朋友們，大家好！

今天來聊聊永動機的話題。

永動機的想法最早起源于印度。公元1200年前後，這一設想傳入伊斯蘭教世界，并從那裡傳到了西方。從此，永動機一直激發着全世界科學家、發明家及愛好者的創造力。

事到如今，很多人依然對它非常癡迷。這一切都要歸功于它是一種不需要外界輸入能量或者隻需要一個初始能量就可以永遠做功的機器——永動機。如果這個設想變成現實的話，将給人類帶來很多巨大的好處。

然而，重要的是我們應該意識到永動機并不是大多數人想象的那樣，很多人并不清楚這背後到底有什麼意義。在人們的想象中，永動機是一種機械裝置，它可以不停地自動運轉，幫助人類做一些簡單而有意義的事情。

嗯，事情顯然沒那麼簡單，如果永動機可以制造出來的話，那麼它一定是一個更高級的颠覆性的東西。因為從現有的物理定律來看，它違反能量守恒定律和熱力學定律。

說到永動機，所有的基本定義都是一個想象中的機械裝置，它可以無限期地運行。最重要的是，它的工作效率必須超過 100%。換句話說，它工作時釋放的能量必須大于它工作時所消耗的能量。這是第一類永動機概念。

還有第二類永動機概念。這種機制是從高溫熱庫（例如鍋爐）吸取熱量後并将其完全轉化為工作能量。根據定義，這種類型的永動機是不可能的，因為它與熱力學第一定律和熱力學第二定律相矛盾，且機械能與内能的轉化具有方向性：機械能可以轉化内能，但内能卻不能全部轉化為機械能。

順便說一個故事，英國科學家焦耳也曾被永動機這一“奇妙”的發明所吸引，并為此做了一二十年的實驗，但最後他留給後世的并不是永動機，而是證明永動機不可能的“熱功當量定律”，這應該算是研究永動機得到的最有價值的意外收獲。

這家夥運轉了大約136億年，但也不能算“永動機”系統

在某種程度上，宇宙似乎是一個永動機系統，但事實并非如此。太陽遲早會熄滅，而在太空中運轉的其他行星、衛星、恒星甚至星系由于其他天體的吸引、熱輻射或引力波的作用，它們的動能終将逐漸消散。

在太空中，這種現象幾乎是察覺不到的，因為天體之間的距離和自身的體積都是非常巨大的，但仍然會有能量在不斷地損失。簡單地說，如果給地球無限的旋轉時間，那麼它遲早會停止的。

在實際生活中，如果給發動機無限的運轉時間，它遲早都會停止運轉。因此，要保持發動機永遠運轉，其産生的能量必須大于消耗的能量，即使其産生的能量比輸入的能量多出微不足道的千分之一，它都能夠為自己提供足夠的“燃料”而永不停止的運轉，但現有物理定律訴我們，這是完全不可能的。

世界上已經有無數人在嘗試制造永動機，并提出了各種各樣的設計方案，但最終都沒有取得成功。

第一台永動機概念

衆所周知，人類的探索腳步從未曾停止過。在任何行業都有勇敢的創新者，他們即使面對困難和質疑也敢于大膽地提出新的概念和方向，這可能就是人類不斷進步的原始動力吧。

印度數學家巴斯卡拉（Bhaskara）是“永動機制造”的先驅者。在他的手稿中首次提到了永動機，這些手稿可以追溯到十二世紀。

這就是第一台永動機的概念。

在這些手稿中，數學家描述了一種機制，該機制将裝有水銀或其他液體的管子放置在輪子的圓周上，讓液體在管子内自由流動來驅動輪子運轉。由于輪子一側的液體總是遠離其中心，因此該設計看起來似乎很有希望。

實際上，這樣的裝置是行不通的。因為輪子在運轉過程中，每個管子及液體的不同位置最終會平衡系統，直到輪子停止旋轉。

Bhaskar 永動機的變體之一

巴斯卡拉（Bhaskara）的追随者建議使用自由滾動的鋼珠通過改變其位置來驅動這個裝置而不是用液體。當然，這些項目也沒有取得成功，而随着時間的推移，永動機的最初想法開始被其他想法所取代。

阿基米德永動機概念

事實上，阿基米德本人并沒有發明和制作任何永動機，但他卻發現并制定了一項原理：浸在流體内的物體會受到流體豎直向上托起的作用力。沒錯，它就是浮力。每個曾經将球、浮漂或其他充氣物體扔到水中的人都熟悉這條定律，它在人們的日常生活中随處可見。

根據該原理，創造者們對永動機又有了新的概念和設想。因為比水還輕的東西被水垂直向上托起來，所以浮力原理也被他們拿來制作永動機系統。制作方式如下：将球放入系統中，使其浮出水面并旋轉發動機。

阿基米德浮力概念永動機

問題是，在這個封閉系統中，球必須循環往複地進入水箱中，這需要的能量大于浮出水面的能量。通俗一點說：就是球進入水箱的阻力比浮力大，所以該系統幾乎會立即達到能量平衡并停止運轉。

磁力永動機概念

磁力永動機的設計概念，咋一看，系統結構簡單又巧妙，似乎是一個可行的方案，但事實上也是行不通的。因為一塊磁鐵（即使是最好的磁鐵）不可能無限地提供能量，它的磁力會随着時間的推移而不斷減弱，最終會徹底消失。

随着钕磁鐵的出現，癡迷于永動機的發明者又用了全新的想法，他們試圖用钕磁鐵制造一個全新的永動機系統。其中，有個叫邁克爾·布雷迪的永動機愛好者甚至制造了一個引擎系統并申請了專利，但它并不是一個真正永恒的引擎系統。

磁力永動機概念

這個概念的關鍵是，磁鐵吸引旋轉輪上的反應部件，使系統運轉。雖然設計簡單明了，但即使不考慮摩擦損失并将系統置于真空中，發動機仍然不會永遠持續運轉，因為磁鐵會随着時間的推移而失去其特性。

平衡式永動機概念

永動機的另一個概念版本涉及使用偏置系統。在這個系統中，懸挂在鍊條上的物體必須牽引整個結構運轉。

平衡式永動機概念

這種構造是由荷蘭數學家西蒙·史蒂文 (Simon Stevin) 提出的：将14 個球串聯成一個閉環鍊子，且必須使它穿過三棱柱。根據這個想法，三棱柱長邊一側有4個球而短邊一側有2個球，它們會拉動整個系統運轉。在這種情況下，理論上在下方懸挂的球不參與該過程，它們是平衡的，不應幹擾三棱柱上鍊子的運轉。

這看起來很棒也很合乎邏輯，但由于系統長邊一側的坡度更小，因此這一側球的重力分量會更少。結果可想而知，最終系統将達到能量平衡而停止運轉。

後來，史蒂文還研究了滑輪組的平衡和流體靜力學的問題。在《靜力學原理》一書中，使用了平行四邊形定則，提出了永動機不可能原理。

這并不是永動機，隻是一個玩具，因為動能會丢失。

一方面，從人類當前的理論來看：創造永動機是不可能的。因為它違反了幾個世紀以來人類制定和測試通過的許多物理定律。系統運動産生的能量不可能超過系統運動所消耗的能量。

如果是這樣呢？非常有意思的設想

但另一方面，許多以前被認為是不可能的事情，後來都變成了現實。誰知道呢？

如果人類還沒有能夠發現過去科學家制定的理論中的根本性錯誤怎麼辦？亦或是有新的颠覆性的科學理論發現呢？

例如：物理學家發現了自然的第五種力量，它将給人類帶來什麼？

例如：物理學家首次發現光子轉化為物質

例如：在宇宙中，物質比反物質多的奧秘即将揭曉

等等，畢竟一切事物都是在不斷發展變化的。

總之，如果朋友們想親自動手試試制作一個“永動機”，那就大膽地試試吧！在科學探索的道路上，沒有注定誰是一定會成功的。如果朋友們不想這樣做，但可以在文章的評論區分享自己的想法。

（本文完結）

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