永動機不可能在我們宇宙中存在，人類永遠無法製造它

如果要提及科學史上最大的騙局，那一定非永動機莫屬，在公元前1200年，關於永動機的構想就已經出現在印度，並經過了伊斯蘭教世界傳到了西方，公元13世紀，一個名叫亨內考的工程師提出：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。右邊的球比左邊的球離軸遠些，因此，右邊的球產生的轉動力矩要比左邊的球產生的轉動力矩大。這樣輪子就會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉動下去，並且帶動機器轉動。

這就是著名的「亨內考魔輪」，這個是早期最著名的永動機方案，此後，關於永動機的構想，引誘了一大批科學家入坑，包括達文西，焦耳、達文西這樣的學術大家，時至今日，還是有人用永動機作為幌子，招搖撞騙。

但是我們必須要指出，永動機不可能在我們宇宙中存在，人類永遠無法製造它。這是經過科學家通過實驗、理論得出的結果。

在早期，人類對於永動機的定義是某物質循環一周回復到初始狀態，不吸熱而向外放熱或做功，這種機器不消耗任何能量，卻可以源源不斷的對外做功，這叫「第一類永動機」。

然而焦耳通過實驗發現，物體內能的增加等於物體吸收的熱量和對物體所作的功的總和 。即自然界裡所有的物質均具有能量，這些能量有各種不同的形式，且能夠從某種形式轉變為另一種形式，在轉變過程能量的總數保持恆定不變。這就是著名的能量守恆定律，也就是熱力學第一定律。

隨著研究現象的擴大和深入，物理學中引入了光能、原子核能 , 甚至相對論能量、光子能量、粒子場的能量等等 , 從而一 步步地建立了普遍的能量守恆定律 . 人們也因此在一個方面逐步深入地認識了自然界的一條基本規律。

而這顯然與第一類永動機相違背，因為能量是不能被憑空製造出來的，只能從一種形式轉移到另外一種形式，任何事物、事件、甚至宇宙，總體能量是一定的，不在這裡多，就在那裡多，即投入與產出的平衡。人類幾乎所有的發明和應用，都是遵循這個基本定律，物理、機械、化學、數學、自然、社會等等。。

能量的主要形式的能量及其相互轉化

第一類永動機的構想破產，很多科學家還是不放棄，提出了第二類永動機，也就是從海洋、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，這就是第二類永動機。

不過這個想法在熱力學第二定律提出之後，也慘遭破產，當時瓦特改良蒸汽機，1824年，卡諾發表經典著作《關於火的動力和適合產生這種力的機器的考慮 》卡諾在這本論著中就如下兩個問題 展開了他的全部理論：

( 1 ) 熱機的效率是否有一極限? ( 2 ) 什麼樣的熱機工作物質是最理想的? 這都是當時熱機工程界爭論不休的問題 。在對熱機效率缺乏理論認識的情況下 , 土程 師們只能從熱機的適用性、安全性和燃料的經濟性幾個方面來改進熱機 。熱機就是指各種利用內能做功的機械。是將燃料的化學能轉化成內能再轉化成機械能的機器動力機械的一類，蒸汽機也屬於熱機。

卡諾在這裡面提出：「 熱動力與用來產生它的工作物質無關，它唯一地由在它們之間產生效力的物體〔熱源 〕的溫度來確定，最後還與熱質的輸運量有關 。 」

在卡諾的基礎上，克勞修斯（1854年用德文、1856年用英文）提出他最著名的熱力學第二定律的表述：「熱不能自發地從較冷物體轉向較熱的物體」，或者譯為「不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化」（Heat can never pass from a colder to a warmer body without some other change， connected therewith， occurring at the same time.）。

熱力學第二定律的本質是表達了一個孤立熱力系統的自發過程總是朝向有序度低的方向進行，例如，功能→熱能、電能→熱能、高溫→低溫、高壓→低壓、……。

熱力學第二定律也有一個精彩的表述，那就是：「第二類永動機不可能實現」，因為在設計循環過程時，第二類永動機都要讓熱能從低溫物體傳到高溫物體，或讓熱能百分之百轉化成機械能。但是，第二類永動機違背了熱力學第二定律，因此是不可能製造成功的，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，熱力過程是一個不可逆過程。

克勞修斯後來又在《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，這就是熵,以符號S表示。這就是熱力學第二定律的又一個經典表述方式，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。

熵增原理最大的意義就是從能量品質的角度規定了能量轉換過程中的方向、條件和限度問題。從而徹底

世界上首臺第二類永動機是1881年格穆吉（John Gamgee）為美國海軍設計的「零耗發動機(Zeromotor)」，設想讓汽缸內的液氨從海水中吸收熱量汽化產生蒸汽推動活塞而獲得動能，氨蒸氣冷卻後又凝結成液氨，如此循環往復。但是這一裝置無法持續運轉，因為汽化後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。這證明了熱力學第二定律的正確性。

如果把整個宇宙看作一個封閉系統來看，那麼宇宙本身也符合熱力學第二定律，那麼宇宙就在不斷在消耗著能量，且不可逆，熵不斷在增加正在走向它的最大值，因此宇宙一旦到達熱動平衡狀態，就完全死亡。這種情景稱為「熱寂」，這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在。當然，宇宙是否是一個封閉系統，這是目前還尚有爭議的話題。

第一類永動機和第二類永動機的破產，讓永動機之夢在科學界沉寂了一段時間，然而在上個世紀某，一些科學家提出了第三類永動機，希望在封閉的物質系統內，依靠外界能量的輸入，實現物質的自循環。

1990年代，美國人在亞利桑那州的沙漠裡進行了一項實驗，實驗裝置是一個碩大的溫室，佔地一公頃，在裡面預先設置了河流、樹林、草地、動物、人……總之，一切都是盡力模仿地球的生物圈而設計的，從而構建了一個微型人工生態循環系統，該溫室被命名為生物圈２號。實驗的設計者希望生物圈２號中的空氣、水，動物、植物和人能夠在陽光的作用下實現物質的自循環，然而生物圈2號的氧氣與二氧化碳的大氣組成比例，無法自行達到平衡，它說明了物資的回收率不可能是百分之百。每個循環都會有垃圾產生，參加循環的物質越來越少，最後使系統崩潰。這個實驗宣告了第三類永動機的失敗。

之後，科學家又提出了第四類永動機，希望造出不違反能量守恆定律，卡諾定律，卻能自發熵減的永動納米材料。然而這個願景至今也沒有實現，而且這個願景也不符合熱力學第二定律，連科學都談不上，充其量只能說是假說和科幻。

人類必須要接受一個現實，那就是永動機不可能在我們宇宙中存在，人類也永遠無法製造它，因為宇宙是開放的、不可逆的非熱力學平衡體系。平衡態是無序的，而非平衡態則是有序的根源，這是與熱力學第二定律一致的，也是符合熵增原理的。

包括生命體系也是，人的生命發展就是一個熵增的過程，從無序走向有序，像我們進食就是一個抵抗熵增的行為，即具人類有熵減的能力，我們從食物中汲取了「負熵」來維持生命的有序，即「新陳代謝的實質就是及時全部消除有機體無時無刻不產生的全部負熵」。這裡的有序和無序是描述宏觀態的。

薛丁格曾經有一句非常經典的話，叫做：「生命賴負熵為生」！

現在一些民科，信誓旦旦宣稱研發出來了永動機，他們其實不明白這是不可能的嗎？明白的，只不過是想騙一點錢罷了，然而現在卻還是有很多人相信，希望大家不要再相信這樣的騙局！