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澳洲永駐篇一

從物理學(xué)的發(fā)展歷史來看,，科學(xué)界對(duì)永動(dòng)機(jī)的否定是 1775 年和 1842 年兩大事件造成的，直接表明科學(xué)權(quán)威對(duì)待永動(dòng)機(jī)的態(tài)度,。不過,，讓我們先來仔細(xì)研究一下物理學(xué)的一些偉大發(fā)現(xiàn)的時(shí)間表，就會(huì)發(fā)現(xiàn)科學(xué)家對(duì)永動(dòng)機(jī)的否定是極其輕率的,，不可靠的,。1506--1514年，哥白尼提出天球運(yùn)行論,，創(chuàng)立“日心說”,，推翻了“地心說”。1581--1583年,，布魯諾提出具有古代樸素唯物主義、自然辯證法和新天文學(xué)觀點(diǎn),。明確指出自然界的萬事萬物都處在普遍聯(lián)系和不斷運(yùn)動(dòng)變化之中,。這一變化是統(tǒng)一的物質(zhì)實(shí)體包含的各種形式不斷轉(zhuǎn)化的過程，事物經(jīng)過相互轉(zhuǎn)化,，形成對(duì)立面的統(tǒng)一,。

1589～1591年，伽利略進(jìn)行自由落體實(shí)驗(yàn),，發(fā)現(xiàn)并確立了自由落體定律,，推翻了此前亞里士多德認(rèn)為的重的物體會(huì)先到達(dá)地面，落體的速度同它的質(zhì)量成正比的觀點(diǎn),。1609～1619年,，開普勒發(fā)現(xiàn)三大行星運(yùn)動(dòng)定律。

1687 年,，經(jīng)典力學(xué)的集大成者牛頓發(fā)表了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,。1747 年富蘭克林提出正電負(fù)電的概念。

1766 年-1790 年,，瓦特改良了蒸汽機(jī),，使蒸汽機(jī)得到了更廣泛的應(yīng)用，成為改造世界的動(dòng)力,。

1775 年法國科學(xué)院宣布不再審理永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案,。1785-1789 年庫侖發(fā)現(xiàn)靜電和靜磁力的平方反比定律。

1798 年郎福德通過實(shí)驗(yàn)指出熱質(zhì)說的錯(cuò)誤,，說明熱是運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)形式,。1820 年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)。1831 年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律,。

1834 年 w.r.哈密頓提出正則方程和哈密頓原理,。1840 年焦?fàn)柊l(fā)現(xiàn)電流的熱效應(yīng)定律,。

1842 年 r.j.邁爾提出熱功當(dāng)量的概念和能量守恒定律的基本思想，后由焦?fàn)栍脤?shí)驗(yàn)測(cè)定熱功當(dāng)量,，并確定能量守恒與轉(zhuǎn)換定律,。

1848 年開爾文提出熱力學(xué)溫標(biāo)及絕對(duì)零度是溫度的下限。

1850 年克勞修斯提出熱力學(xué)第二定律得定性表述,，次年開爾文提出另一種表述,。1864 年電磁學(xué)的集大成者麥克斯韋提出了電磁理論的基本方程組：麥克斯韋方程組。1865 年克勞修斯提出 ” 熵 ” 的概念,。

1895 年 h.a.洛侖茲提出電磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力的公式,，該力即洛侖茲力。1897 年 j.j.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,。1906-1912 能斯脫提出熱力學(xué)第三定律,。

1932 年 e.o.勞倫斯和 m.s.利文斯頓建成回旋加速器。

從以上的時(shí)間表來看,，科學(xué)界對(duì)永動(dòng)機(jī)否定的權(quán)威是在物理學(xué)還相當(dāng)幼稚相當(dāng)不成熟的時(shí)候就已經(jīng)下了永動(dòng)機(jī)不可能成功的定論的,。這當(dāng)然是不正確的，現(xiàn)在再來簡(jiǎn)單回顧一下物理學(xué)的發(fā)展歷史,，看看物理學(xué)家是如何研究物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu),、最普遍的相互作用、最一般的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及所使用的實(shí)驗(yàn)手段和思維方法的,，然后再進(jìn)一步討論,。

力學(xué)是研究物質(zhì)實(shí)體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。一般說來,，力學(xué)包括“牛頓力學(xué)”在內(nèi)的經(jīng)典力學(xué),，基本定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律或與牛頓定律有關(guān)且等價(jià)的力學(xué)原理。力學(xué)知識(shí)最早起源于古代人們從對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和在生產(chǎn)勞動(dòng)中不斷積累的經(jīng)驗(yàn),，從對(duì)日,、月運(yùn)行的觀察和弓箭、車輪等的使用中了解一些簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)常識(shí),，如勻速的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),。但是對(duì)力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，只是在歐洲文藝復(fù)興時(shí)期以后才逐漸有了正確的認(rèn)識(shí),。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展,，人們?cè)诮ㄖ⒐喔鹊葎趧?dòng)中使用杠桿,、斜面,、汲水等器具，逐漸積累起對(duì)平衡物體受力情況的認(rèn)識(shí),。如古希臘的阿基米德對(duì)杠桿平衡,、物體重心位置,、物體在水中受到的浮力等作了系統(tǒng)研究，確定它們的基本規(guī)律,，初步奠定了靜力學(xué)即平衡理論的基礎(chǔ),。伽利略在實(shí)驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上，最早闡明自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,，提出加速度的概念,。牛頓繼承和發(fā)展前人的研究成果(特別是開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三定律)，提出物體運(yùn)動(dòng)三大定律,。伽利略,、牛頓奠定了動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律的建立標(biāo)志著力學(xué)開始成為一門科學(xué),。此后,，力學(xué)的研究對(duì)象由單個(gè)的自由質(zhì)點(diǎn)，轉(zhuǎn)向受約束的質(zhì)點(diǎn)和受約束的質(zhì)點(diǎn)系,。這方面的標(biāo)志是達(dá)朗貝爾提出的達(dá)朗貝爾原理,，和拉格朗日建立的分析力學(xué)。其后,，歐拉又進(jìn)一步把牛頓運(yùn)動(dòng)定律用于剛體和理想流體的運(yùn)動(dòng)方程，這被看作是連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的開端,。

牛頓在他的巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》里發(fā)表了三條牛頓運(yùn)動(dòng)定律,；即慣性定律，加速度定律和作用與反作用定律,。他規(guī)范了這些定律能支配著普通物體與天體的運(yùn)動(dòng),。特別值得一提的是，他研究出開普勒定律在理論方面的詳解,。先前創(chuàng)立發(fā)展微積分用于研究經(jīng)典力學(xué)理論,。牛頓深入研究了這些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律和初步的現(xiàn)象性理論，發(fā)現(xiàn)了宏觀低速機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,，為經(jīng)典力學(xué)奠定了基礎(chǔ),。亞當(dāng)斯根據(jù)對(duì)天王星的詳細(xì)天文觀察，并根據(jù)牛頓的理論,，預(yù)言了海王星的存在,，以后果然在天文觀察中發(fā)現(xiàn)了海王星。于是牛頓所提出的力學(xué)定律和萬有引力定律被普遍接受,。他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》采用的是歐幾里得幾何學(xué)的表述方式,，處理的是質(zhì)點(diǎn)力學(xué)問題，以后牛頓力學(xué)被推廣到流體和剛體,，并逐漸發(fā)展成嚴(yán)密的解析形式,。1736年,，歐拉寫成了《力學(xué)》一書，把牛頓的質(zhì)點(diǎn)力學(xué)推廣到剛體的場(chǎng)合,，引入了慣量的概念,，論述了剛體運(yùn)動(dòng)的問題。16世紀(jì)以前

力學(xué)是物理學(xué)中發(fā)展較早的一個(gè)分支,。古希臘著名的哲學(xué)家亞里士多德曾對(duì)“力和運(yùn)動(dòng)”提出過許多觀點(diǎn),，他的著作一度被當(dāng)作古代世界學(xué)術(shù)的百科全書，在西方有著極大的影響,，以致他的很多錯(cuò)誤觀點(diǎn)在長達(dá)2000年的歲月中被大多數(shù)人所接受,。16世紀(jì)-17世紀(jì) 人們開始通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的研究,。許多物理學(xué)家,、天文學(xué)家如哥白尼、布魯諾,、伽利略,、開普勒等，做了很多艱巨的工作,，力學(xué)逐漸擺脫傳統(tǒng)觀念的束縛,，有了很大的進(jìn)展。

英國科學(xué)家牛頓在前人研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上,，經(jīng)過長期的實(shí)驗(yàn)觀測(cè),、數(shù)學(xué)計(jì)算和深入思考，提出了力學(xué)三大定律和萬有引力定律,，把天體力學(xué)和地球上物體的力學(xué)統(tǒng)一起來,，建立了系統(tǒng)的經(jīng)典力學(xué)理論。經(jīng)典力學(xué)概括來說,，是由伽利略及其時(shí)代的優(yōu)秀物理學(xué)家奠基,，由牛頓正式建立。所以牛頓曾說過,，他是站在了巨人的肩膀上,。18世紀(jì)-19世紀(jì)

由伽利略和牛頓等人發(fā)展出來的力學(xué)，著重于分析位移,、速度,、加速度、力等等矢量間的關(guān)系,，又稱為矢量力學(xué),。它是工程和日常生活中最常用的表述方式，但并不是唯一的表述方式：拉格朗日、哈密頓,、卡爾·雅可比等發(fā)展了經(jīng)典力學(xué)的新的表述形式,，即所謂分析力學(xué)。分析力學(xué)所建立的框架是現(xiàn)代物理的基礎(chǔ),，如量子場(chǎng)論,、廣義相對(duì)論、量子引力等,。微分幾何的發(fā)展為經(jīng)典力學(xué)注入了蒸蒸日盛的生命力,，是研究現(xiàn)代經(jīng)典力學(xué)的主要數(shù)學(xué)工具。十九世紀(jì)后期,，尖端的理論與實(shí)驗(yàn)挖掘出許多撲朔迷離的難題,。經(jīng)典力學(xué)與熱力學(xué)的連結(jié)導(dǎo)出經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)的吉布斯佯謬（熵混合不連續(xù)特性）。在原子物理的領(lǐng)域,，原子輻射呈現(xiàn)線狀光譜,，而不是連續(xù)光譜。眾位大師盡心竭力研究這些難題,，引導(dǎo)發(fā)展出現(xiàn)代的量子力學(xué),。同樣的，因?yàn)榻?jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)在座標(biāo)變換時(shí)的互相矛盾,，終就創(chuàng)發(fā)出驚世的愛因斯坦相對(duì)論,。19世紀(jì)末—20世紀(jì)初

十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，經(jīng)典物理學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科均發(fā)展到了完善,、成熟的階段,，隨著熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立以及麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的建立，經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到了它的頂峰,，當(dāng)時(shí)人們以系統(tǒng)的形式描繪出一幅物理世界的清晰、完整的圖畫,，幾乎能完美地解釋所有已經(jīng)觀察到的物理現(xiàn)象,。由于經(jīng)典物理學(xué)的巨大成就，當(dāng)時(shí)不少物理學(xué)家產(chǎn)生了這樣一種思想：認(rèn)為物理學(xué)的大廈已經(jīng)建成,，物理學(xué)的發(fā)展基本上已經(jīng)完成,，人們對(duì)物理世界的解釋已經(jīng)達(dá) 到了終點(diǎn)。物理學(xué)的一些基本的,、原則的問題都已經(jīng)解決,，剩下來的只是進(jìn)一步精確化的問題，即在一些細(xì)節(jié)上作一些補(bǔ)充和修正,，使已知公式中的各個(gè)常數(shù)測(cè)得更精確一些,。然而，在十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，正當(dāng)物理學(xué)家在慶賀物理學(xué)大廈落成之際,，科學(xué)實(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)了許多經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的事實(shí),。首先是世紀(jì)之交物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)：電子、x射線和放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),。其次是經(jīng)典物理學(xué)的萬里晴空中出現(xiàn)了兩朵“烏云”：“以太漂移”的“零結(jié)果”和黑體輻射的“紫外災(zāi)難”,。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)典物理學(xué)的基本概念及基本理論有尖銳的矛盾，經(jīng)典物理學(xué)的傳統(tǒng)觀念受到巨大的沖擊,，經(jīng)典物理發(fā)生了“嚴(yán)重的危機(jī)”,。由此引起了物理學(xué)的一場(chǎng)偉大的革命。愛因斯坦創(chuàng)立了相對(duì)論,；海森堡,、薛定諤等一群科學(xué)家創(chuàng)立了量子力學(xué)。于是誕生了現(xiàn)代物理學(xué),。

現(xiàn)代物理學(xué)推翻了絕對(duì)空間的概念：即在不同空間發(fā)生的事件是絕然不同的,。例如，靜掛在移動(dòng)的火車車廂內(nèi)的時(shí)鐘,，對(duì)于站在車廂外的觀察者來說是呈移動(dòng)狀態(tài)的,。但是，經(jīng)典力學(xué)仍然確認(rèn)時(shí)間是絕對(duì)不變的,。

在日常經(jīng)驗(yàn)范圍中,，采用經(jīng)典力學(xué)可以計(jì)算出精確的結(jié)果。但是,，在接近光速的高速度或強(qiáng)大引力場(chǎng)的系統(tǒng)中,，經(jīng)典力學(xué)已被相對(duì)論力學(xué)取代；在小距離尺度系統(tǒng)中又被量子力學(xué)取代,；在同時(shí)具有上述兩種特性的系統(tǒng)中則被相對(duì)論性量子場(chǎng)論取代,。雖然如此，經(jīng)典力學(xué)仍舊是非常有用的,。因?yàn)椋核壬鲜隼碚摵?jiǎn)單且易于應(yīng)用,。

雖然經(jīng)典力學(xué)和其他“經(jīng)典”理論（如經(jīng)典電磁學(xué)和熱力學(xué)）大致相容，在十九世紀(jì)末,，還是發(fā)現(xiàn)出有些只有現(xiàn)代物理才能解釋的不一致性,。特別是，經(jīng)典非相對(duì)論電動(dòng)力學(xué)預(yù)言光速在以太內(nèi)是常數(shù),，經(jīng)典力學(xué)無法解釋這預(yù)測(cè),，并導(dǎo)致了狹義相對(duì)論的發(fā)展。經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典熱力學(xué)的結(jié)合又導(dǎo)出吉布斯佯謬（熵?zé)o定義）和紫外災(zāi)難（黑體發(fā)射無窮能量）,。為解決這些問題的努力造成了量子力學(xué)的發(fā)展,。自二十世紀(jì)末后，不再能虎山獨(dú)行的經(jīng)典力學(xué)，已與經(jīng)典電磁學(xué)被牢牢的嵌入相對(duì)論和量子力學(xué)里面,，成為在非相對(duì)論性和非量子力學(xué)性的極限,，研究質(zhì)點(diǎn)的學(xué)問。20世紀(jì)末——至今

在相對(duì)論和量子力學(xué)建立起來以后,，現(xiàn)代物理學(xué)經(jīng)過七十多年的發(fā)展,，已經(jīng)達(dá)到了成熟的階段。人類對(duì)物質(zhì)世界規(guī)律的認(rèn)識(shí)達(dá)到了空前的高度,，用現(xiàn)有的理論幾乎能夠很好地解釋現(xiàn)在已知的一切物理現(xiàn)象,。可以說,，現(xiàn)代物理學(xué)的大廈已經(jīng)建成,。在這一點(diǎn)上，目前這種情況與上一個(gè)世紀(jì)之交的情況很相似,。因此,，有少數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為今后物理學(xué)不會(huì)有革命性的進(jìn)展了，物理學(xué)的根本性的問題,、原則問題都已經(jīng)解決了,，今后能做到的只是在現(xiàn)有理論的基礎(chǔ)上在深度和廣度兩方面發(fā)展現(xiàn)代物理學(xué)，對(duì)現(xiàn)有的理論作一些補(bǔ)充和修正,。然而,，由于有了一百年前的歷史經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)物理學(xué)家并不贊成這種觀點(diǎn),，他們相信物理學(xué)遲早會(huì)有突破性的發(fā)展,。另一方面，雖然在微觀世界和宇宙學(xué)領(lǐng)域中有一些物理現(xiàn)象是現(xiàn)代物理學(xué)的理論不能很好地解釋的,，到了非要徹底改造現(xiàn)有理論不可的程度,。在這方面，目前的情況與上一個(gè)世紀(jì)之交的情況不同,。在上一個(gè)世紀(jì)之交,，經(jīng)典物理學(xué)發(fā)生了“嚴(yán)重的危機(jī)”；而在本世紀(jì)之交,，以筆者看來，現(xiàn)代物理學(xué)表面上看似并無“危機(jī)”,。實(shí)際上卻存在著極大的潛在危機(jī),。這種危機(jī)主要表現(xiàn)在：

一、基礎(chǔ)物理學(xué)

基礎(chǔ)物理中的經(jīng)典力學(xué),，不知道力的本質(zhì)是什么,，不知道力與運(yùn)動(dòng)、靜止之間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系；不知道永恒運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,，靜止是相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的一種特殊形式,。作用力和反作用力對(duì)立統(tǒng)一是造成世間一切機(jī)械永恒運(yùn)動(dòng)的終結(jié)原因。更不知道二力大小相等,，方向相反,，作用在同一直線所構(gòu)成的圓周曲線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)不同對(duì)稱切點(diǎn)上的動(dòng)力機(jī)制和原理。

二,、理論物理學(xué)

在理論物理的某些領(lǐng)域和研究方向上,，卻走上了更加神秘莫測(cè)，高深,、抽象化,，脫離了社會(huì)生產(chǎn)的實(shí)際需要。不知道物理的自然辯證法——即打破牛頓靜力平衡和靜止中能量的守恒,，重建牛頓動(dòng)力平衡和運(yùn)動(dòng)中能量的守恒,。更不知道，在一個(gè)非歐幾何空間中,，創(chuàng)造愛因斯坦廣義相對(duì)論里提出的彎曲時(shí)空,，利用一個(gè)萬向支點(diǎn)和一根阿基米德省力桿杠將其存在的保守力場(chǎng)一分為二，即可獲得無限,、無窮的能量來解決目前世界面臨日漸枯竭的能源危機(jī),。

通過簡(jiǎn)單回顧物理學(xué)的發(fā)展歷史，不難看出,，無論是經(jīng)典物理學(xué)還是現(xiàn)代物理學(xué),，在當(dāng)時(shí)的歷史背景下，只有經(jīng)典牛頓力學(xué)從某種意義上來說比較成熟一些,。但是,，從牛頓的整個(gè)理論來看其所闡述的規(guī)律（第三運(yùn)動(dòng)定律）僅是屬于靜力學(xué)討論的范疇。雖說牛頓是古典力學(xué)的奠基人,，牛頓力學(xué)的建立和發(fā)展,，決定著后來物理學(xué)家的思想、研究和實(shí)踐的方向,，在自發(fā)唯物主義思想的指導(dǎo)下,，創(chuàng)立了萬有引力理論，但晚年的牛頓在研究行星為什么會(huì)圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，由于信奉了上帝,，認(rèn)為除萬有引力的作用外，還有一個(gè)“切線力”,，這個(gè)“切線力”只能是來自上帝的“第一推動(dòng)力”,。根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律,，我們假設(shè)一切物體所受到的兩個(gè)力大小相等，方向相反,，并且同時(shí)作用在一條直線的公共點(diǎn)上,，通過計(jì)算兩個(gè)力的合力為零。這就決定了該定律沒有直接給出在一個(gè)非歐幾何空間里物體是如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)制和原理,。機(jī)械能守恒定律也還未確立,，熱力學(xué)及電動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)幾乎沒有起步,，連瓦特改良的蒸汽機(jī)也還不成熟,，內(nèi)燃機(jī)遠(yuǎn)未誕生（１８８３年汽油機(jī)制成，１８９７年柴油機(jī)制成）,，1879 年愛迪生才發(fā)明了電燈,。1775 年以前所有的永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案都是必然注定失敗的，所以 1775 年 法國 皇家 科學(xué)院否定永動(dòng)機(jī)根本就是一種草率的不可靠的決定,。

1842年能量守恒與轉(zhuǎn)換定律的發(fā)現(xiàn)說明了什么,？說明了一部無需消耗任何能量或無中生有能量的機(jī)器是不存在的，但卻被主體從主觀上人為地抽象異化為“永動(dòng)機(jī)”,。須知,，當(dāng)年，焦耳（jamesprescottjoule,，1818-1889））,、魯?shù)婪颉ぶ炖~斯·埃曼努埃爾·克勞修斯（rudolf julius emanuel clausius，1822～1888）和赫姆霍茲（ltz,，1821-1894）等科學(xué)家試圖在探討永動(dòng)機(jī)時(shí)所遇到的失敗正好說明一部不消耗任何能量的機(jī)器是不存在的,，偉大的能量守恒定律思想足以證實(shí)這一點(diǎn)。不過當(dāng)時(shí)把違反熱力學(xué)第一,、二定律且不消耗能量或只有單熱源輸入的機(jī)器等同于永動(dòng)機(jī),，（參見《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》清華大學(xué)出版社上冊(cè)2003年8月第一版第285頁熱力學(xué)第二定律及其微觀意義），這在邏輯上是錯(cuò)誤的——即沒有對(duì)機(jī)器和永動(dòng)機(jī)兩者在概念內(nèi)涵與外延上作了科學(xué)的界定,，從而導(dǎo)致了人們?cè)趯?duì)永動(dòng)機(jī)的意識(shí)問題上造成極大的混亂.,，此后這種觀點(diǎn)以訛傳訛，普遍成了學(xué)界上的一大亮點(diǎn)和特色,，為許多人不假思索地盲從和接受,。

以上所述，從經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展的大趨勢(shì)上看,，其存在的問題是全面的,、根本的，其危機(jī)是深刻的,、巨大的,。

理論上存在的缺陷和暗藏的潛在危機(jī)以及技術(shù)上的不慎濫用，將導(dǎo)致技術(shù)上的危機(jī),，技術(shù)上的危機(jī)則加速人類走向毀滅的時(shí)間進(jìn)度,。看看眼前的一幕幕場(chǎng)景：核泄漏,，環(huán)境污染,，生態(tài)破壞，物種滅絕,，人口爆炸,，資源枯竭，沙漠?dāng)U大,，森林速減,，糧食短缺，愚昧和野蠻的戰(zhàn)爭(zhēng)行為仍在交火不斷地進(jìn)行等等,，這不能不說從最初存在決定意識(shí)的本源層面上無不受到帶有缺陷,，甚至錯(cuò)誤的相關(guān)技術(shù)理論之間連鎖反應(yīng)引導(dǎo)所致，正在把人類推向絕境,。長此下去,，世界末日是遲早的事，人類必將從地球上消失,。

人類至今不能控制自然,，自主生命，不僅造不出一只小小的螞蟻,，連人類自身的許多疾病也治不了,。對(duì)于和諧的自然存在而言，人類的技術(shù)不僅十分落后,，而且孕育著滅絕人類的極大危險(xiǎn)性,。目前迫在眉睫的緊要關(guān)頭就是如何解決人類面臨的化石能源危機(jī)問題。

實(shí)際上17,、18世紀(jì)的科學(xué)家對(duì)永動(dòng)機(jī)的否定是極其輕率的,，不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模彩遣豢茖W(xué)的,，但卻成了后來科學(xué)界否定永動(dòng)機(jī)唯一強(qiáng)大的思想武器,，影響了以后幾乎所有的科學(xué)家和有知識(shí)的平民，包括 1905 年左右愛因斯坦在專利局當(dāng)小職員時(shí)都嘲笑當(dāng)時(shí)申請(qǐng)的永動(dòng)機(jī)專利,。對(duì)于永動(dòng)機(jī)的研制和設(shè)計(jì),，歷來 讓更多的人參與了這種嘲笑。從客觀的角度來看,，科學(xué)權(quán)威對(duì)于研制一種不需要消耗任何能源或者無中生有能量的機(jī)器——其實(shí)這種機(jī)器從熱力學(xué)理論來講理應(yīng)定義為“永靜機(jī)”而不是“永動(dòng)機(jī)”,，人們?cè)诙x永動(dòng)機(jī)的問題上犯了一個(gè)嚴(yán)重的邏輯錯(cuò)誤,。當(dāng)然，真正的科學(xué)家否定其存在（不消耗任何能量抑或無中生有能量的機(jī)器）是正確的,，這應(yīng)該引起注意?，F(xiàn)在看來科學(xué)權(quán)威否定的是“永靜機(jī)”而不是“永動(dòng)機(jī)”本身，永動(dòng)機(jī)從此便成了替罪的羔羊,。設(shè)想,，“既要讓馬兒跑得快，又不給馬兒多吃草”,，世上豈有這樣的美事,？由于愚昧和無知觀念的誤導(dǎo)，人們便往往將永動(dòng)機(jī)的自然屬性強(qiáng)加到“無需消耗任何能源或者無中生有能量的機(jī)器”的定義中去,，于是“指鹿為馬”的思維定式,，必然注定陷入形而上學(xué)的泥潭不能自拔。從而思維的自相矛盾無法解決,，訴諸于一種非理性的幻想,，這是何等不可思議的。至于為什么會(huì)出現(xiàn)這種荒誕不經(jīng)的錯(cuò)誤認(rèn)知和定義,，那是思維與存在的關(guān)系問題,，屬于哲學(xué)和邏輯學(xué)討論的范疇，這里毋庸贅述,。在當(dāng)時(shí)科技落后的歷史背景下,，人們幻想制造一種無需消耗任何能源或者無中生有能量的機(jī)器（永靜機(jī)），繼而又把這種違反物理學(xué)定律的機(jī)器本來理應(yīng)稱作“永靜機(jī)”錯(cuò)誤理解為“永動(dòng)機(jī)”,，真是顛倒黑白,，如此之類，正足以誣罔視聽,，貽誤后生矣,。于是“永動(dòng)機(jī)”便成了無需消耗任何能源或者無中生有能量機(jī)器的代名詞，這種錯(cuò)誤的定義是毫無道理可言,，違反最起碼,、最基本的邏輯常識(shí)——邏輯的本質(zhì)是尋找事物的相對(duì)關(guān)系,即前提的判斷（s=“不消耗任何能源或無中生有能量的機(jī)器”）是假的，推出的結(jié)論（p=“永動(dòng)機(jī)”）必然是假的,，因此何以“永動(dòng)”,？沒有任何物理學(xué)意義。

第一,，科學(xué)意義上的永動(dòng)機(jī),，指的是在客觀條件允許下運(yùn)用自然界無限萬有的可再生能源（能量）來制造源源不斷滿足人類永久性做功需要的動(dòng)力機(jī)器。永動(dòng)機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理和瑟爾效應(yīng),，充分利用永磁材料和電磁體來制造產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)械裝置,。其基本特征是永動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量大于它所“消耗”（熱力學(xué)專用術(shù)語,，以下電動(dòng)力學(xué)所使用“消耗”概念即引申之意）的能量，它產(chǎn)生的能量大于自身消耗的能量,，并沒有違反物理學(xué)定律,，增加產(chǎn)生的多余能量是因?yàn)橛绖?dòng)機(jī)吸收和利用了周圍空間的物質(zhì)能量，故產(chǎn)生的能量大于人造機(jī)器所消耗的能量,。能量在各動(dòng)力系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化與交換仍然是守恒的。

第二,，深入探討永動(dòng)機(jī)的內(nèi)在機(jī)制和原理,，仍是現(xiàn)代物理學(xué)研究的前沿課題，對(duì)于永動(dòng)機(jī)這個(gè)課題,，不能用傳統(tǒng)的熱力學(xué)思想和一些不合適宜的力學(xué)觀念去研究,。如果我們認(rèn)為永動(dòng)機(jī)是一種無需消耗任何能量而源源不斷地產(chǎn)生對(duì)外做功的機(jī)器，或者無中生有能量的機(jī)器,，那是一種主觀意識(shí)脫離客觀存在的人為抽象概念和定義,，是一種對(duì)物理學(xué)天真、幼稚,、無知的表現(xiàn),。迄今為止，企圖設(shè)計(jì)那種無需消耗能量的機(jī)器（除電動(dòng)力學(xué)中第一類永動(dòng)機(jī)利用到自然界無限萬有的可再生能源——水能尚需討論外）,，無人能制造成功,。

第三，綜合和總結(jié)古今中外一切有關(guān)永動(dòng)機(jī)的研究,，研制成敗與否的關(guān)鍵只在于是不是遵循了物理學(xué)定律--即能量守恒與轉(zhuǎn)化定律,。可以說一部永動(dòng)機(jī)的研究歷史是從空想,、幻想到變成現(xiàn)實(shí)的發(fā)展過程,。能量守恒定律揭示了 各種能量形式互相轉(zhuǎn)換是有方向和條件限制的，能量互相轉(zhuǎn)換時(shí)其量值不變,，表明能量是不能被創(chuàng)造或消滅的,。如此說來，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)：(蒸汽機(jī),、內(nèi)燃機(jī))和電動(dòng)機(jī)等等產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)器發(fā)明也都是遵循這一自然規(guī)律,，否則不可想象的。

千百年來,，無數(shù)的能人,、科學(xué)家通過艱苦努力，在機(jī)器產(chǎn)生動(dòng)力所獲取各種不同能量形式的探索問題上很大程度得益于熱力學(xué)理論研究發(fā)展的指導(dǎo),，先于1766年-1790年發(fā)明了改造世界的動(dòng)力機(jī)器——蒸汽機(jī),，后于1883年和1897年分別研制出汽油機(jī)和柴油機(jī),。內(nèi)燃機(jī)的成功研制進(jìn)一步證明，機(jī)器產(chǎn)生動(dòng)力和持久運(yùn)轉(zhuǎn),，與能量守恒定律和所消耗的各種能量形式的有無限性有關(guān),。從邏輯上來說我們可以這樣假設(shè)，認(rèn)為內(nèi)燃機(jī)所消耗的熱能是無限可再生能源,，那么內(nèi)燃機(jī)就成了真正科學(xué)意義上的永動(dòng)機(jī)了,。可是鑒于目前的技術(shù)水平和熱力學(xué)理論研究的局限性,，從永恒運(yùn)轉(zhuǎn)這個(gè)意義上來考慮,，內(nèi)燃機(jī)肯定不會(huì) 被列入永動(dòng)機(jī)的范疇。因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)所使用消耗的熱能是不可再生能源,，能量是有限的（即化學(xué)反應(yīng)的不可逆性所致）,。所以，在熱力學(xué)理論這條道路上探討永動(dòng)機(jī)是行不通的,，而且注定是沒有任何希望的,。基于熱力學(xué)所涉及討論的不可再生能源,，或者說有限能量不能解決維持機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的永動(dòng)性,。因而，必須從大自然中探尋無限的可再生能源,，探尋無窮萬有的物質(zhì)能量來源源不斷滿足機(jī)器永久性運(yùn)轉(zhuǎn)的需要,，永動(dòng)機(jī)的研究才有希望。

隨著人類對(duì)物質(zhì)世界的結(jié)構(gòu),、時(shí)間,、空間和能量以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深化，尤其是電動(dòng)力學(xué)的蓬勃發(fā)展把人們對(duì)大自然獲取能量的探索視野帶到了對(duì)電能利用的新時(shí)代,。1831年英國科學(xué)家法拉第自從發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律和原理之后,，這對(duì)于永動(dòng)機(jī)的可行性研究從此開辟了一條嶄新的道路。根據(jù)電磁感應(yīng)定律和原理,，法拉第發(fā)明了世界上最簡(jiǎn)單的第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)雛形,。在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理的第二年，受法拉第發(fā)現(xiàn)的啟示,，法國人皮克希應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制成了最初的手搖式直流發(fā)電機(jī),。1866年，德國的西門子發(fā)明了自勵(lì)式直流發(fā)電機(jī),。1869年,，比利時(shí)的格拉姆制成了環(huán)形電樞，發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機(jī)。1882年,，美國的戈登制造出了輸出功率447kw,，高3米，重22噸的兩相式巨型發(fā)電機(jī),。電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的成功研制,，堪稱真正科學(xué)意義上的永動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗鼈兝玫搅舜笞匀恢械目稍偕茉础?。發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的有機(jī)結(jié)合使用是電動(dòng)力學(xué)中的第一類永動(dòng)機(jī),，這在物理學(xué)的發(fā)展歷史中具有劃時(shí)代的里程碑意義的。不過,，這一類永動(dòng)機(jī)的使用,，由于受到地理?xiàng)l件的限制，即在有水源的地方方可利用水利發(fā)電機(jī)來發(fā)電給電動(dòng)機(jī)提供電能使之持久運(yùn)轉(zhuǎn),，因而沒有得到極其廣泛的運(yùn)用，即取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī),，徹底解決目前化石能源面臨的危機(jī),。因此，探討電動(dòng)力學(xué)中的第二類永動(dòng)機(jī)迫在眉睫,。

自從1831年英國科學(xué)家邁克爾·法拉第（michael faraday,，公元1791～公元1867）發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律以來，人們利用水能來發(fā)電,，又通過電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能做功,，這原本就是科學(xué)意義上的永動(dòng)機(jī)。是以水能這一無限能源來直接制造動(dòng)力的機(jī)器,，截止到1946年,，英國民間科學(xué)家約翰·瑟爾 john roy robert searl（1932-5-2出生于英國旺蒂奇(wantage)）才真正間接從永磁體中獲取能量來制造世界上第一臺(tái)永動(dòng)機(jī)——瑟爾效應(yīng)發(fā)電機(jī)。這是在永動(dòng)機(jī)研制歷史上具有里程碑意義的偉大發(fā)明,。參見《自由能源-約翰·瑟爾的故事》視頻資料http:///v_show/,。

年前英國民間科學(xué)家約翰瑟爾運(yùn)用了電磁感應(yīng)定律和原理，采用永磁材料和電磁體,，將變化的電場(chǎng)通過磁化,、吸附和捕獲自由電子儲(chǔ)存在磁介質(zhì)里形成具有永磁體所固有的場(chǎng)能特性。然后將這些處于無序的磁場(chǎng)能按照一定的順序排列設(shè)置于非歐幾何的彎曲空間里,，在整個(gè)圓周力程曲面軌道上建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)引導(dǎo)和推動(dòng)若干小磁銅環(huán)滾筒,，實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。成功研制出世界上第一臺(tái)具有實(shí)用性的永動(dòng)機(jī)——瑟爾效應(yīng)發(fā)電機(jī),。然而不幸的是,，由于世俗偏見、愚昧無知和狹隘自私的心理，持有反對(duì)永動(dòng)機(jī)制造的黑惡勢(shì)力給毀壞掉了,。2011 年8月,，我們成功地做了一次電動(dòng)-發(fā)電實(shí)驗(yàn)。就是用3.8千瓦的單相異步電動(dòng)機(jī),，通過皮帶輪傳動(dòng),，能夠使額定功率為10千瓦的三相交流發(fā)電機(jī)正常發(fā)電，發(fā)出500伏特的電壓,。通過計(jì)算,，額定電流為18.1安培，功率因數(shù)為0.8,，總的有功功率為7.24千瓦,，有望設(shè)計(jì)成自持供電循環(huán)的新型發(fā)電機(jī)，也就是當(dāng)下我們所要進(jìn)行探討和研制電動(dòng)力學(xué)中的第二類永動(dòng)機(jī)(參見國外http:///us/63267078/,、http:///us/63279313/,、http:///v_show/)。但是,，鑒于目前電器市場(chǎng)上沒有現(xiàn)成的自動(dòng)控制開關(guān)和相關(guān)匹配的電器元件,，我們暫時(shí)無法設(shè)計(jì)出來。針對(duì)此次實(shí)驗(yàn),，我們發(fā)現(xiàn)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的有機(jī)結(jié)合構(gòu)成一個(gè)整體系統(tǒng),，在該系統(tǒng)中產(chǎn)生的電能量及其有功功率7.24千瓦，明顯大于輸入3.8千瓦的功率能量,。出現(xiàn)這種情況,，我們當(dāng)時(shí)也是始料未及的。按照經(jīng)典物理學(xué)定律的描述,，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,，機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能理應(yīng)守恒的，但是卻出現(xiàn)“不守恒”的現(xiàn)象,。我們仔細(xì)分析出現(xiàn)這種情況的原因是：

第一,，當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)周圍旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),，通過電磁轉(zhuǎn)矩作用于轉(zhuǎn)子旋臂可以假設(shè)由若干省力杠桿構(gòu)成,，在一定功率條件下，省力杠桿具有增力效應(yīng),，轉(zhuǎn)子旋臂杠桿作圓周曲線運(yùn)動(dòng)除了一大部分受到周圍旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用力以外,，還有一小部分受到了垂直于地表重力場(chǎng)的作用。于是,，轉(zhuǎn)子旋臂杠桿所受到的合力是電磁力和重力兩者的總和,。所以,，總的機(jī)械力大于該系統(tǒng)消耗的電磁力。

第二,，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械總動(dòng)能的合力通過皮帶輪傳動(dòng)到達(dá)發(fā)電機(jī),，克服了摩擦力和電磁阻力。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在完全滿足發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的條件和要求下時(shí)就能正常發(fā)電,。因此,，產(chǎn)生的總能量（7.24千瓦）大于該系統(tǒng)所消耗的能量（3.8千瓦）。

第三,，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋臂杠桿在重力和電磁力兩者的作用下,，沿著某一始點(diǎn)向終點(diǎn)作圓周曲線運(yùn)動(dòng)是一個(gè)“不對(duì)稱回路”，電動(dòng)機(jī)借助保守力（重力和電磁力）對(duì)轉(zhuǎn)子旋臂杠桿發(fā)生作用,，回避了勢(shì)動(dòng)能的轉(zhuǎn)化,，即“沿原路返回”，從而解除功恒為零的情形,，實(shí)現(xiàn)電能量的創(chuàng)生,。

關(guān)于永動(dòng)機(jī)探討的幾點(diǎn)建議：

第一、從對(duì)點(diǎn)電荷在靜磁場(chǎng)中的微觀量子行為的探討,，上升到從宏觀視角來考察對(duì)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力或剛體動(dòng)力在保守力系統(tǒng)中所作的半周曲線運(yùn) 動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究和理論分析,。通過單擺實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)一切物體在保守力場(chǎng)（萬有引力,、永磁力）中只能作半周力程曲線運(yùn)動(dòng)，若要完成整個(gè)圓周運(yùn)動(dòng),，必需由電磁力或永磁力來打破牛頓靜力平衡和靜止中能量的守恒,，重建牛頓動(dòng)力平衡和運(yùn)動(dòng)中能量的守恒，完成另一個(gè)半周力程曲線運(yùn)動(dòng),，才能實(shí)現(xiàn)由有限圓周運(yùn)動(dòng)向無限圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化,。

第二、始終利用保守勢(shì)能做功,，避免“原路返回”,，即動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)化，解除功恒為零的情形,，進(jìn)一步完善法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)——電動(dòng)發(fā)電實(shí)驗(yàn),，利用保守力（萬有引力和永磁力）這一無限能源，實(shí)現(xiàn)能量的創(chuàng)生,。

第三,、比較深入研究瑟爾效應(yīng)發(fā)電機(jī)的工作原理及其相關(guān)的視頻資料。

第四,、創(chuàng)造有利條件根據(jù)電磁感應(yīng)定律和原理,，采用永磁材料和電磁體，將變化的電場(chǎng)通過磁化、吸附和捕獲自由電子儲(chǔ)存在磁介質(zhì)里形成具有永磁體所固有的場(chǎng)能特性,。然后將這些處于無序的磁場(chǎng)能按照一定的順序排列設(shè)置于非歐幾何的彎曲空間里,，在整個(gè)圓周力程曲面軌道上建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)引導(dǎo)和推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋臂，對(duì)該實(shí)驗(yàn)作進(jìn)一步的深入探討,。

只要我們能夠深入對(duì)保守力系統(tǒng)性質(zhì)的探討和分析,，就有可能突破和超越傳統(tǒng)經(jīng)典物理學(xué)的局限性，有所創(chuàng)新,，成功研究開發(fā)永動(dòng)機(jī)這一改變世界能源危機(jī)的先進(jìn)科技,。

熱力學(xué)定律與永動(dòng)機(jī)，他們注定不能在一起

在當(dāng)時(shí)科技落后的歷史背景下,，人們幻想制造一種無需消耗任何能源或者無中生有能量的機(jī)器,，并把它叫做永動(dòng)機(jī)。從這種既要馬兒跑又要馬兒不吃草的定義就知道,，它是永遠(yuǎn)不可能被制成的,，但是，要人們接受這個(gè)事實(shí)還是費(fèi)勁周折的,。第一類永動(dòng)機(jī)——魔輪：

十三世紀(jì)時(shí)法國的亨內(nèi)考提出的第一類永動(dòng)機(jī)——魔輪,。

它通過安放在轉(zhuǎn)輪上一系列可動(dòng)的懸臂實(shí)現(xiàn)永動(dòng)，向下行方向的懸臂在重力作用下會(huì)向下落下,，遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)輪中心,，使得下行方向力矩加大，而上行方向的懸臂在重力作用下靠近轉(zhuǎn)輪中心,，力矩減小,，力矩的不平衡驅(qū)動(dòng)魔輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。后來達(dá)芬奇等diy達(dá)人都嘗試過永動(dòng)機(jī)的制作,，皆以失敗告終,。

失敗的原因：右側(cè)重垂在重力作用下遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸，力矩隨之增大,，驅(qū)動(dòng)魔輪轉(zhuǎn)動(dòng),，但由于左側(cè)重垂數(shù)量更多，平衡了系統(tǒng)力矩,，永動(dòng)無法實(shí)現(xiàn),。

第一類永動(dòng)機(jī)的失敗，引發(fā)了大家對(duì)機(jī)械能和熱能關(guān)系的探討,。人們用理論證明了它的失敗——能量轉(zhuǎn)化與守恒定律和焦耳提出的熱力學(xué)第一定律,。

熱力學(xué)第一定律是什么？請(qǐng)接著往下看

這個(gè)視頻做了一個(gè)小小的“實(shí)驗(yàn)”,，從地上拋出一個(gè)小球,，給小球足夠的動(dòng)能飛到空中,，到頂點(diǎn)時(shí)動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成勢(shì)能，小球又落下,，落下的過程中勢(shì)能又完全轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,，最后小球落到地面。但是最后小球的速度減少了,，為什么呢,？勢(shì)能說：“我把能量全還給動(dòng)能了！”然而動(dòng)能說：“我的能量沒有以前多了,！” 熱力學(xué)第一定律先生說：“這事兒我能hold住,。”

原來,，在小球運(yùn)動(dòng)的過程中,，與周圍的氣體分子摩擦，產(chǎn)生了熱,，這個(gè)熱能就是動(dòng)能少的那部分能量,，是動(dòng)能把能量給了這些分子。

用熱力學(xué)第一定律解釋：物體內(nèi)能的增加等于物體吸收的熱量和對(duì)物體所作的功的總和,。小球的運(yùn)動(dòng)過程中,，不存在吸收熱量的過程；存在對(duì)外界做功,。用q表示熱量,，w表示做功，u表示物體的內(nèi)能,，就可以用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示出這個(gè)過程： δu=q+w,，其中q=0，w<0,。

這時(shí)你可能要問了，為什么w<0呢,？

那是因?yàn)樾∏蛟趯?duì)外界做功,，把能量傳給了別人，自己的能量就會(huì)減少,，所以w<0,；相反，如果外界對(duì)小球做功,，那也就是外界把能量傳給小球,，能量增加，所以w>0,。于是,，我們就得出了熱力學(xué)第一定律的定義：

物體內(nèi)能的增加等于物體吸收的熱量和對(duì)物體所作的功的總和.數(shù)學(xué)表示：δu=q+w

這時(shí),，我們可以推出其他定律的闡釋方法：

1、系統(tǒng)在絕熱狀態(tài)時(shí),，功只取決于系統(tǒng)初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)的能量,，和過程無關(guān)。

2,、孤立系統(tǒng)的能量永遠(yuǎn)守恒,。

3、系統(tǒng)經(jīng)過絕熱循環(huán),，其所做的功為零,，因此第一類永動(dòng)機(jī)是不可能的（即不消耗能量做功的機(jī)械）。

4,、兩個(gè)系統(tǒng)相互作用時(shí),，功具有唯一的數(shù)值，可以為正,、負(fù)或零,。熱力學(xué)第一定律，就這樣為第一類永動(dòng)機(jī)魔輪判下了死刑,！

==================我是分割線===================== 第二類永動(dòng)機(jī)

不甘心的人類認(rèn)識(shí)到能量不能憑空創(chuàng)造出來,，把視線轉(zhuǎn)移到海洋、大氣乃至宇宙,，希望從中吸取熱量,，并將這些熱能作為驅(qū)動(dòng)永動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和功輸出的源頭——這便是第二類永動(dòng)機(jī)的基本原理。

首個(gè)第二類永動(dòng)機(jī)利用海水的熱量將液氨汽化,，推動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn),。但是這一裝置無法持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)槠蟮囊喊痹跊]有低溫?zé)嵩创嬖诘臈l件下無法重新液化,，因而不能完成循環(huán),。卡諾設(shè)計(jì)了一種工作于兩個(gè)熱源之間的理想熱機(jī)——卡諾熱機(jī),，卡諾熱機(jī)從理論上證明了熱機(jī)的工作效率與兩個(gè)熱源的溫差相關(guān),。德國人魯?shù)婪颉た藙谛匏购陀碎_爾文在研究了卡諾循環(huán)和熱力學(xué)第一定律后，提出了熱力學(xué)第二定律,。這一定律指出：不可能從單一熱源吸取熱量,，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響。熱力學(xué)第二定律的提出宣判了第二類永動(dòng)機(jī)的死刑,，而這一定律的表述方式之一就是：第二類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn),。

通過卡諾機(jī)來解釋一下：

熱量從溫度高的t1傳遞到工作物質(zhì)（中間的圓），使能量全部轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,，迫使工作物質(zhì)對(duì)外做功w,。這不就是第二類永動(dòng)機(jī)么,？它是不可能的！除非我們?cè)谙旅婕右粋€(gè)低溫裝置,，用來吸收熱量,。

整個(gè)過程就變成：高溫物體t1放熱給工作物質(zhì)，使熱能部分轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,，對(duì)外界做功,；還有一部分能量不可避免地被低溫物體吸收。所以,，第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成,。

克勞修斯這樣表述： ? ? ? 不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；

不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響,； 不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零,。

開爾文這樣表述：

對(duì)任意之循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置,，在只與單一熱庫交換熱量之情形下,，而產(chǎn)生對(duì)外作功之效應(yīng)是不可能的,。此為熱機(jī)之觀點(diǎn)，即熱無法百分之百轉(zhuǎn)為功,。

第二類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn),。

再延伸一點(diǎn)，如果把過程倒過來：

要高溫物體從低溫物體吸熱,，就需要外界對(duì)工作物質(zhì)做功,，那就是冰箱啦~ ? ?

克勞修斯這樣表述：

對(duì)于任意之循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置，在不輸入功的情形下而自發(fā)性的產(chǎn)生使熱由冷體傳向熱體之效應(yīng)是不可能的,，此為冷機(jī)之觀點(diǎn),。

澳洲永駐篇二

作者： nocry 于 2010-08-13 13:33:4

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lutec 1000電能放大器是john christie 和 lou brits 兩位工程師發(fā)明的。2001年他們?cè)趖he cairns post（cairns是澳大利亞東北角一城市）發(fā)布他們的這一發(fā)明時(shí),，招惹了很多人的憤怒和歇斯底里的抨擊,，聲稱他們的這臺(tái)機(jī)器是無法申請(qǐng)到專利的，并且不時(shí)受到死亡威脅,，還散布謠言,，說他們都已經(jīng)死于非命。在他們回避任何采訪,，默默地艱難的忍受了6年激烈批評(píng)壓力之后,，今天他們終于又出現(xiàn)在公眾面前,，并且在世界60多個(gè)國家成功申請(qǐng)了專利,，其中包括美國、中國和印度,。

lutec 1000可將輸入電能放大10倍輸出,。它的驅(qū)動(dòng)力來源于永久磁鐵的磁力和輸入的電脈沖,。該機(jī)器具有的電能放大性能于今年初進(jìn)行了測(cè)試之后，得到了國際sgs權(quán)威認(rèn)證,。他們現(xiàn)在正忙于造可用于生產(chǎn)的樣機(jī),，將首先在澳大利亞國內(nèi)生產(chǎn)。

帖子附圖:

澳洲永駐篇三

分析常見幾種有趣的“永動(dòng)機(jī)”

廣西北海合浦廉州中學(xué)物理組 秦付平

我們知道,，永動(dòng)機(jī)有兩類：不消耗能量而能永遠(yuǎn)對(duì)外做功的機(jī)器,，它違反了能量守恒定律，故稱為“第一類永動(dòng)機(jī)”,。在沒有溫度差的情況下,，從自然界中的海水或空氣中不斷吸取熱量而使之連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器，它違反了熱力學(xué)第二定律,，故稱為“第二類永動(dòng)機(jī)”,。在人類科學(xué)發(fā)展史上曾出現(xiàn)過無數(shù)的學(xué)者進(jìn)行開發(fā)“永動(dòng)機(jī)”，其中不乏很多科學(xué)家,，下面列舉幾種有趣不可實(shí)現(xiàn)的永動(dòng)機(jī),。

一、重力“永動(dòng)機(jī)”

例1 文藝復(fù)興時(shí)期,，意大利的達(dá)芬奇設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置,。他設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為，在輪子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,，右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠(yuǎn)些,，在兩邊不平衡的力矩作用下會(huì)使輪子沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)不息，而且可以不斷地向外輸出能量,。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是否定的,。達(dá)·芬奇敏銳地由此得出結(jié)論：永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的。下列有關(guān)該裝置的說法中正確的是（）

a．如果沒有摩擦力和空氣阻力,，該裝置就能永不停息地轉(zhuǎn)動(dòng),，并在不消耗能量的同時(shí)不斷地對(duì)外做功．

b．如果沒有摩擦力和空氣阻力，忽略碰撞中的能量損耗,，給它一個(gè)初速度,，它能永不停息地轉(zhuǎn)動(dòng)，但在不消耗能量的同時(shí),，并不能對(duì)外做功．

c．右邊所有小球施加于輪子的動(dòng)力矩并不大于左邊所有小球施于輪子的阻力矩,，所以不可能在不消耗能量的同時(shí)，不斷地對(duì)外做功．

d．在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)比較發(fā)達(dá)的今天,，這種裝置可以永不停息地轉(zhuǎn)動(dòng),，在不消耗其它能量的基礎(chǔ)上，還能源源不斷地對(duì)外做功．

解析：該設(shè)計(jì)中,，當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),，雖然右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠(yuǎn)些,，但是右邊小球的個(gè)數(shù)總比左邊的少，實(shí)際上右邊所有小球施加于輪子的動(dòng)力矩等于左邊所有小球施于輪子的阻力矩,，輪子在不受到外力作用時(shí)將保持平衡狀態(tài)．如果沒有摩擦力和空氣阻力,，且忽略碰撞中的能量損耗，給輪子一個(gè)初速度,，輪子就能依靠慣性永不停息地轉(zhuǎn)動(dòng),。故正確答案為bc。

二,、風(fēng)力“永動(dòng)機(jī)”

例2 利用牛頓第三定律,，有人設(shè)計(jì)了一種交通工具，如圖2所示,，在平板車上裝了一個(gè)電風(fēng)扇,，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)吹出的風(fēng)全部打到豎直固定在小車中間的風(fēng)帆上，靠風(fēng)帆受力而向前運(yùn)動(dòng),，對(duì)這種設(shè)計(jì),，下列分析中正確的是（）

a．根據(jù)牛頓第二定律，這種設(shè)計(jì)能使小車運(yùn)行

b．根據(jù)牛頓第三定律,，這種設(shè)計(jì)能使小車運(yùn)行

c．這種設(shè)計(jì)不能使小車運(yùn)行,，因?yàn)樗`反了牛頓第二定律

d．這種設(shè)計(jì)不能使小車運(yùn)行，因?yàn)樗`反了牛頓第三定律

解析：風(fēng)扇吹出的風(fēng)對(duì)風(fēng)帆有向前的作用力,，風(fēng)又給風(fēng)扇一個(gè)向后的作用力,，因此對(duì)于整個(gè)裝置而言，作用力和反作用力都是內(nèi)力,，小車不會(huì)運(yùn)動(dòng),，故選d．

三、浮力“永動(dòng)機(jī)”

例3 有人設(shè)計(jì)了如圖3所示的“浮力永動(dòng)機(jī)”,。永動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)繩上均勻地固定了許多密度小于水的小球,，容器底部的管道內(nèi)徑與小球直徑相等，并為光滑配合,。設(shè)計(jì)者認(rèn)為,，左邊容器里的小球受到浮力的作用向上運(yùn)動(dòng)，管道中的小球也將被帶著向上運(yùn)動(dòng),，一旦這個(gè)小球要升出管道,，其下的一個(gè)小球就會(huì)進(jìn)入管道而不使水漏出，因此永動(dòng)機(jī)將永不休止地順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),。找一只塑料瓶,，把瓶底去掉，倒置。再取3至4只乒乓球,，用一根線從它們的直徑穿過，均勻地分布于線上,，并用膠水粘牢,。按圖4所示把線的上、下端固定,，在容器中注滿水,，然后把線的下端剪斷，看看這些球是否能在浮力的作用下向上運(yùn)動(dòng),？正確分析和解釋你所見到的現(xiàn)象,，這種永動(dòng)機(jī)的荒謬之處也就揭露出來了。

解析：這種浮力永動(dòng)機(jī)像所有的“永動(dòng)機(jī)”一樣是不可能工作的,。浮力是依靠上下壓力差形成的,，如圖5所示，設(shè)小球體積為而球3呢,？它的上壓強(qiáng)為,，球

1、球2所受的浮力為,，它的下壓強(qiáng)

,。故：，圓柱．即等于以小球中心截面為底的,，以h3為高的圓柱所排開的水受的重力．很顯然,，f1＋f2不會(huì)大于f3，整個(gè)系統(tǒng)將向下運(yùn)動(dòng),，直到容器中的水流完為止,。

四、磁力“永動(dòng)機(jī)”

例4 17世紀(jì)70年代,，英國捷斯特城的主教約翰·維爾金斯設(shè)計(jì)了一種磁力永動(dòng)機(jī),，其結(jié)構(gòu)如圖6所示，在斜面頂端放一塊強(qiáng)磁鐵m,，斜面上,、下端各有一個(gè)小孔p、q,，斜面下有一個(gè)連接兩個(gè)小孔的彎曲軌道,。維爾金斯認(rèn)為：如果在斜坡底放一個(gè)鐵球，那么在磁鐵的引力作用下,，鐵球會(huì)沿斜面向上運(yùn)動(dòng),，當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到p孔時(shí)，它會(huì)漏下，再沿著彎曲軌道返回到q,，由于這時(shí)球具有速度可以對(duì)外做功,。然后又在磁鐵的吸引下回到上端，到p處又漏下,，對(duì)于這個(gè)設(shè)計(jì),，下列判斷中正確的是（）

a．滿足能量守恒定律，所以可行

b．不滿足熱力學(xué)第二定律,，所以不可行

c．不滿足機(jī)械能守恒定律,，所以不可行

d．不滿足能量守恒定律，所以不可行

解析：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,，如果把上面的磁鐵取走,，則小球第一次從上面的p孔掉下來，對(duì)外做功后,，小球就不能再回到p孔,，小球之所以能對(duì)外做功，是依靠磁鐵不斷對(duì)小球做功,，所以這個(gè)設(shè)計(jì)違背了能量守恒定律,，所以是不可行的，選項(xiàng)d正確,。

五,、電場(chǎng)“永動(dòng)機(jī)”

例5 有人設(shè)計(jì)了一種如圖7所示的機(jī)器：兩根相互垂直的剛性絕緣細(xì)桿，相交于桿的中點(diǎn),，位于豎直平面內(nèi),，桿的端點(diǎn)上各有一帶正電的小球a，b,，c,，d。一水平的固定轉(zhuǎn)軸pp’通過兩桿的交點(diǎn)與兩桿固定連接,。轉(zhuǎn)軸的一端有一皮帶輪,，通過皮帶可帶動(dòng)別的機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)，兩桿與其端點(diǎn)的帶電小球處在一方向與x軸平行的靜電場(chǎng)中,，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小隨y而改變,，可表示為e＝。在y＝0處,，場(chǎng)強(qiáng)e＝0,；在y＞0的區(qū)域，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向,，其大小隨y的增大而增大,；在y＜0的區(qū)域,，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向，場(chǎng)強(qiáng)的大小隨|y|的增大而增大,。由于桿端的帶電小球受到靜電場(chǎng)的作用,，相互垂直的桿將繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與軸連接的皮帶輪通過皮帶就能帶動(dòng)其它機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn),。設(shè)計(jì)者斷言他可以實(shí)現(xiàn)一種不需要提供能量又能不斷對(duì)外做功的永動(dòng)機(jī)．你認(rèn)為這種機(jī)器可能實(shí)現(xiàn)嗎,？為什么？如認(rèn)為不能實(shí)現(xiàn),，則指出其設(shè)計(jì)中存在何種錯(cuò)誤，并說明理由,。

解析：根據(jù)能量守恒定律,，任何一部機(jī)器，可以使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,，但不能無中生有地創(chuàng)造能量,，所以想要實(shí)現(xiàn)一種不需要向它提供能量但又能不斷地對(duì)外做功的永動(dòng)機(jī)是不可能的。題中設(shè)計(jì)方案的錯(cuò)誤之處在于設(shè)想的靜電場(chǎng)是不可能存在的,。理由如下：假設(shè)空間中存在這樣的電場(chǎng),，即該電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行，但相鄰電場(chǎng)線的距離不等,，如圖8所示．根據(jù)等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直,，可在該電場(chǎng)中找到兩個(gè)等勢(shì)面，圖中的則 與平行,，距離設(shè)為d,，由題意知：

與，由此得到 間電勢(shì)差間電勢(shì)差

,；

,；

；

,；

顯然這樣的靜電場(chǎng)是不存在的,。

六、放射性永動(dòng)機(jī)

例6 如圖9所示的裝置是一位物理學(xué)家設(shè)計(jì)的一種使用放射性元素釷的“永動(dòng)機(jī)”,。它是在密閉的玻璃球殼1中,，放入玻璃管2，將具有放射性的釷鹽3密封在玻璃管中,，4是兩片彼此緊靠的金屬箔,，5是貼在玻璃球殼內(nèi)側(cè)的金屬板，金屬板接地,。這個(gè)裝置之所以稱為“永動(dòng)機(jī)”,，是當(dāng)兩片金屬箔吸收到放射線而帶同種電荷時(shí)將不停地排斥,，每次排斥時(shí)向左右張開，觸到金屬板的內(nèi)壁,，立即收回,，如此往復(fù)，形成金屬箔的“永動(dòng)”,。下列說法中正確的是（）

a．金屬箔是由于吸收到α射線而張開的b．金屬箔是由于吸收到β射線而張開的c．此裝置可看作是第一類永動(dòng)機(jī)

d．此裝置可看作是第二類永動(dòng)機(jī)

解析：放射性元素釷具有β放射性,，出射的粒子──電子被金屬箔所吸收，金屬箔帶上同種電荷,，互相排斥,，金屬箔張開。隨著放射性元素釷不斷地進(jìn)行β衰變,，它所提供的出射粒子──電子的數(shù)量將不斷減少,，所以這種裝置并非“永動(dòng)機(jī)”，故正確答案為b,。

結(jié)語：科學(xué)在不斷進(jìn)步,，永動(dòng)機(jī)的研究卻從來沒有停止。中國乃至世界不知有多少民間科學(xué)家甚至專家,，學(xué)者,，教授，花費(fèi)了大量寶貴的時(shí)間,、金錢,、心血來堅(jiān)持不懈地尋找這樣一種不存在的事物，不能不令人扼腕,。他們之中當(dāng)然也不乏別有用心的騙子,，常見的手法是出售或轉(zhuǎn)讓他的“永動(dòng)機(jī)圖紙”、“永動(dòng)機(jī)技術(shù)”等等,。其實(shí),，只要一些最最基本的物理學(xué)常識(shí)，就可以識(shí)破這種騙術(shù),。

澳洲永駐篇四

永動(dòng)機(jī)主題公園

李樹森

永動(dòng)機(jī)是指不消耗能量而能永遠(yuǎn)對(duì)外做功的機(jī)器,，它是違反能量守恒的永不停止運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。它不使用任何自然能源,，無中生有地得到無限多的動(dòng)力,。在人們還沒有掌握自然的基本規(guī)律時(shí)，這種想法曾經(jīng)引誘許多有杰出創(chuàng)造才能的人,，他們付出了大量的智慧和勞動(dòng),，追求這種夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)。但是,，歷經(jīng)800多年,，到現(xiàn)在永動(dòng)機(jī)還未能發(fā)明,，沒有任何一部永動(dòng)機(jī)被實(shí)際地制造出來，也沒有任何一個(gè)永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案能承受住科學(xué)的審查,。

永動(dòng)機(jī)沒有被實(shí)際地制造出來,，但是，卻留下了大量的設(shè)計(jì)方案,，李樹森認(rèn)為,，這些方案是一筆財(cái)富，方案可以復(fù)制成實(shí)體的不永動(dòng)的或永動(dòng)的機(jī)械,，他萌生了在國內(nèi)某一個(gè)地區(qū)創(chuàng)建“永動(dòng)機(jī)主題公園”的創(chuàng)意,，要通過永動(dòng)機(jī)主題公園的運(yùn)作方式，將各個(gè)歷史時(shí)期具有代表性的永動(dòng)機(jī)的樣品展示出來,，讓人們看到永動(dòng)機(jī)的發(fā)展雛形,，看到永動(dòng)機(jī)跨越的時(shí)光，看到人們對(duì)永動(dòng)機(jī)的癡迷,，看到人們的愚昧,，看到人們的智慧,，看到人們的創(chuàng)新能力,，供游客參觀回味，供游客了解永動(dòng)機(jī)的發(fā)展史,。

下面,，結(jié)合創(chuàng)意人對(duì)永動(dòng)機(jī)主題公園的認(rèn)識(shí)程度，對(duì)該園的發(fā)展作初步描述,。

一.定位

1.高起點(diǎn),。永動(dòng)機(jī)主題公園的規(guī)模達(dá)到國內(nèi)一流水平。

2.高吸引力,。永動(dòng)機(jī)主題公園對(duì)游客的吸引力達(dá)到國際一流水平,。

3.可持續(xù)。永動(dòng)機(jī)主題公園的服務(wù)年限超過200年,，祖先留下了長城,、故宮和頤和園，使北京市民常年享受福利,，擁有穩(wěn)定的財(cái)源收入,，我們?yōu)楹蟠粝乱蛔黝}公園，也是在增加一條長遠(yuǎn)的財(cái)源通道,。

4.少辯論,。在園區(qū)的企業(yè)文化中，對(duì)永動(dòng)機(jī)的過去,、現(xiàn)在和將來不作平判,。

二.目標(biāo)

1.永動(dòng)機(jī)主題公園的規(guī)模能夠游客參觀一天,。

2.使永動(dòng)機(jī)主題公園的營業(yè)收入能夠保持公園的良好運(yùn)營，具有盈利能力,，再擴(kuò)建能力,。

三.目的1.為建園地區(qū)增添一處具有獨(dú)到和創(chuàng)新特色的旅游景點(diǎn)，吸引更多的人到永動(dòng)機(jī)主題公園來觀光,，提高旅游產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)匯能力,。

2.利用人們對(duì)永動(dòng)機(jī)主題公園的欣賞、探密,、評(píng)論,、批判、爭(zhēng)論等行為,，增添人們對(duì)永動(dòng)機(jī)主題公園的關(guān)注度,，吸引更多的高端揭密人員到園區(qū)調(diào)研、吸引更多的積極

維護(hù)能量守恒定律權(quán)威和尊嚴(yán)的科技人員到園區(qū)調(diào)研,，擴(kuò)大爭(zhēng)議程度,，不怕被誤解，使贊同方和反對(duì)方等各種人群都成為主題公園的游客,。

3.將永動(dòng)機(jī)3個(gè)字占為己有,。永動(dòng)機(jī)三字歷史悠久，文化底蘊(yùn)深厚,，它的發(fā)展經(jīng)歷是失敗連著失敗,，但圍繞著對(duì)失敗原因的探索，又衍生了認(rèn)知自然規(guī)律的新概念,，我們不能把永動(dòng)機(jī)當(dāng)做失敗和愚昧的代名詞,，可以考慮注冊(cè)永動(dòng)機(jī)主題公園的商標(biāo)權(quán)，在國內(nèi)保持這一品牌的唯一性,，這將是投資方的偏得,，可以考慮由永動(dòng)機(jī)主題公園的運(yùn)營商，申請(qǐng)各個(gè)新推出永動(dòng)機(jī)的外觀專利權(quán),，保持各種重點(diǎn)造型的壟斷能力,，力爭(zhēng)長期保持園區(qū)的新穎性和獨(dú)特性。

4.使參觀永動(dòng)機(jī)主題公園的青少年,，見識(shí)到多種多樣的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),，開闊視野，提高想象力,，學(xué)會(huì)創(chuàng)造能力,。

四.特點(diǎn)

1.園區(qū)內(nèi)分布的永動(dòng)機(jī)歷史悠久,形成多種版本的傳說，這樣,，可以根據(jù)人們喜好和需要,，整理出不同版本的歷史小故事,，增添園區(qū)的歷史和文化內(nèi)涵。

2.內(nèi)容充實(shí)豐富,。在園區(qū)內(nèi),，既有13世紀(jì)的永動(dòng)機(jī)，又有21世紀(jì)的永動(dòng)機(jī),，在取力方式上涉及有重力,，浮力，永磁力,，慣性,，彈力，靜壓力等,，充分體現(xiàn)人們研制永動(dòng)機(jī)的多樣性,。

澳洲永駐篇五

永動(dòng)機(jī)幻想的破滅

10010426:楊仲豪

內(nèi)容提要：本文從永動(dòng)機(jī)的概念、歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過的永動(dòng)機(jī)以及永動(dòng)機(jī)幻想破滅的原因等幾個(gè)方面描述永動(dòng)機(jī)從出現(xiàn)到破滅的整個(gè)過程,，最后得出我們從中應(yīng)吸取的教訓(xùn).關(guān)鍵詞：永動(dòng)機(jī),、幻想、熱力學(xué)第一定律,、熱力學(xué)第二定律

引言：

人類的歷史需要感謝那些在科學(xué)研究上做出科學(xué)貢獻(xiàn)的人,，因?yàn)樗麄兊难芯咳祟惿鐣?huì)才能更加地先前發(fā)展。我們今天能過上如此舒服的生活就更是的感謝他們了,！當(dāng)然在科學(xué)研究中同樣會(huì)遇到歧路,，而在近代永動(dòng)機(jī)便是一條讓眾多有杰出創(chuàng)造才能的科學(xué)家一去不復(fù)返的歧路,。我們也在物理課中對(duì)永動(dòng)機(jī)有過一點(diǎn)了解,，不過接下來就讓我們更深入地了解一下永動(dòng)機(jī)幻想的破滅。

一,、永動(dòng)機(jī)是什么

首先我們先了解一下永動(dòng)機(jī)的概念：永動(dòng)機(jī)是指違反熱力學(xué)基本定律的永不停止運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī),。

不過現(xiàn)在有人認(rèn)為永動(dòng)機(jī)這個(gè)名詞不是很恰當(dāng)，他們說：“如飛輪之類,，一旦開始運(yùn)動(dòng),，若無摩擦阻力作用，是可以永久繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去的,，這在實(shí)際上雖然不易實(shí)現(xiàn),，但是在道理上說得通，可以看作一種實(shí)際的極限情況,?！彼麄冞€認(rèn)為：“所謂永動(dòng)機(jī)并不是指這種情況，不是試圖去保持永恒的運(yùn)動(dòng),，而是期望在沒有外界能源供給,，即不消耗任何燃料和動(dòng)力的情況下,，源源不斷地得到有用的功?！笔聦?shí)上,，這種說法還是很有道理的。在時(shí)代的發(fā)展中曾經(jīng)出現(xiàn)了兩類永動(dòng)機(jī)：第一類永動(dòng)機(jī)是指某物質(zhì)循環(huán)一周回復(fù)到初始狀態(tài),，不吸熱而向外放熱或作功的機(jī)器,；第二類永動(dòng)機(jī)是從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響的熱機(jī)。

二,、永動(dòng)機(jī)想法的起源及出現(xiàn)過的永動(dòng)機(jī)

永動(dòng)機(jī)的想法起源于印度,，公元1200年前后，這種思想從印度傳到了伊斯蘭教世界,，并從這里傳到了西方,。在歐洲，早期最著名的一個(gè)永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案是十三世紀(jì)時(shí)一個(gè)叫亨內(nèi)考的法國人提出來的,。如圖所示：輪子中央有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸,，輪子邊緣安裝著12個(gè)可活動(dòng)的短桿，每個(gè)短桿的一端裝有一個(gè)鐵球,。方案的設(shè)計(jì)者認(rèn)為,，右邊的球比左邊的球離軸遠(yuǎn)些，因此,，右邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩要比左邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大,。這樣輪子就會(huì)永無休止地沿著箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動(dòng)下去，并且?guī)?dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng),。這個(gè)設(shè)計(jì)被不少人以不同的形式復(fù)制出來,，但從未實(shí)現(xiàn)不停息的轉(zhuǎn)動(dòng)。仔細(xì)分析一下就會(huì)發(fā)現(xiàn),，雖然右邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩大,，但是球的個(gè)數(shù)少，左邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩雖小,，但是球的個(gè)數(shù)多,。于是，輪子不會(huì)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去而

對(duì)外做功,，只會(huì)擺動(dòng)幾下,，便停下來。

達(dá)·芬奇的永動(dòng)機(jī)

后來,，文藝復(fù)興時(shí)期意大利的達(dá)·芬

奇（leonardo da vinci,，1452-1519）也造

了一個(gè)類似的裝置，他設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為，右邊的重球比左邊的重球離輪心更遠(yuǎn)些,，在兩

邊不均衡的作用下會(huì)使輪子沿箭頭方向轉(zhuǎn)

動(dòng)不息,，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是否定的。達(dá)·芬

奇敏銳地由此得出結(jié)論：永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的,。事實(shí)上,，由杠桿平衡原理可知，上面兩個(gè)設(shè)計(jì)中,，右邊每個(gè)重物施加于輪子的旋轉(zhuǎn)作用雖然較大,，但是重物的個(gè)數(shù)卻較少。精確的計(jì)算可以證明,，總會(huì)有一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢?，使左右兩?cè)重物施加于輪子的相反方向的旋轉(zhuǎn)作用（力矩）恰好相等，互相抵消,，使輪子達(dá)到平衡而靜止下來,。

斯特爾的永動(dòng)機(jī)

16世紀(jì)70年代，意大利的一位機(jī)械師斯特爾又提出了一個(gè)永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案,。他在設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為,，由上面水槽流出的水，沖擊水輪轉(zhuǎn)動(dòng),，水輪在帶動(dòng)水磨轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),，通過一組齒輪帶動(dòng)螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中,。他想,，整個(gè)裝置可以這樣不停地運(yùn)轉(zhuǎn)下去，并有效地對(duì)外做功,。實(shí)際上,，流回水槽的水越來越少，很快水槽中的水就全部流進(jìn)了下面的蓄水池,，水輪機(jī)也就停止了轉(zhuǎn)動(dòng),。

磁力永動(dòng)機(jī)

大約在1570年,，意大利有一位教授叫泰斯尼爾斯,，提出用磁石的吸力可以實(shí)現(xiàn)永動(dòng)機(jī)。他的設(shè)計(jì)如圖所示,，a是一個(gè)磁石,，鐵球c受磁石吸引可沿斜面滾上去，滾到上端的e處,，從小洞b落下,，經(jīng)曲面bfc返回，復(fù)又被磁石吸引,，鐵球就可以沿螺旋途徑連續(xù)運(yùn)動(dòng)下去,。大概他那時(shí)還沒有建立庫侖定律,，不知道電場(chǎng)力大小是與距離的平方成反比變化的，只要認(rèn)

真想一想,，其荒謬處就一目了然了,。

浮力永動(dòng)機(jī)

浮力也是設(shè)計(jì)永動(dòng)機(jī)的一個(gè)好幫手。下圖是一個(gè)著名的浮力永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案,。一連串的球,，繞在上下兩個(gè)輪子上，可以像鏈條那樣轉(zhuǎn)動(dòng),。右邊的一些球放在一個(gè)盛滿水的容器里,。設(shè)計(jì)者認(rèn)為，左邊如果沒有那個(gè)盛水的容器,，左右兩邊的球數(shù)相等,，鏈條是會(huì)平衡的。但是,，現(xiàn)在左邊這些球浸在水里,，受到了水的浮力，就會(huì)被水推著向上移動(dòng),，也就帶動(dòng)整串球繞上下兩個(gè)輪子轉(zhuǎn)動(dòng),。上面有一個(gè)球露出水面。下面就有一個(gè)球穿過容器底,，補(bǔ)充進(jìn)來,。這樣的永動(dòng)機(jī)也沒有制成，是不是因?yàn)橐旅娴那蚰軌蛲ㄟ^容器底,，而又不能讓水漏出來,，制造起來技術(shù)上有困難呢？技術(shù)上的困難并不是主要問題,，主要問題還是出在設(shè)計(jì)的原理上,。當(dāng)下面的球穿過容器底的時(shí)候，它和容器底一樣,，要承受上面水的壓力,，而且是因?yàn)樵谒淖钕虏浚运艿降膲毫艽?。這個(gè)向下的壓力,，就會(huì)抵消上面幾個(gè)球所受的浮力，這個(gè)水動(dòng)

機(jī)也就無法永動(dòng)了,。

此外,，人們還提出過利用輪子的慣性，細(xì)管子的毛細(xì)作用，電磁力等獲得有效動(dòng)力的種種永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案,，但都無一例外地失敗了。其實(shí),，在所有的永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中,，我們總可以找出一個(gè)平衡位置來，在這個(gè)位置上,，各個(gè)力恰好相互抵消掉,，不再有任何推動(dòng)力使它運(yùn)動(dòng)。所有永動(dòng)機(jī)必然會(huì)在這個(gè)平衡位置上靜止下來,，變成不動(dòng)機(jī),。從哥特時(shí)代起，這類設(shè)計(jì)方案越來越多,。17世紀(jì)和18世紀(jì)時(shí)期,，人們又提出過各種永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案，有采用“螺旋汲水器”的,，有利用輪子的慣性,、水的浮力或毛細(xì)作用的，也有利用同性磁極之間排斥作用的,。宮廷里聚集了形形色色的企圖以這種虛幻的發(fā)明來掙錢的方案設(shè)計(jì)師,。有學(xué)識(shí)的和無學(xué)識(shí)的人都相信永動(dòng)機(jī)是可能的。這一任務(wù)像海市蜃樓一樣吸引著研究者們,，但是,，所有這些方案都無一例外的以失敗告終。他們長年累月地在原地打轉(zhuǎn),，創(chuàng)造不出任何成果,。

在制造第一類永動(dòng)機(jī)的一切嘗試失敗之后，一些人又夢(mèng)想著制造另一種永動(dòng)機(jī),，希望它不違反熱力學(xué)第一定律,，而且既經(jīng)濟(jì)又方便。比如,，這種熱機(jī)可直接從海洋或大氣中吸取熱量使之完全變?yōu)闄C(jī)械功,。由于海洋和大氣的能量是取之不盡的，因而這種熱機(jī)可永不停息地運(yùn)轉(zhuǎn)做功,，也是一種永動(dòng)機(jī),。同樣有很多人在這種永動(dòng)機(jī)上撞的頭破血流，有很多的想法被提出,，在這里也就不再做過多的闡述了。

三、永動(dòng)機(jī)無法出現(xiàn)的原因

在那個(gè)時(shí)代,，有許許多多有能力,、有才華的科學(xué)家在永動(dòng)機(jī)上撞的頭破血流，他們一次又一次的努力著,、嘗試著,，但迎接他們的知識(shí)一次次的失敗。在這個(gè)過程中,，有一些人從瘋狂中清醒了,，他們開始重新審視自己研究的這個(gè)項(xiàng)目，他們開始認(rèn)識(shí)到從用力學(xué)方法不可能制成永動(dòng)機(jī),，他們開始試圖用科學(xué)方法檢驗(yàn)永動(dòng)機(jī)想法的可能性,。隨著熱力學(xué)第一、第二定律的發(fā)現(xiàn),，永動(dòng)機(jī)的幻想徹底破滅了,！

（1）第一類永動(dòng)機(jī)幻想的破滅

熱力學(xué)第一定律的發(fā)現(xiàn)從理論上證明了第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制造出來的。

大量的實(shí)驗(yàn)表明,，要使一個(gè)系統(tǒng)的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化（如使物體的溫度升高或物態(tài)變化）,，既可以通過做功的方式，也可以通過加熱的方式,。一般地說,，自然界實(shí)際發(fā)生的熱力學(xué)過程往往是上述兩類基本過程的綜合，即系統(tǒng)既發(fā)生宏觀位移而做功,，又由于存在溫度差而與外界交換熱量,。如果以a表示系統(tǒng)對(duì)外界做的功，q表示外界傳給系統(tǒng)的熱量,，△e為系統(tǒng)內(nèi)能的增量,，則：q=△e+a；

這也就是熱力學(xué)第一定律常用的一種表達(dá)式,。

而第一類永動(dòng)機(jī)是指某物質(zhì)循環(huán)一周回復(fù)到初始狀態(tài),，不吸熱而向外放熱或作功的機(jī)器。即在循環(huán)一周期的過程中有：△e=0,；q=0;a>0,。

從此我們可以得出第一類永動(dòng)機(jī)是不符合熱力學(xué)第一定律的，也就證明了第一類永動(dòng)機(jī)的無法實(shí)現(xiàn),！

（2）第二類永動(dòng)機(jī)幻想的破滅

在第一類永動(dòng)機(jī)失敗后,，第二類永動(dòng)機(jī)的構(gòu)想又被人提了出來。第二類永動(dòng)機(jī)的設(shè)想比之前的第一類永動(dòng)機(jī)更具有欺騙性,，甚至于在1881年美國人約翰·嘎姆吉設(shè)計(jì)的零永動(dòng)機(jī)居然引起了美國海軍的高度重視,。不過偽科學(xué)畢竟是偽科學(xué),，只要我們牢記真理，那么不論它的形式多么具有迷惑性我們也可以拆穿它,！而熱力學(xué)第二定律就是拆穿第二類永動(dòng)機(jī)的一把寶劍,！下面我就先具體介紹一下熱力學(xué)第二定律。

熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)定律之一,，是指熱永遠(yuǎn)都只能由熱處轉(zhuǎn)到冷處,。

rudolph clausius）和英國人開爾文（lord kelvin）在熱力學(xué)第一定律建立以后重新審查了卡諾定理，意識(shí)到卡諾定理必須依據(jù)一個(gè)新的定理,，即熱力學(xué)第二定律,。他們分別于1850年和1851年提出了克勞修斯表述和開爾文表述。這兩種表述在理念上是相通的,。

克勞修斯表述： 不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化,。

開爾文表述： 不可能從單一熱源取熱，使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓?這是從能量消耗的角度說的,，它說明第二類永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的）,。

當(dāng)然熱力學(xué)第二定律不是憑空想出來的，它是通過幾代科學(xué)家的觀察,、實(shí)驗(yàn),、論證的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的。雖然從微觀上理解,，熱力學(xué)第二定律是涉及大量分子的運(yùn)動(dòng)的無序性變化的規(guī)律,，也就是說它就是一條統(tǒng)計(jì)規(guī)律。所以它只適用于大量分子的集體,。由于宏觀熱力學(xué)過程總涉及大量的分子,，對(duì)他們來說，熱力學(xué)第二定律總是正確的,。也正因?yàn)檫@樣,，它就成了自然科學(xué)中最基本而又最普遍的規(guī)律之一。

現(xiàn)在我們?cè)倏吹诙愑绖?dòng)機(jī),，它是從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響的熱機(jī),。這明顯就和開爾文表述相悖，也就說明了第二類永動(dòng)機(jī)的無法實(shí)現(xiàn),！

四,、我們從中吸取的教訓(xùn)

首先我們必須贊揚(yáng)那些極具創(chuàng)造能力的人，正是在他們的不懈努力下,，一個(gè)個(gè)創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)才出現(xiàn)在人類社會(huì)中,，是他們的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了整個(gè)人類社會(huì)的發(fā)展，是他們創(chuàng)造了人類輝煌的明天,！當(dāng)然在科學(xué)發(fā)展的道路上也并非是一帆平坦,，在科學(xué)發(fā)展相對(duì)落后的時(shí)代,，在當(dāng)時(shí)社會(huì)環(huán)境的影響下，即使是多么天才的人,，他們對(duì)某些事物的認(rèn)知也會(huì)出現(xiàn)不可避免的偏差,，從而導(dǎo)致他們走上歧路,。我們不能因?yàn)樗麄円粫r(shí)的錯(cuò)誤就對(duì)他們百般指責(zé)甚至是徹底否定,，畢竟人無完人！我們不能忽略他們已然做出的貢獻(xiàn),，畢竟我們或許還不如他們,！當(dāng)然有許許多多的人走進(jìn)了歧路，可是還是有很多的人最終走上了正確的道路,，他們或許一直走在正確的道路上或許是從歧路上回來的,，他們繼續(xù)努力著，將自己的一生都徹底地奉獻(xiàn)在科學(xué)的發(fā)展上,！

說到這里我想說一點(diǎn)別的東西,，在寫這篇論文的過程中我上網(wǎng)查資料的時(shí)候有一個(gè)讓我感到震驚的事情：在網(wǎng)上有很多人聲稱自己造出了永動(dòng)機(jī)，還有一些人為了制造永動(dòng)機(jī)耗盡自己的一生積蓄,，這些事情都讓我感到費(fèi)解,。我想說的是人無論做什么事情都要有客觀可能性根基，古往今來,，不知有多少人設(shè)想過制造永動(dòng)機(jī),，期望機(jī)器一經(jīng)開動(dòng)，不需補(bǔ)充任何能量就永遠(yuǎn)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)下去,。但是,，這種設(shè)想沒有客觀根據(jù)，因而是永遠(yuǎn)也不可能實(shí)現(xiàn)的,。英國著名科學(xué)家焦耳年輕時(shí)有過一段追求永動(dòng)機(jī)的經(jīng)歷,，失敗以后得出結(jié)論說：“不要永動(dòng)機(jī)，要科學(xué)”,。他踏上科學(xué)道路以后,，終于在熱力學(xué)方面作出了貢獻(xiàn)。一切在科學(xué)研究和實(shí)際工作中希望獲得成功的人們,，都應(yīng)該做那些有可能性的事情,，不要把那些根本不可能的東西當(dāng)作可能的東西去追求。否則,，就會(huì)誤入歧途,，白白浪費(fèi)時(shí)間和精力。牛頓在這方面留下過深刻的教訓(xùn),。早年他按可能性辦事,，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,，在自然科學(xué)上取得許多輝煌的成就。但在晚年,，他感到了困惑：物體在不受外力作用時(shí),，靠慣性運(yùn)動(dòng)；那么,，使物體開始運(yùn)動(dòng)的第一次外力從哪里來,？于是，他竟提出了“上帝第一推動(dòng)”的謬說,，追求沒有可能性的宇宙第一推動(dòng)力研究,，結(jié)果浪費(fèi)了時(shí)間，留下了笑柄,。

五,、結(jié)語

第一、二類永動(dòng)機(jī)的失敗向我們揭示出了一個(gè)普遍的真理,，那就是我們無論做什么事情首先都得符合客觀自然規(guī)律,，要想前進(jìn)就得先選擇一條正確的道路并堅(jiān)定不移地走下去！

參考文獻(xiàn)：

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