永動機 600 年,為什麼21世紀還有人相信這樣的龐氏騙局?

永動機的概念誕生很早，早在12世紀的時候，時至今日，印度人民依然沒有放棄這個狂熱的想法，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。他提出：輪子中央有一個轉動軸，輪子邊緣安裝著12個可活動的短杆，每個短杆的一端裝有一個鐵球。這樣輪子就會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉動下去，並且帶動機器轉動。

這個輪子名叫「亨內考魔輪」，它讓科學家做起了「永動機」的夢，科學家們幻想，一旦永動機誕生，人類將產生源源不斷的能源。由此，科學界做起了長達 500 年的永動機之夢，通觀人類的科技發展史，還沒有哪一個研究與發明能如永動機一樣可以跨越千年經久不衰，至今還以其獨有的無窮魅力吸引著許許多多的人們和一代一代的後來者。

我們需要注意的是，永動機指的不只是永遠運動的機器，而且還需要對外輸出能量，例如帶動其它的機器去提起重物、驅動車輛等等。用物理學術語來說，就是要能夠對外做功。這樣才有實用價值，歷史上才會引起那麼多人的興趣。如果僅僅是永遠運動，那麼在無摩擦的情況下把一個物體推一下，讓它獲得一個初速度，它就會無限地勻速直線運動下去（牛頓第一定律），哪裡還有什麼研究的價值？

後來，文藝復興時期義大利的達·文西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·文西敏銳地由此得出結論：永動機是不可能實現的。事實上，由槓桿平衡原理可知，上面兩個設計中，右邊每個重物施加於輪子的旋轉作用雖然較大，但是重物的個數卻較少。精確的計算可以證明，總會有一個適當的位置，使左右兩側重物施加於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。

儘管如此，科學家們一直沒有放棄這個夢想，人們又提出過各種永動機設計方案，有採用「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。那時候歐洲各國宮廷裡聚集了形形色色的企圖以這種虛幻的發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。

在中國也有過著名的永動機笑話，那就是淮海戰役中被俘的國軍第十二兵團司令黃維，電影《大決戰》中被其他國民黨將領諷刺為書呆子的那位。黃維進了功德林以後，迷上了製造永動機。他自己說是為了解決人類的能源危機，別人自然也可以懷疑他是為了逃避改造。無論如何，他對研究確實很投入，為此甚至耽誤了特赦。當然，他的設想全都失敗了。

電影場景黃維造永動機

黃維是可悲的，他為了逃避改造迷上造永動機讓深愛他的妻子苦等了他 30 多年，最終精神分裂，最後自殺而亡。

這時的一些著名科學家斯臺文、惠更斯等都開始認識到了用力學方法不可能製成永動機。所以1775年，在《法國科學院的歷史》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，求與圓等面積的正方形，以及表現永恆運動的任何機器。」

法國科學院解釋說：「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（自然界不可能存在）中，惟一可能的永恆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。」

然而這個時候還是沒有一個系統的理論解釋為什麼沒有辦法造出永動機。

直到1847年，德國科學家亥姆霍茲發表了著作《論力的守恆》。他提出一切自然現象都應該用中心力相互作用的質點的運動來解釋，這個時候熱力學第一定律也就是能量守恆定律已經有了一個模糊的雛形。

1850年，克勞修斯發表了《論熱的動力和能由此推出的關於熱學本身的定律》的論文。他認為單一的原理即「在一切由熱產生功的情況，有一個和產生功成正比的熱量被消耗掉，反之，通過消耗同樣數量的功也能產生這樣數量的熱。」 加上一個原理即「沒有任何力的消耗或其它變化的情況下，就把任意多的熱量從一個冷體移到熱體，這與熱素的行為相矛盾」來論證。把熱看成是一種狀態量。

由此克勞修斯最後得出熱力學第一定律的解析式：dQ=dU-dW 能量守恆原理表述為一個系統的總能量的改變只能等於傳入或者傳出該系統的能量的多少。總能量為系統的機械能、熱能及除熱能以外的任何內能形式的總和。

能量守恆定律宣告了永動機的破產，因為永動機違反了能量和質量的守恆定律，在任何的永動機設計中，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。

不過能量守恆定律的提出還是沒有打消科學家們的夢，他們夢想著製造另一種永動機，希望它不違反熱力學第一定律，而且既經濟又方便。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為機械功。由於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。

中國民科造的磁動機就屬於第二種

簡單來說，人們認識到能量是不能被憑空製造出來的，所以他們試圖從海洋、大氣乃至宇宙中吸取熱能，並將這些熱能作為驅動永動機轉動和功輸出的源頭，從單一熱源吸熱使之完全變為有用功而不產生其它影響的熱機這也被稱為第二類永動機。

科學家認為只要做到了只有單一的熱源，它從這個單一熱源吸收的熱量，可以全部用來做功，而不引起其他變化，第二類永動機就能夠成功。

第一類永動機是不從外界輸入能量，卻能輸出能量。第二類永動機是通過從外界輸入能量來輸出能量，不過這個外界只是一個熱源（關鍵是「一個」，在兩個熱源之間工作的機器太多了，內燃機就是），例如大海或空氣。好比說，讓海水的溫度降低1攝氏度，把由此放出的熱量完全轉化成機械能。許多科學家認為宇宙中有太多這種超級巨大的熱源了，只要實現了，人類就可以擁有無盡的能量。

而克勞修斯在 1854 年的隨筆《關於熱的力學理論的第二基礎定理的一個修正形式》又提出了新的物理量來解釋這種現象，,1865 年正式命名為熵,以符號S表示。

克勞修斯從熱機的效率出發，認識到正轉變（功轉變成熱量）可以自發進行，而負轉變（熱量轉變成功）作為正轉變的逆過程卻不能自發進行。負轉變的發生需要同時有一個正轉變伴隨發生，並且正轉變的能量要大於負轉變，這實際是意味著自然界中的正轉變是無法復原的。

由此克勞修斯提出了熱力學第二定律的又一個表述方式，也被稱為熵增原理，那就是：不可逆熱力過程中熵的微增量總是大於零。在自然過程中，一個孤立系統的總混亂度（即「熵」）不會減小。

簡而言之就是孤立系統的熵永不自動減少，熵在可逆過程中不變，在不可逆過程中增加，可以說非常鮮明地指出了不可逆過程的進行方向。

熱力學第二定律又宣告了第二類永動機的破產。「第一類永動機不可能製成」，就是能量守恆定律，也稱為熱力學第一定律。「第二類永動機不可能製成」，就是熱力學第二定律。

開爾文曾經對熱力學第二定律有過一條精彩的表述：第二類永動機不可能製成！因為熱能不可能完全變化成機械能。但機械能是可以完全轉化成熱能的。例如你攪拌一杯水，最終你輸入的機械能就會完全變成水的熱能，讓水變熱。這說明機械能和熱能是兩種本質上有所不同的能量形式。

所以可以認為機械能是一種高品質的能量，熱能是一種低品質的能量。熱力學第二定律也可以理解為，宇宙的能量守恆，但品質越來越低。

因為熱能部分轉化成機械能的機器，需要兩個溫度不同的熱源。如果低溫熱源的溫度是T1（這裡用的都是絕對溫標，或稱為熱力學溫標，單位是K，即開爾文），高溫熱源的溫度是T2，那麼熱機的效率（即熱能轉化成機械能的比例）不可能超過1 - T1/T2。在沒有摩擦的理想狀況下，效率就是這個上限值。

所以說熱能不可能完全變化成機械能。但機械能是可以完全轉化成熱能的，所以我們說熱力過程都是不可逆過程。

熱力學第一第二定律，已經宣告了熱力學的破產，可是過了這麼多年，全世界包括中國還是有很多民科妄想造出永動力，這就純粹是龐氏騙局了。他們其實不明白嗎？明白的，只不過是想騙一點錢罷了，比如1872年，有一位名叫吉利的費城人，在紐約成立了「吉利引擎公司」，他是一個音樂愛好者，他就信誓旦旦地聲稱通過研究音叉發現了「音樂能」的奧秘，音樂能可以取之不盡用之不竭，瞬間獲得了百萬美元的集資，最後被人拆穿。

還有，15年一個叫李某某的，自稱拿到了永動機專利，並拉人來投資，但是，在他人投入100萬元之後，真正實用的成果卻從來沒有拿出來過。最終，借「永動機」詐騙的騙子李某某被法院判處有期徒刑十一年，並處罰金人民幣二十萬元，法院並責令其退出贓款100萬元發還被害人。還有著名民間科學家陳錦文以自發電機為號召，利用多層次傳銷手法來進行吸金集資，並假稱與臺灣三陽工業合作開發的新型電動機車，內容於產品發表會中號稱無須加油、加水、充電即可騎乘，最後被揭穿。

所以說那些造永動機的，嘴裡全是公式，心裡全是生意。而那些真正相信的普通群眾，就需要提高自己的科學素養了！