在這個世界上，除了穿越時空，我相信還有一個幻想的機器令人好奇和着迷，那就是永動機。

從古至今，關于永動機的想法和制造層出不窮，但是最終都以失敗告終。如果永動機能夠被制造出來，世界的能源問題将在一夜之間得到解決。顧名思義，永動機是一種永遠運動的機器。這意味着它永遠不會停止，永遠不會。為什麼永動機這麼難實現？還是說它根本是無法實現的？今天我們就來說說永動機。

說起永動機，曆史上不乏一些名人想制造出這種機器。比如被稱為全才的萊昂納多·達·芬奇，在他的精彩藝術作品中，除了最後的晚餐等等這些享負盛名的名畫之外，你還可以看到一些大大領先于他們時代的飛機草圖，還可以看到像奇怪的機器車輪，這些東西其實就是永動機的構想。

永動機就像是人類從時間的黎明之初就開始夢想的東西，那麼哪種永動機模型最接近成功？曆史上關于永動機最重要的發現之一是希臘工程師阿基米德在公元3世紀發現的。沒錯，著名的阿基米德原理就是他發現的，而他的門徒試圖希望以此為基礎建立一個永動機，他的構想是這樣的：

首先是一個裝有一半水的密閉容器，容易中間有一個沉重的負載，包含一個緊固件和一根金屬杆加上一個輪子和螺母的支架，使用所有這些材料建造一個阿基米德球體，像這樣在裡面澆水，理論上這個機構隻需要一次推力就可以開始永遠旋轉，因為負載總是将球向下拖動，然後球将被推出水面并保持運動狀态，因此問題在于金屬杆和水自身與容器玻璃之間的摩擦力最終将超過影響球的浮力。該機器将在幾分鐘内停止工作。

讓我們回到達芬奇的輪子，我們需要這個車輪裡在裡面安裝一些傾斜的杆滑道，用來裝十幾個金屬球，它們在運行過程中會保持滾動，并且總是朝着特定的方向傾斜輪子，但是前提是它必須有初始力來推動它。而且達芬奇在試圖制造這種裝置之前就已經發現了它的平衡性和天才性，仔細分析一下就會發現，雖然右邊每個球産生的力矩大，但是球的個數少，左邊每個球産生的力矩雖小，但是球的個數多。于是，輪子不會持續轉動下去而對外做功，隻會擺動幾下就會停止。因此達芬奇本人早已宣稱永動機不可能實現。

18世紀，法國科學家艾米莉·德·夏特爾提出了一個原理，說動能不能從無到有。這就成為了能量守恒定律的基礎，該定律指出，能量不能被創造，隻能在同一時間從一種形式轉化為另一種形式這意味着，如果沒有外部的支持，所有可能的機器遲早都會停止運轉，因此永動機是永遠用無法實現的。

但是那些發明家可不這麼認為，以蘇聯工程師瓦萊麗·杜達切夫設計的旋轉發動機為例，它基于一個大環形磁鐵和兩個帶有小磁鐵的圓盤，兩個磁極相同，相互排斥這使得軸旋轉，問題是，即使磁鐵也不能改變能量守恒定律，我們稱之為永磁體的那些永磁體仍然不能無限地産生能量，即使最好的永磁體也會在1000年内磨損。

盡管許多科學家和發明家都試圖制造永動機，但我們現在知道制造永動機是不可能的。為什麼?答案很簡單，因為它違反了熱力學第一定律。對永動機的研究一直持續到今天，盡管科學事實表明，由于我們宇宙的基本物理，建造一個真正的永動機是不可能的。為什麼?熱力學第一定律是能量守恒定律，它表示能量總是守恒的。這意味着它不能被創造或毀滅。相反，能量從一種形式轉變為另一種形式。為了使機器保持運動，所施加的能量應該保持在機器上而不産生任何損失。因此，永動機是不可能的。

從理論上講，要建造一台永動機，必須要克服許多問題。例如，由于會産生摩擦，機器必須沒有摩擦部件，從而導緻機器失去熱量。此外，機器必須在真空中操作，因為在其他地方操作機器意味着由于空氣摩擦而失去能量。聲音也是能量的一種形式，所以永動機不會發出任何聲音。

盡管上述事實應該清楚地說明為什麼永動機是不可能的，但為了便于讨論，讓我們假設我們能夠解決上述障礙，并實際制造出一台機器。即使我們可以，我們也不能從它中獲得持久的能量。能量隻會達到作為輸入或開始一個運動的量。在現實世界中，這個假想的機器隻是一種能量儲存裝置。記住，能量總是來自于某些東西。它永遠不能被創造出來。所以，即使你能制造一台機器，你也需要能量來開始運動。所有種種表明永動機是不存在的，你認為呢？

當然，科學總是在變化。曾經看起來不可能的事情現在已經成為可能，随着科學家對宇宙的發現越來越多，現在看起來不可能的事情在未來很可能成為可能。然而，要建造永動機，我們必須獲得新的知識，這些知識實際上打破了我們所知道的物理規則。

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