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澳洲永駐篇一

從物理學的發(fā)展歷史來看,，科學界對永動機的否定是 1775 年和 1842 年兩大事件造成的,，直接表明科學權威對待永動機的態(tài)度。不過,，讓我們先來仔細研究一下物理學的一些偉大發(fā)現(xiàn)的時間表,，就會發(fā)現(xiàn)科學家對永動機的否定是極其輕率的,，不可靠的。1506--1514年,，哥白尼提出天球運行論,，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觀點,。明確指出自然界的萬事萬物都處在普遍聯(lián)系和不斷運動變化之中,。這一變化是統(tǒng)一的物質實體包含的各種形式不斷轉化的過程，事物經(jīng)過相互轉化,，形成對立面的統(tǒng)一,。

1589～1591年，伽利略進行自由落體實驗,，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為的重的物體會先到達地面，落體的速度同它的質量成正比的觀點,。1609～1619年,，開普勒發(fā)現(xiàn)三大行星運動定律。

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

1766 年-1790 年,，瓦特改良了蒸汽機，使蒸汽機得到了更廣泛的應用,，成為改造世界的動力,。

1775 年法國科學院宣布不再審理永動機的設計方案。1785-1789 年庫侖發(fā)現(xiàn)靜電和靜磁力的平方反比定律,。

1798 年郎福德通過實驗指出熱質說的錯誤,，說明熱是運動的一種表現(xiàn)形式。1820 年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應,。1831 年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應定律,。

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

1842 年 r.j.邁爾提出熱功當量的概念和能量守恒定律的基本思想,，后由焦爾用實驗測定熱功當量，并確定能量守恒與轉換定律,。

1848 年開爾文提出熱力學溫標及絕對零度是溫度的下限,。

1850 年克勞修斯提出熱力學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.洛侖茲提出電磁場對運動電荷作用力的公式，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,。

從以上的時間表來看,，科學界對永動機否定的權威是在物理學還相當幼稚相當不成熟的時候就已經(jīng)下了永動機不可能成功的定論的。這當然是不正確的,，現(xiàn)在再來簡單回顧一下物理學的發(fā)展歷史,，看看物理學家是如何研究物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用,、最一般的運動規(guī)律及所使用的實驗手段和思維方法的,，然后再進一步討論。

力學是研究物質實體機械運動規(guī)律的科學,。一般說來,，力學包括“牛頓力學”在內的經(jīng)典力學，基本定律是牛頓運動定律或與牛頓定律有關且等價的力學原理,。力學知識最早起源于古代人們從對自然現(xiàn)象的觀察和在生產(chǎn)勞動中不斷積累的經(jīng)驗,，從對日、月運行的觀察和弓箭,、車輪等的使用中了解一些簡單的運動常識,，如勻速的移動和轉動。但是對力和運動之間的關系,，只是在歐洲文藝復興時期以后才逐漸有了正確的認識,。隨著人類社會的進步和發(fā)展，人們在建筑,、灌溉等勞動中使用杠桿,、斜面、汲水等器具,，逐漸積累起對平衡物體受力情況的認識,。如古希臘的阿基米德對杠桿平衡、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，初步奠定了靜力學即平衡理論的基礎。伽利略在實驗研究和理論分析的基礎上,，最早闡明自由落體運動的規(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動三定律),，提出物體運動三大定律,。伽利略、牛頓奠定了動力學的基礎,。牛頓運動定律的建立標志著力學開始成為一門科學,。此后，力學的研究對象由單個的自由質點,，轉向受約束的質點和受約束的質點系,。這方面的標志是達朗貝爾提出的達朗貝爾原理，和拉格朗日建立的分析力學,。其后,，歐拉又進一步把牛頓運動定律用于剛體和理想流體的運動方程，這被看作是連續(xù)介質力學的開端,。

牛頓在他的巨著《自然哲學的數(shù)學原理》里發(fā)表了三條牛頓運動定律,；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動,。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)典力學理論,。牛頓深入研究了這些經(jīng)驗規(guī)律和初步的現(xiàn)象性理論，發(fā)現(xiàn)了宏觀低速機械運動的基本規(guī)律,，為經(jīng)典力學奠定了基礎,。亞當斯根據(jù)對天王星的詳細天文觀察，并根據(jù)牛頓的理論,，預言了海王星的存在,，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定律和萬有引力定律被普遍接受,。他的《自然哲學的數(shù)學原理》采用的是歐幾里得幾何學的表述方式，處理的是質點力學問題,，以后牛頓力學被推廣到流體和剛體,，并逐漸發(fā)展成嚴密的解析形式。1736年,，歐拉寫成了《力學》一書,，把牛頓的質點力學推廣到剛體的場合，引入了慣量的概念,，論述了剛體運動的問題,。16世紀以前

力學是物理學中發(fā)展較早的一個分支,。古希臘著名的哲學家亞里士多德曾對“力和運動”提出過許多觀點，他的著作一度被當作古代世界學術的百科全書,，在西方有著極大的影響,，以致他的很多錯誤觀點在長達2000年的歲月中被大多數(shù)人所接受。16世紀-17世紀 人們開始通過科學實驗,，對力學現(xiàn)象進行準確的研究,。許多物理學家、天文學家如哥白尼,、布魯諾,、伽利略、開普勒等,，做了很多艱巨的工作,，力學逐漸擺脫傳統(tǒng)觀念的束縛，有了很大的進展,。

英國科學家牛頓在前人研究和實踐的基礎上,，經(jīng)過長期的實驗觀測、數(shù)學計算和深入思考,，提出了力學三大定律和萬有引力定律,，把天體力學和地球上物體的力學統(tǒng)一起來，建立了系統(tǒng)的經(jīng)典力學理論,。經(jīng)典力學概括來說,，是由伽利略及其時代的優(yōu)秀物理學家奠基，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-19世紀

由伽利略和牛頓等人發(fā)展出來的力學,，著重于分析位移,、速度、加速度,、力等等矢量間的關系,，又稱為矢量力學。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)典力學的新的表述形式,，即所謂分析力學,。分析力學所建立的框架是現(xiàn)代物理的基礎，如量子場論、廣義相對論,、量子引力等,。微分幾何的發(fā)展為經(jīng)典力學注入了蒸蒸日盛的生命力，是研究現(xiàn)代經(jīng)典力學的主要數(shù)學工具,。十九世紀后期,，尖端的理論與實驗挖掘出許多撲朔迷離的難題。經(jīng)典力學與熱力學的連結導出經(jīng)典統(tǒng)計力學的吉布斯佯謬（熵混合不連續(xù)特性）,。在原子物理的領域,，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,，引導發(fā)展出現(xiàn)代的量子力學。同樣的,，因為經(jīng)典電磁學和經(jīng)典力學在座標變換時的互相矛盾,，終就創(chuàng)發(fā)出驚世的愛因斯坦相對論。19世紀末—20世紀初

十九世紀末二十世紀初,，經(jīng)典物理學的各個分支學科均發(fā)展到了完善,、成熟的階段，隨著熱力學和統(tǒng)計力學的建立以及麥克斯韋電磁場理論的建立,，經(jīng)典物理學達到了它的頂峰,，當時人們以系統(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)典物理學的巨大成就，當時不少物理學家產(chǎn)生了這樣一種思想：認為物理學的大廈已經(jīng)建成,，物理學的發(fā)展基本上已經(jīng)完成,，人們對物理世界的解釋已經(jīng)達 到了終點。物理學的一些基本的,、原則的問題都已經(jīng)解決,，剩下來的只是進一步精確化的問題，即在一些細節(jié)上作一些補充和修正,，使已知公式中的各個常數(shù)測得更精確一些,。然而，在十九世紀末二十世紀初,，正當物理學家在慶賀物理學大廈落成之際,，科學實驗卻發(fā)現(xiàn)了許多經(jīng)典物理學無法解釋的事實。首先是世紀之交物理學的三大發(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)典物理學的萬里晴空中出現(xiàn)了兩朵“烏云”：“以太漂移”的“零結果”和黑體輻射的“紫外災難”。這些實驗結果與經(jīng)典物理學的基本概念及基本理論有尖銳的矛盾,，經(jīng)典物理學的傳統(tǒng)觀念受到巨大的沖擊,，經(jīng)典物理發(fā)生了“嚴重的危機”。由此引起了物理學的一場偉大的革命,。愛因斯坦創(chuàng)立了相對論,；海森堡、薛定諤等一群科學家創(chuàng)立了量子力學,。于是誕生了現(xiàn)代物理學,。

現(xiàn)代物理學推翻了絕對空間的概念：即在不同空間發(fā)生的事件是絕然不同的。例如,，靜掛在移動的火車車廂內的時鐘,，對于站在車廂外的觀察者來說是呈移動狀態(tài)的。但是,，經(jīng)典力學仍然確認時間是絕對不變的,。

在日常經(jīng)驗范圍中，采用經(jīng)典力學可以計算出精確的結果,。但是,，在接近光速的高速度或強大引力場的系統(tǒng)中，經(jīng)典力學已被相對論力學取代,；在小距離尺度系統(tǒng)中又被量子力學取代,；在同時具有上述兩種特性的系統(tǒng)中則被相對論性量子場論取代。雖然如此,，經(jīng)典力學仍舊是非常有用的,。因為：它比上述理論簡單且易于應用。

雖然經(jīng)典力學和其他“經(jīng)典”理論（如經(jīng)典電磁學和熱力學）大致相容,，在十九世紀末,，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)典非相對論電動力學預言光速在以太內是常數(shù),，經(jīng)典力學無法解釋這預測，并導致了狹義相對論的發(fā)展,。經(jīng)典力學和經(jīng)典熱力學的結合又導出吉布斯佯謬（熵無定義）和紫外災難（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的發(fā)展。自二十世紀末后,，不再能虎山獨行的經(jīng)典力學,，已與經(jīng)典電磁學被牢牢的嵌入相對論和量子力學里面，成為在非相對論性和非量子力學性的極限,，研究質點的學問,。20世紀末——至今

在相對論和量子力學建立起來以后,，現(xiàn)代物理學經(jīng)過七十多年的發(fā)展，已經(jīng)達到了成熟的階段,。人類對物質世界規(guī)律的認識達到了空前的高度,，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?？梢哉f,，現(xiàn)代物理學的大廈已經(jīng)建成。在這一點上,，目前這種情況與上一個世紀之交的情況很相似,。因此，有少數(shù)物理學家認為今后物理學不會有革命性的進展了,，物理學的根本性的問題,、原則問題都已經(jīng)解決了，今后能做到的只是在現(xiàn)有理論的基礎上在深度和廣度兩方面發(fā)展現(xiàn)代物理學,，對現(xiàn)有的理論作一些補充和修正,。然而，由于有了一百年前的歷史經(jīng)驗,，多數(shù)物理學家并不贊成這種觀點,，他們相信物理學遲早會有突破性的發(fā)展。另一方面,，雖然在微觀世界和宇宙學領域中有一些物理現(xiàn)象是現(xiàn)代物理學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世紀之交的情況不同,。在上一個世紀之交，經(jīng)典物理學發(fā)生了“嚴重的危機”,；而在本世紀之交,，以筆者看來，現(xiàn)代物理學表面上看似并無“危機”,。實際上卻存在著極大的潛在危機,。這種危機主要表現(xiàn)在：

一、基礎物理學

基礎物理中的經(jīng)典力學,，不知道力的本質是什么,，不知道力與運動、靜止之間相互轉化的關系,；不知道永恒運動是絕對的,，靜止是相對運動中的一種特殊形式。作用力和反作用力對立統(tǒng)一是造成世間一切機械永恒運動的終結原因,。更不知道二力大小相等,，方向相反,，作用在同一直線所構成的圓周曲線運動兩個不同對稱切點上的動力機制和原理。

二,、理論物理學

在理論物理的某些領域和研究方向上,，卻走上了更加神秘莫測，高深,、抽象化，脫離了社會生產(chǎn)的實際需要,。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,，重建牛頓動力平衡和運動中能量的守恒。更不知道,，在一個非歐幾何空間中,，創(chuàng)造愛因斯坦廣義相對論里提出的彎曲時空，利用一個萬向支點和一根阿基米德省力桿杠將其存在的保守力場一分為二,，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。

通過簡單回顧物理學的發(fā)展歷史,，不難看出,，無論是經(jīng)典物理學還是現(xiàn)代物理學，在當時的歷史背景下,，只有經(jīng)典牛頓力學從某種意義上來說比較成熟一些,。但是，從牛頓的整個理論來看其所闡述的規(guī)律（第三運動定律）僅是屬于靜力學討論的范疇,。雖說牛頓是古典力學的奠基人,，牛頓力學的建立和發(fā)展，決定著后來物理學家的思想,、研究和實踐的方向,，在自發(fā)唯物主義思想的指導下，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圍繞太陽運轉時,，由于信奉了上帝，認為除萬有引力的作用外,，還有一個“切線力”,，這個“切線力”只能是來自上帝的“第一推動力”。根據(jù)牛頓第三運動定律,，我們假設一切物體所受到的兩個力大小相等,，方向相反，并且同時作用在一條直線的公共點上,，通過計算兩個力的合力為零,。這就決定了該定律沒有直接給出在一個非歐幾何空間里物體是如何實現(xiàn)產(chǎn)生動力的機制和原理,。機械能守恒定律也還未確立，熱力學及電動力學,、電磁學幾乎沒有起步,，連瓦特改良的蒸汽機也還不成熟，內燃機遠未誕生（１８８３年汽油機制成,，１８９７年柴油機制成）,，1879 年愛迪生才發(fā)明了電燈。1775 年以前所有的永動機設計方案都是必然注定失敗的,，所以 1775 年 法國 皇家 科學院否定永動機根本就是一種草率的不可靠的決定,。

1842年能量守恒與轉換定律的發(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“永動機”,。須知，當年,，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）等科學家試圖在探討永動機時所遇到的失敗正好說明一部不消耗任何能量的機器是不存在的，偉大的能量守恒定律思想足以證實這一點,。不過當時把違反熱力學第一,、二定律且不消耗能量或只有單熱源輸入的機器等同于永動機，（參見《大學基礎物理學》清華大學出版社上冊2003年8月第一版第285頁熱力學第二定律及其微觀意義）,，這在邏輯上是錯誤的——即沒有對機器和永動機兩者在概念內涵與外延上作了科學的界定,，從而導致了人們在對永動機的意識問題上造成極大的混亂.，此后這種觀點以訛傳訛,，普遍成了學界上的一大亮點和特色,，為許多人不假思索地盲從和接受。

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

理論上存在的缺陷和暗藏的潛在危機以及技術上的不慎濫用,，將導致技術上的危機,，技術上的危機則加速人類走向毀滅的時間進度?？纯囱矍暗囊荒荒粓鼍埃汉诵孤?，環(huán)境污染,，生態(tài)破壞，物種滅絕,，人口爆炸,，資源枯竭，沙漠擴大,，森林速減,，糧食短缺，愚昧和野蠻的戰(zhàn)爭行為仍在交火不斷地進行等等,，這不能不說從最初存在決定意識的本源層面上無不受到帶有缺陷,，甚至錯誤的相關技術理論之間連鎖反應引導所致，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。對于和諧的自然存在而言,，人類的技術不僅十分落后,，而且孕育著滅絕人類的極大危險性。目前迫在眉睫的緊要關頭就是如何解決人類面臨的化石能源危機問題,。

實際上17,、18世紀的科學家對永動機的否定是極其輕率的，不嚴謹?shù)?，也是不科學的,，但卻成了后來科學界否定永動機唯一強大的思想武器，影響了以后幾乎所有的科學家和有知識的平民,，包括 1905 年左右愛因斯坦在專利局當小職員時都嘲笑當時申請的永動機專利,。對于永動機的研制和設計，歷來 讓更多的人參與了這種嘲笑,。從客觀的角度來看,，科學權威對于研制一種不需要消耗任何能源或者無中生有能量的機器——其實這種機器從熱力學理論來講理應定義為“永靜機”而不是“永動機”，人們在定義永動機的問題上犯了一個嚴重的邏輯錯誤,。當然,，真正的科學家否定其存在（不消耗任何能量抑或無中生有能量的機器）是正確的，這應該引起注意?，F(xiàn)在看來科學權威否定的是“永靜機”而不是“永動機”本身,，永動機從此便成了替罪的羔羊,。設想，“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,，人們便往往將永動機的自然屬性強加到“無需消耗任何能源或者無中生有能量的機器”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,。至于為什么會出現(xiàn)這種荒誕不經(jīng)的錯誤認知和定義,，那是思維與存在的關系問題，屬于哲學和邏輯學討論的范疇,，這里毋庸贅述,。在當時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器（永靜機）,，繼而又把這種違反物理學定律的機器本來理應稱作“永靜機”錯誤理解為“永動機”,，真是顛倒黑白，如此之類,，正足以誣罔視聽,，貽誤后生矣。于是“永動機”便成了無需消耗任何能源或者無中生有能量機器的代名詞,，這種錯誤的定義是毫無道理可言,，違反最起碼、最基本的邏輯常識——邏輯的本質是尋找事物的相對關系,即前提的判斷（s=“不消耗任何能源或無中生有能量的機器”）是假的,，推出的結論（p=“永動機”）必然是假的,，因此何以“永動”？沒有任何物理學意義,。

第一,，科學意義上的永動機，指的是在客觀條件允許下運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力機器,。永動機是根據(jù)電磁感應原理和瑟爾效應,，充分利用永磁材料和電磁體來制造產(chǎn)生動力的機械裝置。其基本特征是永動機產(chǎn)生的能量大于它所“消耗”（熱力學專用術語,，以下電動力學所使用“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，并沒有違反物理學定律，增加產(chǎn)生的多余能量是因為永動機吸收和利用了周圍空間的物質能量,，故產(chǎn)生的能量大于人造機器所消耗的能量,。能量在各動力系統(tǒng)中的轉化與交換仍然是守恒的。

第二,，深入探討永動機的內在機制和原理,，仍是現(xiàn)代物理學研究的前沿課題，對于永動機這個課題,，不能用傳統(tǒng)的熱力學思想和一些不合適宜的力學觀念去研究,。如果我們認為永動機是一種無需消耗任何能量而源源不斷地產(chǎn)生對外做功的機器，或者無中生有能量的機器,，那是一種主觀意識脫離客觀存在的人為抽象概念和定義,，是一種對物理學天真、幼稚,、無知的表現(xiàn),。迄今為止，企圖設計那種無需消耗能量的機器（除電動力學中第一類永動機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，綜合和總結古今中外一切有關永動機的研究,，研制成敗與否的關鍵只在于是不是遵循了物理學定律--即能量守恒與轉化定律,?？梢哉f一部永動機的研究歷史是從空想,、幻想到變成現(xiàn)實的發(fā)展過程,。能量守恒定律揭示了 各種能量形式互相轉換是有方向和條件限制的,，能量互相轉換時其量值不變,，表明能量是不能被創(chuàng)造或消滅的,。如此說來,，熱力發(fā)動機：(蒸汽機,、內燃機)和電動機等等產(chǎn)生動力的機器發(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,、科學家通過艱苦努力，在機器產(chǎn)生動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理論研究發(fā)展的指導,，先于1766年-1790年發(fā)明了改造世界的動力機器——蒸汽機,，后于1883年和1897年分別研制出汽油機和柴油機。內燃機的成功研制進一步證明,，機器產(chǎn)生動力和持久運轉,，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。從邏輯上來說我們可以這樣假設，認為內燃機所消耗的熱能是無限可再生能源,，那么內燃機就成了真正科學意義上的永動機了,。可是鑒于目前的技術水平和熱力學理論研究的局限性,，從永恒運轉這個意義上來考慮,，內燃機肯定不會 被列入永動機的范疇。因為內燃機所使用消耗的熱能是不可再生能源,，能量是有限的（即化學反應的不可逆性所致）,。所以，在熱力學理論這條道路上探討永動機是行不通的,，而且注定是沒有任何希望的,。基于熱力學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器運轉的永動性,。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能量來源源不斷滿足機器永久性運轉的需要,，永動機的研究才有希望。

隨著人類對物質世界的結構,、時間,、空間和能量以及運動規(guī)律認識的進一步深化，尤其是電動力學的蓬勃發(fā)展把人們對大自然獲取能量的探索視野帶到了對電能利用的新時代,。1831年英國科學家法拉第自從發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律和原理之后,，這對于永動機的可行性研究從此開辟了一條嶄新的道路。根據(jù)電磁感應定律和原理,，法拉第發(fā)明了世界上最簡單的第一臺電動機和發(fā)電機雛形,。在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應原理的第二年，受法拉第發(fā)現(xiàn)的啟示,，法國人皮克希應用電磁感應原理制成了最初的手搖式直流發(fā)電機,。1866年，德國的西門子發(fā)明了自勵式直流發(fā)電機,。1869年,，比利時的格拉姆制成了環(huán)形電樞，發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機,。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,。電動機和發(fā)電機的成功研制，堪稱真正科學意義上的永動機，因為它們利用到了大自然中的可再生能源——水能,。發(fā)電機和電動機的有機結合使用是電動力學中的第一類永動機,，這在物理學的發(fā)展歷史中具有劃時代的里程碑意義的。不過,，這一類永動機的使用,，由于受到地理條件的限制，即在有水源的地方方可利用水利發(fā)電機來發(fā)電給電動機提供電能使之持久運轉,，因而沒有得到極其廣泛的運用,，即取代傳統(tǒng)的內燃機，徹底解決目前化石能源面臨的危機,。因此,，探討電動力學中的第二類永動機迫在眉睫。

自從1831年英國科學家邁克爾·法拉第（michael faraday,，公元1791～公元1867）發(fā)現(xiàn)電磁感應定律以來,，人們利用水能來發(fā)電，又通過電動機將電能轉化為機械能做功,，這原本就是科學意義上的永動機,。是以水能這一無限能源來直接制造動力的機器，截止到1946年,，英國民間科學家約翰·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永動機——瑟爾效應發(fā)電機,。這是在永動機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/,。

年前英國民間科學家約翰瑟爾運用了電磁感應定律和原理,，采用永磁材料和電磁體，將變化的電場通過磁化,、吸附和捕獲自由電子儲存在磁介質里形成具有永磁體所固有的場能特性,。然后將這些處于無序的磁場能按照一定的順序排列設置于非歐幾何的彎曲空間里,，在整個圓周力程曲面軌道上建立旋轉磁場引導和推動若干小磁銅環(huán)滾筒,，實現(xiàn)機械裝置運轉。成功研制出世界上第一臺具有實用性的永動機——瑟爾效應發(fā)電機,。然而不幸的是,，由于世俗偏見、愚昧無知和狹隘自私的心理,，持有反對永動機制造的黑惡勢力給毀壞掉了,。2011 年8月，我們成功地做了一次電動-發(fā)電實驗,。就是用3.8千瓦的單相異步電動機,，通過皮帶輪傳動，能夠使額定功率為10千瓦的三相交流發(fā)電機正常發(fā)電，發(fā)出500伏特的電壓,。通過計算,，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,，有望設計成自持供電循環(huán)的新型發(fā)電機，也就是當下我們所要進行探討和研制電動力學中的第二類永動機(參見國外http:///us/63267078/,、http:///us/63279313/,、http:///v_show/)。但是,，鑒于目前電器市場上沒有現(xiàn)成的自動控制開關和相關匹配的電器元件,，我們暫時無法設計出來。針對此次實驗,，我們發(fā)現(xiàn)電動發(fā)電機的有機結合構成一個整體系統(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,，我們當時也是始料未及的。按照經(jīng)典物理學定律的描述,，電能轉化為機械能,，機械能再轉化為電能理應守恒的，但是卻出現(xiàn)“不守恒”的現(xiàn)象,。我們仔細分析出現(xiàn)這種情況的原因是：

第一,，當啟動電動機時，電動機周圍旋轉磁場,，通過電磁轉矩作用于轉子旋臂可以假設由若干省力杠桿構成,，在一定功率條件下，省力杠桿具有增力效應,，轉子旋臂杠桿作圓周曲線運動除了一大部分受到周圍旋轉磁場的作用力以外,，還有一小部分受到了垂直于地表重力場的作用。于是,，轉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，總的機械力大于該系統(tǒng)消耗的電磁力,。

第二,，電動機運轉時機械總動能的合力通過皮帶輪傳動到達發(fā)電機，克服了摩擦力和電磁阻力,。當電動機轉速在完全滿足發(fā)電機額定轉速的條件和要求下時就能正常發(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,，電動機轉子旋臂杠桿在重力和電磁力兩者的作用下,，沿著某一始點向終點作圓周曲線運動是一個“不對稱回路”，電動機借助保守力（重力和電磁力）對轉子旋臂杠桿發(fā)生作用,，回避了勢動能的轉化,，即“沿原路返回”，從而解除功恒為零的情形,，實現(xiàn)電能量的創(chuàng)生,。

關于永動機探討的幾點建議：

第一、從對點電荷在靜磁場中的微觀量子行為的探討,，上升到從宏觀視角來考察對質點動力或剛體動力在保守力系統(tǒng)中所作的半周曲線運 動的實驗研究和理論分析,。通過單擺實驗，我們發(fā)現(xiàn)一切物體在保守力場（萬有引力,、永磁力）中只能作半周力程曲線運動,，若要完成整個圓周運動，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,，重建牛頓動力平衡和運動中能量的守恒,，完成另一個半周力程曲線運動，才能實現(xiàn)由有限圓周運動向無限圓周運動的轉化,。

第二,、始終利用保守勢能做功，避免“原路返回”,，即動能向勢能轉化,，解除功恒為零的情形，進一步完善法拉第電磁感應實驗——電動發(fā)電實驗,，利用保守力（萬有引力和永磁力）這一無限能源,，實現(xiàn)能量的創(chuàng)生。

第三,、比較深入研究瑟爾效應發(fā)電機的工作原理及其相關的視頻資料,。

第四、創(chuàng)造有利條件根據(jù)電磁感應定律和原理,，采用永磁材料和電磁體,，將變化的電場通過磁化,、吸附和捕獲自由電子儲存在磁介質里形成具有永磁體所固有的場能特性,。然后將這些處于無序的磁場能按照一定的順序排列設置于非歐幾何的彎曲空間里，在整個圓周力程曲面軌道上建立旋轉磁場引導和推動轉子旋臂,，對該實驗作進一步的深入探討,。

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

熱力學定律與永動機，他們注定不能在一起

在當時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器,，并把它叫做永動機。從這種既要馬兒跑又要馬兒不吃草的定義就知道,，它是永遠不可能被制成的,，但是，要人們接受這個事實還是費勁周折的,。第一類永動機——魔輪：

十三世紀時法國的亨內考提出的第一類永動機——魔輪,。

它通過安放在轉輪上一系列可動的懸臂實現(xiàn)永動，向下行方向的懸臂在重力作用下會向下落下,，遠離轉輪中心,，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輪中心,，力矩減小,，力矩的不平衡驅動魔輪的轉動。后來達芬奇等diy達人都嘗試過永動機的制作,，皆以失敗告終,。

失敗的原因：右側重垂在重力作用下遠離轉動軸，力矩隨之增大,，驅動魔輪轉動,，但由于左側重垂數(shù)量更多，平衡了系統(tǒng)力矩,，永動無法實現(xiàn),。

第一類永動機的失敗，引發(fā)了大家對機械能和熱能關系的探討,。人們用理論證明了它的失敗——能量轉化與守恒定律和焦耳提出的熱力學第一定律,。

熱力學第一定律是什么？請接著往下看

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

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

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

這時你可能要問了,，為什么w<0呢？

那是因為小球在對外界做功,，把能量傳給了別人,，自己的能量就會減少，所以w<0,；相反,，如果外界對小球做功，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第一定律的定義：

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

這時,，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,，功只取決于系統(tǒng)初始狀態(tài)和結束狀態(tài)的能量,，和過程無關。

2、孤立系統(tǒng)的能量永遠守恒,。

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

4,、兩個系統(tǒng)相互作用時,，功具有唯一的數(shù)值，可以為正,、負或零,。熱力學第一定律，就這樣為第一類永動機魔輪判下了死刑,！

==================我是分割線===================== 第二類永動機

不甘心的人類認識到能量不能憑空創(chuàng)造出來,，把視線轉移到海洋、大氣乃至宇宙,，希望從中吸取熱量,，并將這些熱能作為驅動永動機轉動和功輸出的源頭——這便是第二類永動機的基本原理。

首個第二類永動機利用海水的熱量將液氨汽化,，推動機械運轉,。但是這一裝置無法持續(xù)運轉，因為汽化后的液氨在沒有低溫熱源存在的條件下無法重新液化,，因而不能完成循環(huán),。卡諾設計了一種工作于兩個熱源之間的理想熱機——卡諾熱機,，卡諾熱機從理論上證明了熱機的工作效率與兩個熱源的溫差相關,。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)和熱力學第一定律后，提出了熱力學第二定律,。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。熱力學第二定律的提出宣判了第二類永動機的死刑,，而這一定律的表述方式之一就是：第二類永動機不可能實現(xiàn),。

通過卡諾機來解釋一下：

熱量從溫度高的t1傳遞到工作物質（中間的圓），使能量全部轉換為機械能,，迫使工作物質對外做功w,。這不就是第二類永動機么？它是不可能的,！除非我們在下面加一個低溫裝置,，用來吸收熱量。

整個過程就變成：高溫物體t1放熱給工作物質,，使熱能部分轉換為機械能,，對外界做功,；還有一部分能量不可避免地被低溫物體吸收。所以,，第二類永動機不可能制成,。

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：

對任意之循環(huán)運轉裝置，在只與單一熱庫交換熱量之情形下,，而產(chǎn)生對外作功之效應是不可能的,。此為熱機之觀點，即熱無法百分之百轉為功,。

第二類永動機不可能實現(xiàn),。

再延伸一點，如果把過程倒過來：

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

克勞修斯這樣表述：

對于任意之循環(huán)運轉裝置，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是不可能的,，此為冷機之觀點,。

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年他們在the 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,，招惹了很多人的憤怒和歇斯底里的抨擊,，聲稱他們的這臺機器是無法申請到專利的，并且不時受到死亡威脅,，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多個國家成功申請了專利,，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,。它的驅動力來源于永久磁鐵的磁力和輸入的電脈沖,。該機器具有的電能放大性能于今年初進行了測試之后，得到了國際sgs權威認證,。他們現(xiàn)在正忙于造可用于生產(chǎn)的樣機,，將首先在澳大利亞國內生產(chǎn)。

帖子附圖:

澳洲永駐篇三

分析常見幾種有趣的“永動機”

廣西北海合浦廉州中學物理組 秦付平

我們知道，永動機有兩類：不消耗能量而能永遠對外做功的機器,，它違反了能量守恒定律,，故稱為“第一類永動機”。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)地轉變?yōu)闄C械能的機器,，它違反了熱力學第二定律，故稱為“第二類永動機”,。在人類科學發(fā)展史上曾出現(xiàn)過無數(shù)的學者進行開發(fā)“永動機”,，其中不乏很多科學家,，下面列舉幾種有趣不可實現(xiàn)的永動機,。

一、重力“永動機”

例1 文藝復興時期,，意大利的達芬奇設計了如圖1所示的裝置,。他設計時認為，在輪子轉動過程中,，右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠些,，在兩邊不平衡的力矩作用下會使輪子沿箭頭方向轉動不息，而且可以不斷地向外輸出能量,。但實驗結果卻是否定的,。達·芬奇敏銳地由此得出結論：永動機是不可能實現(xiàn)的。下列有關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動,，并在不消耗能量的同時不斷地對外做功．

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

c．右邊所有小球施加于輪子的動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，不斷地對外做功．

d．在現(xiàn)代科學技術比較發(fā)達的今天,，這種裝置可以永不停息地轉動,，在不消耗其它能量的基礎上，還能源源不斷地對外做功．

解析：該設計中,，當輪子轉動時,，雖然右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠些，但是右邊小球的個數(shù)總比左邊的少,，實際上右邊所有小球施加于輪子的動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，給輪子一個初速度,，輪子就能依靠慣性永不停息地轉動,。故正確答案為bc。

二,、風力“永動機”

例2 利用牛頓第三定律,，有人設計了一種交通工具，如圖2所示,，在平板車上裝了一個電風扇,，風扇轉動時吹出的風全部打到豎直固定在小車中間的風帆上，靠風帆受力而向前運動,，對這種設計,，下列分析中正確的是（）

a．根據(jù)牛頓第二定律，這種設計能使小車運行

b．根據(jù)牛頓第三定律,，這種設計能使小車運行

c．這種設計不能使小車運行,，因為它違反了牛頓第二定律

d．這種設計不能使小車運行，因為它違反了牛頓第三定律

解析：風扇吹出的風對風帆有向前的作用力,，風又給風扇一個向后的作用力,，因此對于整個裝置而言，作用力和反作用力都是內力,，小車不會運動,，故選d．

三、浮力“永動機”

例3 有人設計了如圖3所示的“浮力永動機”,。永動機的傳動繩上均勻地固定了許多密度小于水的小球,，容器底部的管道內徑與小球直徑相等，并為光滑配合,。設計者認為,，左邊容器里的小球受到浮力的作用向上運動，管道中的小球也將被帶著向上運動,，一旦這個小球要升出管道,，其下的一個小球就會進入管道而不使水漏出，因此永動機將永不休止地順時針轉動,。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動？正確分析和解釋你所見到的現(xiàn)象,，這種永動機的荒謬之處也就揭露出來了,。

解析：這種浮力永動機像所有的“永動機”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,，設小球體積為而球3呢？它的上壓強為,，球

1,、球2所受的浮力為，它的下壓強

,。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不會大于f3，整個系統(tǒng)將向下運動,，直到容器中的水流完為止,。

四、磁力“永動機”

例4 17世紀70年代,，英國捷斯特城的主教約翰·維爾金斯設計了一種磁力永動機,，其結構如圖6所示，在斜面頂端放一塊強磁鐵m,，斜面上,、下端各有一個小孔p、q,，斜面下有一個連接兩個小孔的彎曲軌道,。維爾金斯認為：如果在斜坡底放一個鐵球，那么在磁鐵的引力作用下,，鐵球會沿斜面向上運動,，當球運動到p孔時，它會漏下,，再沿著彎曲軌道返回到q,，由于這時球具有速度可以對外做功。然后又在磁鐵的吸引下回到上端,，到p處又漏下,，對于這個設計,，下列判斷中正確的是（）

a．滿足能量守恒定律，所以可行

b．不滿足熱力學第二定律,，所以不可行

c．不滿足機械能守恒定律,，所以不可行

d．不滿足能量守恒定律，所以不可行

解析：在這個實驗中,，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，對外做功后,，小球就不能再回到p孔,，小球之所以能對外做功，是依靠磁鐵不斷對小球做功,，所以這個設計違背了能量守恒定律,，所以是不可行的，選項d正確,。

五,、電場“永動機”

例5 有人設計了一種如圖7所示的機器：兩根相互垂直的剛性絕緣細桿，相交于桿的中點,，位于豎直平面內,，桿的端點上各有一帶正電的小球a，b,，c,，d。一水平的固定轉軸pp’通過兩桿的交點與兩桿固定連接,。轉軸的一端有一皮帶輪,，通過皮帶可帶動別的機器轉動，兩桿與其端點的帶電小球處在一方向與x軸平行的靜電場中,，電場的場強大小隨y而改變,，可表示為e＝。在y＝0處,，場強e＝0,；在y＞0的區(qū)域，場強沿x軸正方向,，其大小隨y的增大而增大,；在y＜0的區(qū)域，場強沿x軸負方向,，場強的大小隨|y|的增大而增大,。由于桿端的帶電小球受到靜電場的作用，相互垂直的桿將繞固定軸轉動,，與軸連接的皮帶輪通過皮帶就能帶動其它機器運轉,。設計者斷言他可以實現(xiàn)一種不需要提供能量又能不斷對外做功的永動機．你認為這種機器可能實現(xiàn)嗎,？為什么？如認為不能實現(xiàn),，則指出其設計中存在何種錯誤,，并說明理由。

解析：根據(jù)能量守恒定律,，任何一部機器,，可以使能量從一種形式轉化為另一種形式，但不能無中生有地創(chuàng)造能量,，所以想要實現(xiàn)一種不需要向它提供能量但又能不斷地對外做功的永動機是不可能的,。題中設計方案的錯誤之處在于設想的靜電場是不可能存在的。理由如下：假設空間中存在這樣的電場,，即該電場的電場線平行,，但相鄰電場線的距離不等，如圖8所示．根據(jù)等勢面與電場線垂直,，可在該電場中找到兩個等勢面,，圖中的則 與平行，距離設為d,，由題意知：

與,，由此得到 間電勢差間電勢差

；

,；

,；

,；

顯然這樣的靜電場是不存在的,。

六、放射性永動機

例6 如圖9所示的裝置是一位物理學家設計的一種使用放射性元素釷的“永動機”,。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是貼在玻璃球殼內側的金屬板，金屬板接地,。這個裝置之所以稱為“永動機”,，是當兩片金屬箔吸收到放射線而帶同種電荷時將不停地排斥，每次排斥時向左右張開,，觸到金屬板的內壁,，立即收回，如此往復,，形成金屬箔的“永動”,。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機

d．此裝置可看作是第二類永動機

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“永動機”，故正確答案為b,。

結語：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,，只要一些最最基本的物理學常識，就可以識破這種騙術,。

澳洲永駐篇四

永動機主題公園

李樹森

永動機是指不消耗能量而能永遠對外做功的機器,，它是違反能量守恒的永不停止運動的發(fā)動機。它不使用任何自然能源,，無中生有地得到無限多的動力,。在人們還沒有掌握自然的基本規(guī)律時，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,，追求這種夢想的實現(xiàn)。但是,，歷經(jīng)800多年,，到現(xiàn)在永動機還未能發(fā)明，沒有任何一部永動機被實際地制造出來,，也沒有任何一個永動機的設計方案能承受住科學的審查,。

永動機沒有被實際地制造出來，但是,，卻留下了大量的設計方案,，李樹森認為,，這些方案是一筆財富，方案可以復制成實體的不永動的或永動的機械,，他萌生了在國內某一個地區(qū)創(chuàng)建“永動機主題公園”的創(chuàng)意,，要通過永動機主題公園的運作方式，將各個歷史時期具有代表性的永動機的樣品展示出來,，讓人們看到永動機的發(fā)展雛形,，看到永動機跨越的時光，看到人們對永動機的癡迷,，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,，供游客了解永動機的發(fā)展史。

下面,，結合創(chuàng)意人對永動機主題公園的認識程度,，對該園的發(fā)展作初步描述。

一.定位

1.高起點,。永動機主題公園的規(guī)模達到國內一流水平,。

2.高吸引力。永動機主題公園對游客的吸引力達到國際一流水平,。

3.可持續(xù),。永動機主題公園的服務年限超過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)定的財源收入,，我們?yōu)楹蟠粝乱蛔黝}公園,，也是在增加一條長遠的財源通道。

4.少辯論,。在園區(qū)的企業(yè)文化中，對永動機的過去,、現(xiàn)在和將來不作平判,。

二.目標

1.永動機主題公園的規(guī)模能夠游客參觀一天。

2.使永動機主題公園的營業(yè)收入能夠保持公園的良好運營,，具有盈利能力,，再擴建能力。

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

2.利用人們對永動機主題公園的欣賞、探密,、評論,、批判、爭論等行為,，增添人們對永動機主題公園的關注度,，吸引更多的高端揭密人員到園區(qū)調研、吸引更多的積極

維護能量守恒定律權威和尊嚴的科技人員到園區(qū)調研,，擴大爭議程度,，不怕被誤解，使贊同方和反對方等各種人群都成為主題公園的游客,。

3.將永動機3個字占為己有,。永動機三字歷史悠久，文化底蘊深厚,，它的發(fā)展經(jīng)歷是失敗連著失敗,，但圍繞著對失敗原因的探索，又衍生了認知自然規(guī)律的新概念,，我們不能把永動機當做失敗和愚昧的代名詞,，可以考慮注冊永動機主題公園的商標權，在國內保持這一品牌的唯一性,，這將是投資方的偏得,，可以考慮由永動機主題公園的運營商，申請各個新推出永動機的外觀專利權,，保持各種重點造型的壟斷能力,，力爭長期保持園區(qū)的新穎性和獨特性。

4.使參觀永動機主題公園的青少年,，見識到多種多樣的機械傳動機構,，開闊視野，提高想象力,，學會創(chuàng)造能力,。

四.特點

1.園區(qū)內分布的永動機歷史悠久,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)的歷史和文化內涵,。

2.內容充實豐富,。在園區(qū)內，既有13世紀的永動機，又有21世紀的永動機,，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)人們研制永動機的多樣性,。

澳洲永駐篇五

永動機幻想的破滅

10010426:楊仲豪

內容提要：本文從永動機的概念、歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過的永動機以及永動機幻想破滅的原因等幾個方面描述永動機從出現(xiàn)到破滅的整個過程,，最后得出我們從中應吸取的教訓.關鍵詞：永動機,、幻想、熱力學第一定律,、熱力學第二定律

引言：

人類的歷史需要感謝那些在科學研究上做出科學貢獻的人,，因為他們的研究人類社會才能更加地先前發(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,！當然在科學研究中同樣會遇到歧路,，而在近代永動機便是一條讓眾多有杰出創(chuàng)造才能的科學家一去不復返的歧路。我們也在物理課中對永動機有過一點了解,，不過接下來就讓我們更深入地了解一下永動機幻想的破滅,。

一、永動機是什么

首先我們先了解一下永動機的概念：永動機是指違反熱力學基本定律的永不停止運動的發(fā)動機,。

不過現(xiàn)在有人認為永動機這個名詞不是很恰當,，他們說：“如飛輪之類，一旦開始運動,，若無摩擦阻力作用,，是可以永久繼續(xù)運動下去的，這在實際上雖然不易實現(xiàn),，但是在道理上說得通,，可以看作一種實際的極限情況?！彼麄冞€認為：“所謂永動機并不是指這種情況,，不是試圖去保持永恒的運動，而是期望在沒有外界能源供給,，即不消耗任何燃料和動力的情況下,，源源不斷地得到有用的功?！笔聦嵣希@種說法還是很有道理的,。在時代的發(fā)展中曾經(jīng)出現(xiàn)了兩類永動機：第一類永動機是指某物質循環(huán)一周回復到初始狀態(tài),，不吸熱而向外放熱或作功的機器,；第二類永動機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。

二,、永動機想法的起源及出現(xiàn)過的永動機

永動機的想法起源于印度,，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，早期最著名的一個永動機設計方案是十三世紀時一個叫亨內考的法國人提出來的,。如圖所示：輪子中央有一個轉動軸,，輪子邊緣安裝著12個可活動的短桿，每個短桿的一端裝有一個鐵球,。方案的設計者認為,，右邊的球比左邊的球離軸遠些，因此,，右邊的球產(chǎn)生的轉動力矩要比左邊的球產(chǎn)生的轉動力矩大,。這樣輪子就會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉動下去，并且?guī)訖C器轉動,。這個設計被不少人以不同的形式復制出來,，但從未實現(xiàn)不停息的轉動。仔細分析一下就會發(fā)現(xiàn),，雖然右邊每個球產(chǎn)生的力矩大,，但是球的個數(shù)少，左邊每個球產(chǎn)生的力矩雖小,，但是球的個數(shù)多,。于是，輪子不會持續(xù)轉動下去而

對外做功,，只會擺動幾下,，便停下來。

達·芬奇的永動機

后來,，文藝復興時期意大利的達·芬

奇（leonardo da vinci,，1452-1519）也造

了一個類似的裝置，他設計時認為,，右邊的重球比左邊的重球離輪心更遠些,，在兩

邊不均衡的作用下會使輪子沿箭頭方向轉

動不息，但實驗結果卻是否定的,。達·芬

奇敏銳地由此得出結論：永動機是不可能實現(xiàn)的,。事實上，由杠桿平衡原理可知，上面兩個設計中,，右邊每個重物施加于輪子的旋轉作用雖然較大,，但是重物的個數(shù)卻較少。精確的計算可以證明,，總會有一個適當?shù)奈恢?，使左右兩側重物施加于輪子的相反方向的旋轉作用（力矩）恰好相等，互相抵消,，使輪子達到平衡而靜止下來,。

斯特爾的永動機

16世紀70年代，意大利的一位機械師斯特爾又提出了一個永動機的設計方案,。他在設計時認為,，由上面水槽流出的水，沖擊水輪轉動,，水輪在帶動水磨轉動的同時,，通過一組齒輪帶動螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中,。他想,，整個裝置可以這樣不停地運轉下去，并有效地對外做功,。實際上,，流回水槽的水越來越少，很快水槽中的水就全部流進了下面的蓄水池,，水輪機也就停止了轉動,。

磁力永動機

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現(xiàn)永動機,。他的設計如圖所示，a是一個磁石,，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,，復又被磁石吸引，鐵球就可以沿螺旋途徑連續(xù)運動下去,。大概他那時還沒有建立庫侖定律,，不知道電場力大小是與距離的平方成反比變化的，只要認

真想一想,，其荒謬處就一目了然了,。

浮力永動機

浮力也是設計永動機的一個好幫手,。下圖是一個著名的浮力永動機設計方案。一連串的球,，繞在上下兩個輪子上,，可以像鏈條那樣轉動,。右邊的一些球放在一個盛滿水的容器里,。設計者認為，左邊如果沒有那個盛水的容器,，左右兩邊的球數(shù)相等,，鏈條是會平衡的。但是,，現(xiàn)在左邊這些球浸在水里,，受到了水的浮力，就會被水推著向上移動,，也就帶動整串球繞上下兩個輪子轉動,。上面有一個球露出水面。下面就有一個球穿過容器底,，補充進來,。這樣的永動機也沒有制成，是不是因為要下面的球能夠通過容器底,，而又不能讓水漏出來,，制造起來技術上有困難呢？技術上的困難并不是主要問題,，主要問題還是出在設計的原理上,。當下面的球穿過容器底的時候，它和容器底一樣,，要承受上面水的壓力,，而且是因為在水的最下部，所以它受到的壓力很大,。這個向下的壓力,，就會抵消上面幾個球所受的浮力，這個水動

機也就無法永動了,。

此外,，人們還提出過利用輪子的慣性，細管子的毛細作用,，電磁力等獲得有效動力的種種永動機設計方案,，但都無一例外地失敗了。其實,，在所有的永動機設計中,，我們總可以找出一個平衡位置來,，在這個位置上，各個力恰好相互抵消掉,，不再有任何推動力使它運動,。所有永動機必然會在這個平衡位置上靜止下來，變成不動機,。從哥特時代起,，這類設計方案越來越多。17世紀和18世紀時期,，人們又提出過各種永動機設計方案,，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)明來掙錢的方案設計師,。有學識的和無學識的人都相信永動機是可能的,。這一任務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，創(chuàng)造不出任何成果,。

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

三,、永動機無法出現(xiàn)的原因

在那個時代，有許許多多有能力,、有才華的科學家在永動機上撞的頭破血流,，他們一次又一次的努力著、嘗試著,，但迎接他們的知識一次次的失敗,。在這個過程中,，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項目,，他們開始認識到從用力學方法不可能制成永動機,，他們開始試圖用科學方法檢驗永動機想法的可能性。隨著熱力學第一,、第二定律的發(fā)現(xiàn),，永動機的幻想徹底破滅了！

（1）第一類永動機幻想的破滅

熱力學第一定律的發(fā)現(xiàn)從理論上證明了第一類永動機是不可能制造出來的,。

大量的實驗表明,，要使一個系統(tǒng)的熱運動狀態(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,，自然界實際發(fā)生的熱力學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)對外界做的功,，q表示外界傳給系統(tǒng)的熱量，△e為系統(tǒng)內能的增量,，則：q=△e+a,；

這也就是熱力學第一定律常用的一種表達式。

而第一類永動機是指某物質循環(huán)一周回復到初始狀態(tài),，不吸熱而向外放熱或作功的機器,。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機是不符合熱力學第一定律的,，也就證明了第一類永動機的無法實現(xiàn)！

（2）第二類永動機幻想的破滅

在第一類永動機失敗后,，第二類永動機的構想又被人提了出來,。第二類永動機的設想比之前的第一類永動機更具有欺騙性，甚至于在1881年美國人約翰·嘎姆吉設計的零永動機居然引起了美國海軍的高度重視,。不過偽科學畢竟是偽科學,，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,！而熱力學第二定律就是拆穿第二類永動機的一把寶劍,！下面我就先具體介紹一下熱力學第二定律。

熱力學第二定律是熱力學定律之一,，是指熱永遠都只能由熱處轉到冷處,。

rudolph clausius）和英國人開爾文（lord kelvin）在熱力學第一定律建立以后重新審查了卡諾定理,，意識到卡諾定理必須依據(jù)一個新的定理，即熱力學第二定律,。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，它說明第二類永動機是不可能實現(xiàn)的）,。

當然熱力學第二定律不是憑空想出來的,，它是通過幾代科學家的觀察、實驗,、論證的基礎上出現(xiàn)的,。雖然從微觀上理解，熱力學第二定律是涉及大量分子的運動的無序性變化的規(guī)律,，也就是說它就是一條統(tǒng)計規(guī)律,。所以它只適用于大量分子的集體。由于宏觀熱力學過程總涉及大量的分子,，對他們來說,，熱力學第二定律總是正確的。也正因為這樣,，它就成了自然科學中最基本而又最普遍的規(guī)律之一,。

現(xiàn)在我們再看第二類永動機，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,。這明顯就和開爾文表述相悖,，也就說明了第二類永動機的無法實現(xiàn)！

四,、我們從中吸取的教訓

首先我們必須贊揚那些極具創(chuàng)造能力的人,，正是在他們的不懈努力下，一個個創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)才出現(xiàn)在人類社會中,，是他們的發(fā)現(xiàn)促進了整個人類社會的發(fā)展,，是他們創(chuàng)造了人類輝煌的明天！當然在科學發(fā)展的道路上也并非是一帆平坦,，在科學發(fā)展相對落后的時代,，在當時社會環(huán)境的影響下，即使是多么天才的人,，他們對某些事物的認知也會出現(xiàn)不可避免的偏差,，從而導致他們走上歧路。我們不能因為他們一時的錯誤就對他們百般指責甚至是徹底否定,，畢竟人無完人,！我們不能忽略他們已然做出的貢獻,，畢竟我們或許還不如他們！當然有許許多多的人走進了歧路,，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在科學的發(fā)展上,！

說到這里我想說一點別的東西，在寫這篇論文的過程中我上網(wǎng)查資料的時候有一個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機,，還有一些人為了制造永動機耗盡自己的一生積蓄,，這些事情都讓我感到費解。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,，不知有多少人設想過制造永動機，期望機器一經(jīng)開動,，不需補充任何能量就永遠不停地運轉下去,。但是，這種設想沒有客觀根據(jù),，因而是永遠也不可能實現(xiàn)的。英國著名科學家焦耳年輕時有過一段追求永動機的經(jīng)歷,，失敗以后得出結論說：“不要永動機,，要科學”。他踏上科學道路以后,，終于在熱力學方面作出了貢獻,。一切在科學研究和實際工作中希望獲得成功的人們，都應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作可能的東西去追求,。否則，就會誤入歧途,，白白浪費時間和精力,。牛頓在這方面留下過深刻的教訓。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,，靠慣性運動；那么,，使物體開始運動的第一次外力從哪里來,？于是,，他竟提出了“上帝第一推動”的謬說，追求沒有可能性的宇宙第一推動力研究,，結果浪費了時間,，留下了笑柄。

五,、結語

第一,、二類永動機的失敗向我們揭示出了一個普遍的真理，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,，要想前進就得先選擇一條正確的道路并堅定不移地走下去,！

參考文獻：

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