირე შეშფოთებების ზემოქმედებით, შეუძლია განიცადოს ანიზოტროპული დეფორმაცია, შესაბამისი თბური ეფექტით, პრაქტიკულად მუდმივი ტემპერატურის პირობებში. ასეთი ნივთიერების მაგალითს წარმოადგენენ ორგანული ცილები, რომლებიც განიცდიან პოლიმერიზაციას იონური (ან ნერვული) სიგნალების ზემოქმედებით.
სამყაროს საოცრება სწორედ იმაში მდგომარეობს, რომ ჩვენს მიერ მოგონილ იდეალურ სხეულებზე უფრო იდეალურად რეალურად არსებული სხეულები მოქმედებენ.
ამასთან ერთად, სულაც არ ვთვლი რომ ეს განაცხადი არის ჩემი მთავარი მეცნიერული შედეგი. ეს, უფრო მეტად, გახლავთ გულახდილი აღიარება იმისა, რომ უდიდესი მეცნიერები, რომლებსაც ჰქონდათ შეხება ამ საკითხებთან, სხვადასხვა გასაგები მიზეზებით, დიდი ალბათობით, თვალს ხუჭავდნენ ამ თვალსაჩინო რეალობაზე.
დროა ვაღიაროთ, მაქსველის იდეის უგულვებელყოფით კაცობრიობამ დაუშვა უდიდესი შეცდომა.
გამომაქვს განსახილველად ჩემი ორი უკანასკნელი ნაშრომი, რომლებშიც მაქსიმალურად პოპულარულადაა ნაჩვენები კლაუზიუსის მეორე კანონის და კარნოს თეორიის უმძიმესი ხარვეზები, რამაც კელვინისეულ მცდარ ფორმულირებასთან მიგვიყვანა. რამდენიმე თვის წინ ეს მასალა გავუგზავნე მოსკოვის ბაუმანის სახელობის ტექნიკური უნივერსიტეტის ფიზიკის კათედრას. კათედრიდან დისკუსიაში ჩაერთო ერთ-ერთი პროფესორი, მაგრამ, როდესაც მაქსველის იდეის დასაცავად, განსახილველად გავუგზავნე ერთმოლეკულიანი ძრავას მოდელი, რომელიც ძირეულად ანადგურებს ლეო სცილარტის ჰიპოტეზას ენერგიისა და ინფორმაციის სავალდებულო კავშირის შესახებ, ოპონენტმა კონტრარგუმენტი ვერ წარმოადგინა და დისკუსია შეწყვიტა, ზუსტად ისევე, როგორც რამდენიმე წლის წინ, ერთერთმა აკადემიკოსმა, პეტერბურგის უნივერსიტეტიდან.
ვიწვევ ღია სამეცნიერო დისკუსიაში ყველა მეცნიერს თბოფიზიკის სფეროდან.
დღევანდელი სამყარო გვეუბნება – დროა ვიკამათოთ, საჭიროა ბრძოლა სრულიად ახალი, სიცოცხლის მეგობარი ტექნოლოგიებისათვის. დროა, მთელ მსოფლიოში, იდეოლოგიურად გვერდში დავუდგეთ სხვადასხვა საოცარი დანადგარების ავტორებს, რომ მივიდეთ ოპტიმალურ ტექნოლოგიამდე. უსაფუძვლო თეორიული ბარიერები უნდა დაინგრეს. მეცნიერება კი უნდა განთავისუფლდეს ინდუსტრიული მაგნატების ტყვეობიდან – ესაა ბრძოლა, რომელშიც არ არსებობს დამარცხება.
მჯერა, მეცხრამეტე საუკუნეში, შოტლანდიაში დაწყებულ დისკუსიას, მაქსველი გამარჯვებით დაასრულებს კავკასიაში. ჩვენ კი, როგორც ერთ-ერთი უძველესი აკვანი ცივილიზაციისა, შევიტანთ გადამწყვეტ წვლილს მის გადარჩენაში.
დიდი იმედი მაქვს, რომ სახელისუფლებო ორგანოები იმ ქვეყნებისა, რომლებიც ზრუნავენ მეცნიერების განვითარებაზე, შექმნიან სპეციალურ კვლევით ჯგუფებს, მიიწვევენ ამ სფეროში მომუშავე გამომგონებლებს და დაიწყებენ ინტენსიურ მუშაობას ისეთ სრულიად ახალ ტექნოლოგიებზე, რომლებიც, რამდენიმე ათეული წლის შემდეგ, ბუნებრივი რესურსების მილევის კვალდაკვალ, უმტკივნეულოდ ჩაანაცვლებენ ენერგიის არსებულ წყაროებს.
გთხოვთ, ორგანიზება გაუკეთოთ წამყვანი მეცნიერების ჩართვას ესოდენ მნიშვნელოვან დისკუსიაში. თქვენს მიერ შერჩეულ ოპონენტებს ინტერნეტით გადაეგზავნება შესაბამისი მასალაც. ველით გამოხმაურებას ელექტრონულ მისამართზე amiran.aptsiauri@gmail.com
პატივისცემით,
საქართველოს ეკოლოგიის მეცნიერებათა აკადემიის ვიცე-პრეზიდენტი
ამირან აფციაური