> какие изобретения человечества работают без дополнительных источников энергии?

Основываясь на законах физики — никакие, по определению.

> Пример: компас - здесь электромагнитная сила

Источник энергии — магнитное поле Земли.

> степлер, система рычагов для поднятия груза

Источник энергии — мускульная сила человека, приводящего в движение степлер/рычаги.

> ручной таймер, заводные часы

Источник энергии — заводная пружина.

> Быть может основываясь на законах физики и ловкости рук изобретателя.

Быть может, подразумевается не "без дополнительных источников", а "без дополнительных накопителей энергии, позволяющих запасать и расходовать её без прямого приложения физической силы оператора непосредственно в момент работы"?

Если интересуют конкретно "системы без привычного электричества/топлива", а не без накопителей вообще, то нужно копать прежде всего в сторону упомянутых пружин, возможно инерционных гироскопов (но там без прецизионной механики не взлетит).

https://dzen.ru/a/YNXkcVksjFHUAPR5
https://maxpolyakov.com/ru/istoriya-razvitiya-srednevekovyh-mekhanizmov-i-inzhenerii/

Мельницы, печатный станок, не научные статьи, а так, обзорное.

Системы эти известны. Основанные на мускульной тяге животных и людишек.

Силы ветра - паруса, крыльчатка. Текущей воды - водяные колёса, водонаполнительные двигатели.

Сила пара, известна ещё с эпохи античности, но не использовалось, так как хватало лошадей и всяких волов.

Я хочу сказать, что в вашем мире не будет изобретено ничего более высокотехнологичного, чем то, что существовало в нашем мире на конец XV века.

Jinger Beer
И категорически не хватало точности металлообработки. Там от этой точности КПД прыгает на порядок, емнип. Ну и химии для смазок и прокладок тоже. Англичане, помнится, намучались с кожей, пока каучук не изобрели ...

Деньги.

Если там нет пороха, то всё очень плохо с химией.
Так что будет плохо и с металлами. Так что "рчень близко к паровым машинам" - это очень вряд ли.

скорее всего КПД низкий был,
да и сколько нужно топлива, чтобы этот пар был (интереснее машины, которые просто на разнице температур работают)

Asteroid
Интересно представить себе магическую систему, запрещающую прямые операции с высокими энергиями, но дающую возможность очень тонких манипуляций с веществом. Вплоть до конкретных атомов.
Никаких тебе фаерболлов, но эльфы с прикладной генетикой и прочими биотехнологиями, гномы с паром, электричеством и даже яо...
Кстати, Лестер Дель Рей с "Днём Гигантов" одобряет :-)
UPD
В принципе, такая цивилизация и до межзвездной экспансии дорасти может.

Asteniya
Asteroid
Если тамошние микроорганизмы утилизируют нитросоединения до того, как они из кучи г-на кристаллами селитры выходят, то с дымным порохом будет труба. А до пироксилина или перхлоратов прямого пути из кучи г-на нет. НО, ежели хомосапиенс решит ближнего прибить, то его какая-то химия не остановит. Он вон, в атомное ядро залезть умудрился.
Крупнокалиберный пневмат. Гуглить "винтовка Жирардони" и офигевать от даты выпуска и эффективности.
Паровые пушки. Приписывают Архимеду и реплики вроде стреляли.
Химическое и биологическое оружие. Жженый красный перец каменновековые чур.., простите индейские борцы с испанскими понаехами вполне применяли. А в замен - вещички из чумных районов.
ЗЫ: ну и как забыл - огнемет, родной брат пневмата с баллоном-аккумулятором.

чум_АК
> ну и как забыл - огнемет, родной брат пневмата с баллоном-аккумулятором

Тут самое время советовать окопную хронику ПМВ, что-то подсказывает.

Asteniya
Гидравлический интегратор для финансовых вычислений. Мизинец или оу Морээко душу за такое продадут.
Гектограф. Изготовление множества копий текста за копейки. При этом рука автора текста видна в копии.
Сеть оптического телеграфа/гелиографов с регулярным кодом. Перфораторы для быстрой передачи заранее подготовленного текста.
Дельтаплан. Из вареного в масле льна и бамбука вполне летал.
Унитаз. Газовое освещение. Вязальные машины.
Наконец, самое главное: огласите, пожалуйста, список тамошних прирученных животных, ежели он от наших отличается. Даже есть магея/магеи нэту повлияет меньше.

Еще водопровод
Эффективная система земледелия (как минимум трехполье)
Селекция и искусственный отбор

Дороги
Международная торговля не только товарами роскоши
(Отсюда) Региональная специализация
(Все это было в Риме и потом не было до 19 века почти)

C17H19NO3
Да, я поняла, что меня раъебали в употреблении понятий. Вы во всем правы, несомненно.
Вы поняли верно, имелось ввиду отсутствие накопителей.

Jinger Beer
В жанре фэнтези пущу путь развития по иной ветке. Эти источники отсутствуют в виду иного устройства мира, либо же исторически выбор будет сделан в сторону другого, более перспективного в тех условиях источника. Сейчас же мне важен не масштаб использования изобретения, чтобы это привело к какой то НТИ. Насколько человек может обойтись без типичных источников, на собственной смекалке, из говна и палок, образно.

Asteniya
То есть этот мир без ветра, рек и тягловых животных?

Jinger Beer
Это использовать довольно просто, главное чтобы местность позволяла. Скажем, данные изобретения довольно элементарны.

Asteniya
Проблема в том, что в технологиях одно цепляется за другое. Возьмём, например, медную трубку. Казалось бы, элементарная вещь. А попробуй её изготовить даже сейчас в домашних условиях. Человечество на пороге эпохи пара проделало огромнейший путь и овладело невероятно большим количеством навыков в изготовлении всяких разных вещей. Ткани, выделка кож, металлы, сплавы, изготовление различных сосудов, строительство чего-то большего, чем трехэтажный барак... Селекция злаков и других растений, приручение животных... Просто пипец как много всего.
Лично я для себя считаю задачей непосильной придумать мир, основанный на чём-то другом, что не использовалось на Земле в похожее время. Ну, может быть, мир постапокалипсиса. Когда горстка выживших разрабатывает остатки былой цивилизации как природный ресурс. Например, добывает металл, отбивая арматуру от бетона давно рухнувших зданий. Или разбирая ЖД пути, откапывая их из-под полуметрового слоя наносов.

Asteniya
Ну, без центрального отопления можно обойтись отличненько. В Бангладеш, например. Уже в Греции, хотя можно, но выбирать, хорошо кушать самому или хорошо кормить соляровый/пропановый котел пару месяцев в году таки придется.
Еще пример: 20-узловой барьер (~37км/ч) европейцы и примкнувшие к ним пиндосы переползли раком к концу 19 века - на стальных миноносцах с паровыми машинами в половину водоизмещения весом. Еще парочка опиумных клипперов с железным набором и обшитым медью днищем так умела. Тихоокеанские людоеды, металлов даже не знавшие, на своих проа (два бревна + парус из циновки) на 20 узлах еще при Джеймсе Куке летали (по его же запискам). Только бревна были очень хитренько обструганы и ветер в 15-30 узлов ни направления, ни силы месяцами там не меняет.
Кстати, фэнтезя с магией, позволяющей закрутить ветер в петлю (закон сохранения как бы и не нарушается) - поток как закрутился локально, так и дальше подул в ту же сторону - как раз к такому проа и приведет. Просто выставляй погодный амулет так, чтобы дуло в борт по касательной к вращению вихря и со стороны балансира.

watcher125
Аккуратней с атомами. Там как раз те самые высокие энергии и находятся. Внешние электронные оболочки - это вся химическая энергия и вообще вся химия. Внутренние мы почти не используем, емнип, просто не знаем, как, хотя энергии там зашибись сколько. Если магия позволяет манипулировать вероятностями и/или квантовыми эффектами на микроуровне, то изи устроить что-то типа массового туннелирования ядер друг к другу сквозь оболочки. А там - здравствуй, ядерный или термоядерный взрыв, в зависимости от того, какие элементы. То есть, тут очень тонкий момент - даже если магия "сама" не позволяет манипулировать энергией, очень сложно придумать такую магию, которая и давала бы интересные, сюжетообразующие или мирообразующие возможности - а с другой стороны не позволяла эту самую энергию извлекать из вещества. А в веществе энергии чуть более чем дохрена.

Почитайте для вдохновения "Приют изгоев" Сергея Лифанова и Инны Кублицкой.

Теоретически, солнечно-пневматическая металлургия вполне стильно и даже относительно реалистично выглядит. Система зеркал и система наклонных воздуховодов - большие, сотни метров габарита...

Очень большие системы для обжига керамики на склонах - наклонные печи-тоннели и печи-коридоры в десятки метров - это вообще суровый реал.

Спиртовые технологии, т. е. стек перегонки/дистилляции в античности и раньше - тоже интересная тема.

Плюс напомню про Назгула.
https://samlib.ru/k/kucher_p_a/00000_ostanovka_ntr.shtml для начала. Оно забористое, но забавное. Особенно рассуждения в Каменном хлебе.

Заглянуть к Карфагенским арбалетчикам тоже имеет смысл.

Потом можно вспомнить древний криптоисторический мем про византийские пехотные огнемёты. Т. е. не только морские сифонисты, но и вполне носимые, размером как рюкзак+волынка, варианты для приведения в ужас варваров ранних Темных веков.

Матемаг
Ну, наверное в тамошних академиях учат соответствующей ТБ. И истории про гибель тамошних Атлантид в хрониках множественно есть ;-)
С другой стороны, иметь потенциальную возможность оперировать отдельными атомами и додуматься до конкретных манипуляций с конкретными изотопами - вполне разные вещи. Тут в пору вспомнить знаменитую цитату про любую достаточно продвинутую технологию и увидеть, что она прекрасно разворачивается в обратную сторону :-)
А откусить больше, чем сможешь переварить, и на уровне обычных химических реакций раз плюнуть.

watcher125
Чего там додумываться? Как только придумал манипуляцию - начинаешь пробовать все доступные варианты. Старое доброе: "Ебанёт? Не должно..." Ну и махинации с вероятностями на атомном/ядерном уровне, по сути, ведут к тому, что невозможные или максимально затруднённые химические или ядерные реакции становятся чем-то плёвым. То есть не факт, что придётся какие-то специальные изотопы, элементы, составы и пр. подбирать. Так и получается вместо химии алхимия, хех.

Матемаг
Для начала надо додуматься до таблицы Менделеева, потом до собственно концепции атома, потом открыть радиоактивность: в общем повторить весь путь, пройденный земной наукой. Да, с магией это будет сильно проще и вероятно быстрее. Но не так, чтобы вот прям запросто.
Ну, алхимия, в смысле трансмутации элементов, в том числе, получится, да. Но тоже не совсем запросто. Законы сохранения никто не отменял же. Условный гном-ядерщик может, наверное, запихнуть лишний протон в ядро, но того, что тот там удержится, никто не обещает. Манипуляции с вероятностями - интересная мысль. Пусть они, как и положено в магии, зависят от личной силы и концентрации мага. Намагичить сколько-то грамм нестабильного элемента можно, но, как только, концентрацию потерял, оно тут же все и распалось. И если, опьянённый своим могуществом, ты забил на ТБ, то тут тебе и кирдык. Дарвин одобряет. А чтобы рабочую ядерную бомбу сделать, которая взорвется там и тогда, когда надо, будь любезен решить всю ту же пачку проблем, что и Курчатов со товарищи.

watcher125
Ну смотри, если они могут МАНИПУЛИРОВАТЬ магией на масштабе атома, то там будет не "додуматься", а скорее "нащупать и сравнить". То есть, как только магия дойдёт в масштабе до атома, дальше будет полшага до. Причём, что забавно, химия может пройти мимо. По крайней мере, поначалу.

Зачем?

Нет. Представь себе, что ты ну не с рождения, а после пяти лет обучения просто можешь щупать атомы своей "аурой", "магией" или "заклинанием познания". Если хочешь аналогии, то представь себе разумный вид, который с рождения воспринимает мир не только в нашем узеньком спектре, а видит от жёсткого ультрафиолета до самых маленьких из радиоволн. Очевидно, что их научный путь пройдёт по-другому. И в каких-то областях - значительно быстрее, чем у нас.

А энтропию - отменял. Магия обычно конструируется так, чтобы игнорить именно её. С законами сохранения по-разному, а вот энтропия обычно игнорится. Демон Максвелла, работающий на магии (на физике демон Максвелла или невозможен, или только с притоком энергии извне и очень локально), никаких законов сохранения не нарушает. Он просто берёт энергию тепла и концентрирует её. Он нарушает закон неубывания энтропии, это да. Аналогично - никто не мешает извлекать энергию из электронных связей между атомами, просто в физике нет никакой силы, которая бы тупо меняла вероятность распада такой связи. Потому что энтропия не убывает. То же самое касается ядерного синтеза или распада - нужно подвести дофига энергии, чтобы "пробить" потенциальные барьеры отталкивания сначала электронных оболочек, а потом ещё положительно заряженных ядер. Но чисто теоретически (и это наверняка сколько-то раз в истории вселенной случалось) ничто не мешает сквозь эти барьеры туннелировать. Просто они такие "жёсткие", что вероятность стремится к нулю. Но если мы её поменяем... в общем, энтропия пойдёт к чёрту, но законы сохранения не нарушатся.

С чего бы? Там мгновенно пройдёт уже чисто физическая реакция. Или атомы слипнутся через общие электроны. Или ядра сольются/разделятся. Это необратимый эффект, в смысле, чтобы обратить, придётся повысить НАМНОГО меньшую вероятность, нежели чтобы произвести сами эффекты. Ладно, для химической связи, думаю, вероятности туда и обратно будут одинаковых порядков, а вот обратить ядерную реакцию (и распад, и синтез) - это только какой-нибудь архимаг сдюжит.

С химией всё ОК, методом проб и ошибок и химию, собственно, построят, и алхимию (если изменённые вероятности можно "закреплять" в "артефакты", "зачарования", etc, иначе алхимии не будет). С ядерными реакциями - ну тут да, пооблучаются вначале как следуют, потом уже будут вешать сверху не просто слияние-синтез, а ещё и вероятность крутить так, чтобы альфа-бета-гамма-лучи били в землю или ещё куда, а потом на эту землю "антирад" какой кастовать. С другой стороны, просто смастерить большой кусок нестабильного элемента, навесить сверху зачарование, которое через эн минут или по удалённому сигналу резко повышает вероятность распада/синтеза и получить ядерную бомбу - тут как будто бы техника безопасности нужна минимальная. Наоборот, оно должно ебануть, а если ещё и назаражает врага радицией - вообще прекрасно.

Матемаг
Так. Боюсь, для моих школьных представлений это уже слишком сложно. Надо покурить вдумчиво.

Asteniya
Вам тут всё очень продвинуто расписали, но напомню, что у ацтеков не было колеса.
А в Китае был порох, но не было огнестрела
А вот строительство, города, имеприи и прочее, что нужно чтоб закрутить сюжет -- было.
Так что если вам не принципиален "викторианский псевдо-паровой" антураж, можете покурить историю ремесел мезоамерики.

Или произвольно повычеркивать известное вам техническое "просто потому что". Почему колеса не было? Ну хз, "так исторически сложилось".


(а про запасение энергии -- извините, а механические часы как, по-вашему, ходят?)

Jinger Beer
Древние египтяне как-то справлялись. Собственно, медь - как бы не самый первый металл из освоенных человечеством.

watcher125
Да я не про это.

Грызун
Ацтеки не знали колеса, но у детских игрушек они были, колёсики.

Грызун
Как заметил Jinger Beer - не то, чтоб вообще не было. Но от колеса в транспортном средствЕ на горных уклонах Южной Америки один геморрой. Как и от паруса "крабья клешня" на ветрах, которые не тихоокеанский пассат. А парус такой - 1/2 от крыла Рогалло, которое дельтаплан 1950-х годов европейской цивилизации. Но воспроизводИм из г-на и палок на уровне древних Египта или Китая.
Так что да, такой сложился кысмет.