第511章活水(下)

    “經(jīng)歷了這么多的失敗，他們還是不肯放棄？”王娜姐問。

    “沒有。”大哲說，“1775年，法國(guó)科學(xué)院宣布，本科學(xué)院以后不再審查有關(guān)永動(dòng)機(jī)的一切設(shè)計(jì)。這說明在當(dāng)時(shí)科學(xué)界，已經(jīng)從長(zhǎng)期所積累的經(jīng)驗(yàn)中，認(rèn)識(shí)到制造永動(dòng)機(jī)的企圖是沒有成功的希望的。永動(dòng)機(jī)的想法在人類歷史上持續(xù)了幾百年，這個(gè)想法被駁倒，不僅有利于人們正確的認(rèn)識(shí)科學(xué)，也有利于人們正確的認(rèn)識(shí)世界。能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)是不能做出來的。而能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向的，就像熱量可以自發(fā)的由熱的物體轉(zhuǎn)移到冷的物體，但不能自發(fā)的由冷的物體轉(zhuǎn)移到熱的物體，而不引起其他的變化，所以第二類永動(dòng)機(jī)也是不能做出來的。還有人認(rèn)為，根據(jù)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(yùn)動(dòng)，于是想要在外太空實(shí)驗(yàn)。但是當(dāng)時(shí)的科技并不允許這么做，而且牛頓還提出了萬有引力定律，即自然界中任何兩個(gè)物體都互相吸引。所以這個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)很久之后――或者只有幾分鐘――就會(huì)停下來，也不能永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)?！?br/>
    “雖然經(jīng)過許多人的辛勞，但事實(shí)證明他們無一例外地都?xì)w于失敗。永動(dòng)機(jī)是一種幻想。永遠(yuǎn)不可能成功，因?yàn)樗`反了自然界最普遍的一個(gè)規(guī)律。這就是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。著名科學(xué)家達(dá)?芬奇早在15世紀(jì)就提出過永動(dòng)機(jī)不可能的思想，他曾設(shè)計(jì)過一種轉(zhuǎn)輪。在轉(zhuǎn)輪邊沿安裝一系列的容器，容器中充了一些水銀，他想水銀在容器中移動(dòng)有可能使轉(zhuǎn)輪永遠(yuǎn)地轉(zhuǎn)動(dòng)，但是經(jīng)過仔細(xì)研究之后，得出了否定的結(jié)論。他從許多類似的設(shè)計(jì)方案中認(rèn)識(shí)到永動(dòng)機(jī)的嘗試是注定要失敗的。他寫道：永恒運(yùn)動(dòng)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(jì)以后的好幾百年里面，制造永動(dòng)機(jī)的活動(dòng)卻從未停止過。17世紀(jì)，英國(guó)有一個(gè)被關(guān)在倫敦塔下叫馬爾基斯的犯人，他做了一臺(tái)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的永動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)輪直徑達(dá)4.3米。有四十個(gè)各重二十三千克的鋼球沿轉(zhuǎn)輪輻翼外側(cè)運(yùn)動(dòng)，使力矩加大，待轉(zhuǎn)到高處時(shí)，鋼球會(huì)自動(dòng)地滾向中心。據(jù)說，他曾向英國(guó)國(guó)王查理一世表演過這一裝置。國(guó)王看了很是高興，就****了他。其實(shí)這臺(tái)機(jī)器是靠慣性來維持短時(shí)運(yùn)動(dòng)的?！?br/>
    “這樣的永動(dòng)機(jī)還有很多?！贝笳苷f起來滔滔不絕，“19世紀(jì)有人設(shè)計(jì)了一種特殊機(jī)構(gòu)，它的臂可以彎曲。臂上有槽，小球沿凹槽滾向伸長(zhǎng)的臂端。使力矩增大。轉(zhuǎn)到另一側(cè)，軟臂開始彎曲，向軸心靠攏。設(shè)計(jì)者認(rèn)為這樣可以使機(jī)器獲得轉(zhuǎn)矩。然而，他沒有想到力臂雖然縮短了。阻力卻增大了，轉(zhuǎn)輪只能停止在原地。1681年，英國(guó)有一位著名的醫(yī)生弗拉德提出一個(gè)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(dòng)水輪機(jī)。水輪機(jī)除了帶動(dòng)水磨做功以外，還可使阿基米德螺旋轉(zhuǎn)不斷提水。如此周而復(fù)始，就可以無需擔(dān)心天旱水枯了。一時(shí)間，響應(yīng)他的人大有人在，形形色色的自動(dòng)水輪機(jī)陸續(xù)提出，竟出現(xiàn)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(shí)現(xiàn)永動(dòng)機(jī)。他的是一個(gè)磁石，一個(gè)鐵球受磁石吸引可沿斜面滾上去，滾到上端，從小洞落下，經(jīng)曲面返回，復(fù)又被磁石吸引，鐵球就可以沿螺旋途徑連續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。大概他那時(shí)還沒有建立庫(kù)侖定律，不知道電場(chǎng)力大小與距離的平方是成反比變化的，只需多加思索，其荒謬處就一目了然了。還有表面張力永動(dòng)機(jī)、浮力永動(dòng)機(jī)、永磁永動(dòng)機(jī)、自動(dòng)車、自動(dòng)洗衣機(jī)，等等?！?br/>
    “就在一些人熱衷于制造永動(dòng)機(jī)的同時(shí)，科學(xué)家們從力學(xué)基本理論的研究中逐步認(rèn)識(shí)到了自然界的客觀規(guī)律性。繼達(dá)?芬奇之后，斯蒂文寫了一本《靜力學(xué)基礎(chǔ)》，其中討論斜面上力的分解問題時(shí)，明確地提出了永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)。他寫道：神奇其實(shí)并不神奇?！?br/>
    “1775年，法國(guó)科學(xué)家鄭重的通過了一項(xiàng)決議，拒絕審理永動(dòng)機(jī)。在《法國(guó)科學(xué)院的歷史》一書中有如下記載：這一年科學(xué)院通過決議，決定拒絕審理有關(guān)下列問題的解答：倍立方，三等分角，求與圓等面積的正方形，以及表現(xiàn)永恒運(yùn)動(dòng)的任何機(jī)器。并且解釋說:永動(dòng)機(jī)的建造是絕對(duì)不可能的，即使中間的摩擦和阻力不致最終破壞原來的動(dòng)力，這個(gè)動(dòng)力也不能產(chǎn)生等于原因的效果；再如設(shè)想動(dòng)力可以連續(xù)起作用，其效果在一定時(shí)間之內(nèi)也會(huì)是無限小。如果摩擦和阻力減小，初始的運(yùn)動(dòng)往往得以繼續(xù)，但它不能與其他物體作用，在這種假設(shè)中，惟一可能的永恒運(yùn)動(dòng)對(duì)實(shí)現(xiàn)永動(dòng)機(jī)建造者的目的將毫無用處。這些研究的缺點(diǎn)是費(fèi)用極度昂貴，不止毀了一個(gè)家庭，本來可以為公眾提供大量服務(wù)的技師們，往往為此浪費(fèi)了他們的工具、時(shí)間和聰明才智。然而，就是在法國(guó)科學(xué)院如此明確的警告之下，創(chuàng)造永動(dòng)機(jī)的各種活動(dòng)仍然未見收斂。19世紀(jì)中葉，能量守恒定律已經(jīng)確立。1861年，英國(guó)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(jì)的永動(dòng)機(jī)》的書，告誡人們，切勿妄想從永恒運(yùn)動(dòng)的賜予中獲取名聲和好運(yùn)?？墒?，德爾克斯這部警世恒言卻未能阻止永動(dòng)機(jī)的繼續(xù)泛濫?！?br/>
    “都已經(jīng)鐵板釘釘了，為什么還是有人不信邪呢。”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?！贝笳苷f，“19世紀(jì)末美國(guó)賓州有人想用磁鐵代替鐘擺的錘，企圖用磁力做功代替發(fā)條，認(rèn)為有可能無需發(fā)條而能自動(dòng)維持?jǐn)[動(dòng)，結(jié)果是徒勞一場(chǎng)毫無成果。進(jìn)入20世紀(jì)，更加復(fù)雜的、似是而非的種種設(shè)計(jì)不斷被提了出來。例如有人想發(fā)明自動(dòng)車，有人創(chuàng)造自動(dòng)洗衣機(jī)，有人想利用水中的分子吸引力制造自動(dòng)泵，有人想單純靠永久磁鐵做成發(fā)電機(jī)，特別是在能源危機(jī)的刺激下，這類活動(dòng)竟有增無減，層出不窮。另一類永動(dòng)機(jī)也常被人提出而且還很迷惑人。如美國(guó)華盛頓地區(qū)的一位發(fā)明家甘姆埃設(shè)計(jì)了一種零度發(fā)動(dòng)機(jī)，用液態(tài)氨做工作物質(zhì)。1881年他的設(shè)計(jì)居然得到美國(guó)海軍總工程師的支持，受到官方贊揚(yáng)，甚至當(dāng)時(shí)的美國(guó)總統(tǒng)也極有興趣地觀看了設(shè)計(jì)模型。他們也許認(rèn)為，如果這種發(fā)動(dòng)機(jī)真的成功，美國(guó)艦隊(duì)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，只要科學(xué)地分析一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)甘姆埃的設(shè)計(jì)是屬于單熱源的熱機(jī)，它違反了熱力學(xué)第二定律，這就是不可能實(shí)現(xiàn)的第二類永動(dòng)機(jī)。如果說永動(dòng)機(jī)的發(fā)明對(duì)人類有點(diǎn)益處的話，那就是人們可以從中吸取教訓(xùn)：一切違背能量轉(zhuǎn)化與守恒定律等自然規(guī)律的創(chuàng)造都是注定要失敗的。”

    “關(guān)于永動(dòng)機(jī)的不可能，還應(yīng)當(dāng)提到荷蘭物理學(xué)家司提芬。16世紀(jì)之前，在靜力學(xué)中，人們只會(huì)處理求平行力系的合力和它們的平衡問題，以及把一個(gè)力分解為平行力系的問題，還不會(huì)處理匯交力系的平衡問題。為了解決這類問題，人們把他歸結(jié)于解決三個(gè)匯交力的平衡問題。隨著對(duì)永動(dòng)機(jī)不可能的認(rèn)識(shí)，一些國(guó)家對(duì)永動(dòng)給出了限制。其實(shí)仔細(xì)分析就可以發(fā)現(xiàn)，歷史上無數(shù)人癡迷于永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造，在熱力學(xué)體系建立之前，這些人中既有科學(xué)家，也有希望借此成名發(fā)財(cái)?shù)耐稒C(jī)者，而熱力學(xué)體系建立后，致力于永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的除了希望打破現(xiàn)有科學(xué)體系的民間科學(xué)家外，更多的則是一些借永動(dòng)機(jī)之名牟取錢財(cái)?shù)尿_子。”

    “自動(dòng)輪騙局，超磁能機(jī)車，都是這樣的騙局?？茖W(xué)在不斷進(jìn)步，永動(dòng)機(jī)的研究卻從來沒有停止。中國(guó)乃至世界不知有多少民間科學(xué)家甚至專家，學(xué)者，教授，花費(fèi)了大量寶貴的時(shí)間、金錢、心血來堅(jiān)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(dāng)然也不乏別有用心的騙子，常見的手法是出售或轉(zhuǎn)讓他的永動(dòng)機(jī)圖紙、永動(dòng)機(jī)技術(shù)等等。其實(shí)，只要一些最最基本的物理學(xué)常識(shí)，就可以識(shí)破這種騙術(shù)?！贝笳茉秸f越激動(dòng)，竟然像是做了一場(chǎng)演講一樣。

    “胖子，他是我看不起你啊，你平時(shí)可不像是這么有文化的樣子，怎么…”云希明問。

    “因?yàn)槲易詈玫囊晃粚W(xué)長(zhǎng)，就曾因?yàn)檠芯坑绖?dòng)機(jī)，毀了自己的一輩子。”大哲說。(未完待續(xù)。)

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