永动机

“永动”是个热门话题，但我觉得有很多人并不理解它的确切含义。永动机是人们想象出来的一种机器，它永远不会停止运动，还能做一些有用的功，比如举起一个载荷。从来没有人造出过真正的永动机，虽然早在上古时代人们就在不断尝试。这样的徒劳无功让人们逐渐坚信，永动机不可能造得出来，它的存在违反了能量守恒定律——现代科学的基础定律。“永动”只有在不做功的前提下才有可能实现。

图44描绘的是最古老的永动机模型之一，直到现在，某些异想天开的人还在试图重现它。图中的轮子边缘装了几根棍子，每根棍子的末端带有配重。轮子上任意位置右侧的配重与圆心之间的距离总是大于左侧，所以右边的重量始终大于左边，这能迫使轮子旋转。按照这个设想，轮子应该永恒不停地旋转，或者至少旋转到轮轴磨断为止。无论如何，它的发明者就是这么想的，但你不用费劲去造这样的机器，它是转不起来的。这究竟是为何呢？

虽然右侧的配重与圆心之间的距离始终大于左侧，但肯定有一个位置右侧的配重数量少于左侧。请再看看图44，你会发现，右侧的配重只有4个，左边却有8个，这样整个装置才能平衡。这个轮子永远转不起来，它只会微微摆动一下，然后在这个位置静止下来。（这台机器的运动可以用所谓的动量定理来解释。）

我们已经确凿无疑地证明了，永动机绝对不可能成为一种能量来源。制造永动机是个徒劳无功的任务，昔日（尤其是中世纪）的炼金术士曾绞尽脑汁试图解决这个问题，他们觉得永动机甚至比点金石还要诱人。19世纪的俄罗斯著名诗人普希金在《豪侠篇》中写过这样一位梦想家，他叫贝托尔德。

“什么是永动？”马丁问。

“永动，”贝托尔德回答，“就是永不停歇地运动。如果我能找到永恒的运动，我就会相信，人类的创造力无所不能。因为，我的好马丁啊，点金术或许既有趣又有利可图，但永动的发现……啊，那将是多么伟大！”

人们发明了好几百种永动机，却没有一台动得起来。每位发明者都漏掉了某种“掀翻苹果车”的东西，无一例外。

图45描绘了另一种被寄予希望的永动机——这个轮子外缘和轮轴之间的区域被分为若干个隔槽，每个隔槽里各有一颗沉重的球。发明者的想法是，轮子一侧的球更靠近外缘，它们的重量会迫使轮子转动。

但这个设想永远不会实现，就像图44的轮子永远无法转动，其背后的原因完全相同。尽管如此，仍然有人在洛杉矶竖起了这样一个巨大的轮子（图46），那是一家咖啡馆的广告。实际上这是一台伪造的永动机，它真正的动力来源被巧妙地藏了起来——但人们以为它是靠隔槽里那些沉重的滚珠驱动的。为了吸引公众的眼球，制表匠也会在自家商店的橱窗里摆放这样的伪永动机，其实它们都靠电力驱动。

顺便说一句，某台这样的伪永动机广告给我的学生留下了深刻的印象，所以当我告诉他们，这种永恒的运动根本不可能发生时，他们都不相信。他们说，眼见为实，我的学生亲眼看到过那些滚珠推动轮子，这远比我的任何话更有说服力。我告诉他们，那台“神奇”机器实际上是由来自城市主电网的电力驱动的，但这于事无补。然后我记起，每个周日都会停电，所以我建议孩子们等到周日再去那家店看看。

“你们看到那台永动机仍在工作吗？”后来我问他们。

“没有。”他们垂头丧气地回答，“它被一张报纸遮住了。”

能量守恒定律重新获得了他们的信任，从此以后，他们再也没有动摇过。