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第511章活水(下)
“经历了这么多的失败，他们还是不肯放弃？”王娜姐问。
“没有。”大哲说，“1775年，法国科学院宣布，本科学院以后不再审查有关永动机的一切设计。这说明在当时科学界，已经从长期所积累的经验中，认识到制造永动机的企图是没有成功的希望的。永动机的想法在人类历史上持续了几百年，这个想法被驳倒，不仅有利于人们正确的认识科学，也有利于人们正确的认识世界。能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移过程中，能量的总和不变，这就是能量守恒定律了。所以第一类永动机是不能做出来的。而能量的转化和转移是有方向的，就像热量可以自发的由热的物体转移到冷的物体，但不能自发的由冷的物体转移到热的物体，而不引起其他的变化，所以第二类永动机也是不能做出来的。还有人认为，根据牛顿第一定律，物体在不受力的作用的前提下，可以依靠惯性无休止的做匀速直线运动，于是想要在外太空实验。但是当时的科技并不允许这么做，而且牛顿还提出了万有引力定律，即自然界中任何两个物体都互相吸引。所以这个物体在运动很久之后——或者只有几分钟——就会停下来，也不能永远运动。”
“虽然经过许多人的辛劳，但事实证明他们无一例外地都归于失败。永动机是一种幻想，永远不可能成功，因为它违反了自然界最普遍的一个规律，这就是能量转化与守恒定律。著名科学家达·芬奇早在15世纪就提出过永动机不可能的思想，他曾设计过一种转轮，在转轮边沿安装一系列的容器，容器中充了一些水银，他想水银在容器中移动有可能使转轮永远地转动。但是经过仔细研究之后，得出了否定的结论。他从许多类似的设计方案中认识到永动机的尝试是注定要失败的。他写道：永恒运动的幻想家们！你们的探索何等徒劳无功！还是
去做淘金者吧！然而，15世纪以后的好几百年里面，制造永动机的活动却从未停止过。17世纪。英国有一个被关在伦敦塔下叫马尔基斯的犯人，他做了一台可以转动的永动机。转轮直径达4．3米，有四十个各重二十三千克的钢球沿转轮辐翼外侧运动，使力矩加大，待转到高处时。钢球会自动地滚向中心。据说，他曾向英国国王查理一世表演过这一装置。国王看了很是高兴，就****了他。其实这台机器是靠惯性来维持短时运动的。”
“这样的永动机还有很多。”大哲说起来滔滔不绝，“19世纪有人设计了一种特殊机构，它的臂可以弯曲。臂上有槽，小球沿凹槽滚向伸长的臂端，使力矩增大。转到另一侧，软臂开始弯曲，向轴心靠拢。设计者认为这样可以使机器获得转矩。然而，他没有想到力臂虽然缩短了。阻力却增大了，转轮只能停止在原地。1681年，英国有一位著名的医生弗拉德提出一个建议，利用阿基米德螺旋把水池的水提到高处，再让升高的水推动水轮机，水轮机除了带动水磨做功以外，还可使阿基米德螺旋转不断提水，如此周而复始，就可以无需担心天旱水枯了。一时间，响应他的人大有人在。形形色色的自动水轮机陆续提出，竟出现了研究热潮。还有意大利的一位教授泰斯尼尔斯，提出用磁石的吸力可以实现永动机。他的是一个磁石，一个铁球受磁石吸引可沿斜面滚上去。滚到上端，从小洞落下，经曲面返回，复又被磁石吸引，铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。大概他那时还没有建立库仑定律，不知道电场力大小与距离的平方是成反比变化的。只需多加思索，其荒谬处就一目了然了。还有表面张力永动机、浮力永动机、永磁永动机、自动车、自动洗衣机，等等。”
“就在一些人热衷于制造永动机的同时，科学家们从力学基本理论的研究中逐步认识到了自然界的客观规律性。继达·芬奇之后，斯蒂文写了一本《静力学基础》，其中讨论斜面上力的分解问题时，明确地提出了永动机不可能实现的观点。他写道：神奇其实并不神奇。”
“1775年，法国科学家郑重的通过了一项决议，拒绝审理永动机。在《法国科学院的历史》一书中有如下记载：这一年科学院通过决议，决定拒绝审理有关下列问题的解答：倍立方，三等分角，求与圆等面积的正方形，以及表现永恒运动的任何机器。并且解释说:永动机的建造是绝对不可能的，即使中间的摩擦和阻力不致最终破坏原来的动力，这个动力也不能产生等于原因的效果；再如设想动力可以连续起作用，其效果在一定时间之内也会是无限小。如果摩擦和阻力减小，初始的运动往往得以继续，但它不能与其他物体作用，在这种假设中，惟一可能的永恒运动对实现永动机建造者的目的将毫无用处。这些研究的缺点是费用极度昂贵，不止毁了一个家庭，本来可以为公众提供大量服务的技师们，往往为此浪费了他们的工具、时间和聪明才智。然而，就是在法国科学院如此明确的警告之下，创造永动机的各种活动仍然未见收敛。19世纪中叶，能量守恒定律已经确立。1861年，英国有一位工程师德尔克斯收集了大量资料，写成一本名为《17、18世纪的永动机》的书，告诫人们，切勿妄想从永恒运动的赐予中获取名声和好运。可是，德尔克斯这部警世恒言却未能阻止永动机的继续泛滥。”
“都已经铁板钉钉了，为什么还是有人不信邪呢。”闵澜问。
“不信邪的人的原因各有不同，而且这样的人大有人在。”大哲说，“19世纪末美国宾州有人想用磁铁代替钟摆的锤，企图用磁力做功代替发条，认为有可能无需发条而能自动维持摆动，结果是徒劳一场毫无成果。进入20世纪，更加复杂的、似是而非的种种设计不断被提了出来。例如有人想发明自动车，有人创造自动洗衣机，有人想利用水中的分子吸引力制造自动泵，有人想单纯靠永久磁铁做成发电机，特别是在能源危机的刺激下，这类活动竟有增无减，层出不穷。另一类永动机也常被人提出而且还很迷惑人。如美国华盛顿地区的一位发明家甘姆埃设计了一种零度发动机，用液态氨做工作物质。1881年他的设计居然得到美国海军总工程师的支持，受到官方赞扬，甚至当时的美国总统也极有兴趣地观看了设计模型。他们也许认为，如果这种发动机真的成功，美国舰队就不需要加煤站，从汪洋大海中就可以取得无穷无尽的热能了。然而，只要科学地分析一下，就会发现甘姆埃的设计是属于单热源的热机，它违反了热力学第二定律，这就是不可能实现的第二类永动机。如果说永动机的发明对人类有点益处的话，那就是人们可以从中吸取教训：一切违背能量转化与守恒定律等自然规律的创造都是注定要失败的。”
“关于永动机的不可能，还应当提到荷兰物理学家司提芬。16世纪之前，在静力学中，人们只会处理求平行力系的合力和它们的平衡问题，以及把一个力分解为平行力系的问题，还不会处理汇交力系的平衡问题。为了解决这类问题，人们把他归结于解决三个汇交力的平衡问题。随着对永动机不可能的认识，一些国家对永动给出了限制。其实仔细分析就可以发现，历史上无数人痴迷于永动机的设计和制造，在热力学体系建立之前，这些人中既有科学家，也有希望借此成名发财的投机者，而热力学体系建立后，致力于永动机设计的除了希望打破现有科学体系的民间科学家外，更多的则是一些借永动机之名牟取钱财的骗子。”
“自动轮骗局，超磁能机车，都是这样的骗局。科学在不断进步，永动机的研究却从来没有停止。中国乃至世界不知有多少民间科学家甚至专家，学者，教授，花费了大量宝贵的时间、金钱、心血来坚持不懈地寻找这样一种不存在的事物，不能不令人扼腕。他们之中当然也不乏别有用心的骗子，常见的手法是出售或转让他的永动机图纸、永动机技术等等。其实，只要一些最最基本的物理学常识，就可以识破这种骗术。”大哲越说越激动，竟然像是做了一场演讲一样。
“胖子，他是我看不起你啊，你平时可不像是这么有文化的样子，怎么…”云希明问。
“因为我最好的一位学长，就曾因为研究永动机，毁了自己的一辈子。”大哲说。(未完待续。)