第511章活水(下)
“經曆了這麽多的失敗，他們還是不肯放棄？”王娜姐問。
“沒有。”大哲說，“1775年，法國科學院宣布，本科學院以後不再審查有關永動機的一切設計。這說明在當時科學界，已經從長期所積累的經驗中，認識到製造永動機的企圖是沒有成功的希望的。永動機的想法在人類曆史上持續了幾百年，這個想法被駁倒，不僅有利於人們正確的認識科學，也有利於人們正確的認識世界。能量既不能憑空產生，也不能憑空消失，隻能從一種形式轉化成另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。在轉化和轉移過程中，能量的總和不變，這就是能量守恒定律了。所以第一類永動機是不能做出來的。而能量的轉化和轉移是有方向的，就像熱量可以自發的由熱的物體轉移到冷的物體，但不能自發的由冷的物體轉移到熱的物體，而不引起其他的變化，所以第二類永動機也是不能做出來的。還有人認為，根據牛頓第一定律，物體在不受力的作用的前提下，可以依靠慣性無休止的做勻速直線運動，於是想要在外太空實驗。但是當時的科技並不允許這麽做，而且牛頓還提出了萬有引力定律，即自然界中任何兩個物體都互相吸引。所以這個物體在運動很久之後――或者隻有幾分鍾――就會停下來，也不能永遠運動。”
“雖然經過許多人的辛勞，但事實證明他們無一例外地都歸於失敗。永動機是一種幻想。永遠不可能成功，因為它違反了自然界最普遍的一個規律。這就是能量轉化與守恒定律。著名科學家達・芬奇早在15世紀就提出過永動機不可能的思想，他曾設計過一種轉輪。在轉輪邊沿安裝一係列的容器，容器中充了一些水銀，他想水銀在容器中移動有可能使轉輪永遠地轉動，但是經過仔細研究之後，得出了否定的結論。他從許多類似的設計方案中認識到永動機的嚐試是注定要失敗的。他寫道：永恒運動的幻想家們！你們的探索何等徒勞無功！還是
去做淘金者吧！然而，15世紀以後的好幾百年裏麵，製造永動機的活動卻從未停止過。17世紀，英國有一個被關在倫敦塔下叫馬爾基斯的犯人，他做了一台可以轉動的永動機。轉輪直徑達4．3米。有四十個各重二十三千克的鋼球沿轉輪輻翼外側運動，使力矩加大，待轉到高處時，鋼球會自動地滾向中心。據說，他曾向英國國王查理一世表演過這一裝置。國王看了很是高興，就****了他。其實這台機器是靠慣性來維持短時運動的。”
“這樣的永動機還有很多。”大哲說起來滔滔不絕，“19世紀有人設計了一種特殊機構，它的臂可以彎曲。臂上有槽，小球沿凹槽滾向伸長的臂端。使力矩增大。轉到另一側，軟臂開始彎曲，向軸心靠攏。設計者認為這樣可以使機器獲得轉矩。然而，他沒有想到力臂雖然縮短了。阻力卻增大了，轉輪隻能停止在原地。1681年，英國有一位著名的醫生弗拉德提出一個建議。利用阿基米德螺旋把水池的水提到高處，再讓升高的水推動水輪機。水輪機除了帶動水磨做功以外，還可使阿基米德螺旋轉不斷提水。如此周而複始，就可以無需擔心天旱水枯了。一時間，響應他的人大有人在，形形色色的自動水輪機陸續提出，竟出現了研究熱潮。還有意大利的一位教授泰斯尼爾斯，提出用磁石的吸力可以實現永動機。他的是一個磁石，一個鐵球受磁石吸引可沿斜麵滾上去，滾到上端，從小洞落下，經曲麵返回，複又被磁石吸引，鐵球就可以沿螺旋途徑連續運動下去。大概他那時還沒有建立庫侖定律，不知道電場力大小與距離的平方是成反比變化的，隻需多加思索，其荒謬處就一目了然了。還有表麵張力永動機、浮力永動機、永磁永動機、自動車、自動洗衣機，等等。”
“就在一些人熱衷於製造永動機的同時，科學家們從力學基本理論的研究中逐步認識到了自然界的客觀規律性。繼達・芬奇之後，斯蒂文寫了一本《靜力學基礎》，其中討論斜麵上力的分解問題時，明確地提出了永動機不可能實現的觀點。他寫道：神奇其實並不神奇。”
“1775年，法國科學家鄭重的通過了一項決議，拒絕審理永動機。在《法國科學院的曆史》一書中有如下記載：這一年科學院通過決議，決定拒絕審理有關下列問題的解答：倍立方，三等分角，求與圓等麵積的正方形，以及表現永恒運動的任何機器。並且解釋說:永動機的建造是絕對不可能的，即使中間的摩擦和阻力不致最終破壞原來的動力，這個動力也不能產生等於原因的效果；再如設想動力可以連續起作用，其效果在一定時間之內也會是無限小。如果摩擦和阻力減小，初始的運動往往得以繼續，但它不能與其他物體作用，在這種假設中，惟一可能的永恒運動對實現永動機建造者的目的將毫無用處。這些研究的缺點是費用極度昂貴，不止毀了一個家庭，本來可以為公眾提供大量服務的技師們，往往為此浪費了他們的工具、時間和聰明才智。然而，就是在法國科學院如此明確的警告之下，創造永動機的各種活動仍然未見收斂。19世紀中葉，能量守恒定律已經確立。1861年，英國有一位工程師德爾克斯收集了大量資料，寫成一本名為《17、18世紀的永動機》的書，告誡人們，切勿妄想從永恒運動的賜予中獲取名聲和好運。可是，德爾克斯這部警世恒言卻未能阻止永動機的繼續泛濫。”
“都已經鐵板釘釘了，為什麽還是有人不信邪呢。”閔瀾問。
“不信邪的人的原因各有不同，而且這樣的人大有人在。”大哲說，“19世紀末美國賓州有人想用磁鐵代替鍾擺的錘，企圖用磁力做功代替發條，認為有可能無需發條而能自動維持擺動，結果是徒勞一場毫無成果。進入20世紀，更加複雜的、似是而非的種種設計不斷被提了出來。例如有人想發明自動車，有人創造自動洗衣機，有人想利用水中的分子吸引力製造自動泵，有人想單純靠永久磁鐵做成發電機，特別是在能源危機的刺激下，這類活動竟有增無減，層出不窮。另一類永動機也常被人提出而且還很迷惑人。如美國華盛頓地區的一位發明家甘姆埃設計了一種零度發動機，用液態氨做工作物質。1881年他的設計居然得到美國海軍總工程師的支持，受到官方讚揚，甚至當時的美國總統也極有興趣地觀看了設計模型。他們也許認為，如果這種發動機真的成功，美國艦隊就不需要加煤站，從汪洋大海中就可以取得無窮無盡的熱能了。然而，隻要科學地分析一下，就會發現甘姆埃的設計是屬於單熱源的熱機，它違反了熱力學第二定律，這就是不可能實現的第二類永動機。如果說永動機的發明對人類有點益處的話，那就是人們可以從中吸取教訓：一切違背能量轉化與守恒定律等自然規律的創造都是注定要失敗的。”
“關於永動機的不可能，還應當提到荷蘭物理學家司提芬。16世紀之前，在靜力學中，人們隻會處理求平行力係的合力和它們的平衡問題，以及把一個力分解為平行力係的問題，還不會處理匯交力係的平衡問題。為了解決這類問題，人們把他歸結於解決三個匯交力的平衡問題。隨著對永動機不可能的認識，一些國家對永動給出了限製。其實仔細分析就可以發現，曆史上無數人癡迷於永動機的設計和製造，在熱力學體係建立之前，這些人中既有科學家，也有希望借此成名發財的投機者，而熱力學體係建立後，致力於永動機設計的除了希望打破現有科學體係的民間科學家外，更多的則是一些借永動機之名牟取錢財的騙子。”
“自動輪騙局，超磁能機車，都是這樣的騙局。科學在不斷進步，永動機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家甚至專家，學者，教授，花費了大量寶貴的時間、金錢、心血來堅持不懈地尋找這樣一種不存在的事物，不能不令人扼腕。他們之中當然也不乏別有用心的騙子，常見的手法是出售或轉讓他的永動機圖紙、永動機技術等等。其實，隻要一些最最基本的物理學常識，就可以識破這種騙術。”大哲越說越激動，竟然像是做了一場演講一樣。
“胖子，他是我看不起你啊，你平時可不像是這麽有文化的樣子，怎麽…”雲希明問。
“因為我最好的一位學長，就曾因為研究永動機，毀了自己的一輩子。”大哲說。(未完待續。)
