不能实现的东西

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1、不能实现的永动机记得上初中的时候曾经看过一本书名叫《趣味物理学》，非常的有趣，在看完了全书之后，我对其中的一个介绍永动机的章节产生了浓厚的兴趣。由于当时还没怎么学过物理，对热力学第一第二定律一无所知，幼稚而又天真的我整天就想设计一台永动机。为此我满怀激情的进行了一系列现在看来极为可笑的设计，结果不用说，根本设计不出一台符合要求的所谓的永动机。后来学了一些物理，知道永动机是无法实现的。但我觉得这也在从另一个方面促进了我对物理学的认识和理解。我也从中感觉到对一些错误命题的深入研究能促进学术本身的向前。纵观物理学的发展乃至整个人类社会的进步又何尝不是如此呢？故此我认为我们没必要回避

2、永动机这个话题。要知道，有些著名命题的提出都和永动机的研究有关，一些著名的物理学家都研究过永动机，还有很多亲自设计过永动机方案。每一种全新概念永动机的提出往往会带来很多新的发现，而每一次对之否定的过程，又会加深人们对物理学某些领域的认识。而人们在追求不耗能的完美装置的同时，又不经意的设计了许多极其精妙的高效机械，带来技术的革新。说了这么多，我们不妨来看一些历史上经典的而又富有代表性永动机设计。再由此做出一些分析。凭我们目前所学的知识，我想已经足够推翻大师们的“经典”之作了文艺复兴时期意大利的达·芬奇造了一个永动机装置。他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不

3、均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息。事实上，由杠杆平衡原理可知，右边每个重物施加于轮子的旋转作用虽然较大，但是重物的个数却较少。精确的计算可以证明，总会有一个适当的位置，使左右两侧重物施加于轮子的相反方向的旋转作用（力矩）恰好相等，互相抵消，使轮子达到平衡而静止下来。十九世纪发现电、磁等新的自然力，有人又想把它组成最新式永动机。结果也是徒劳的，一无所获。首先浮力成为考虑的热点。一个著名的浮力永动机设计方案是：一连串的球，绕在上下两个轮子上，可以像链条那样转动。右边的一些球放在一个盛满水的容器里。设计者认为，右边如果没有那个盛水的容器，左右两边的球数相等，链条是会平衡的。但

4、是，现在右边这些球浸在水里，受到了水的浮力，就会被水推着向上移动，也就带动整串球绕上下两个轮子转动。上面有一个球露出水面。下面就有一个球穿过容器底，补充进来。这样的永动机也没有制成，是不是因为要下面的球能够通过容器底，而又不能让水漏出来，制造起来技术上有困难呢？技术上的困难并不是主要问题，主要问题还是出在设计的原理上。当下面的球穿过容器底的时候，它和容器底一样，要承受上面水的压力，而且是因为在水的最下部，所以它受到的压力很大。这个向下的压力，就会抵消上面几个球所受的浮力，这个水动机也就无法永动了。　　后来，磁力也曾经扮演过不小的角色。下面的这种磁力“永动机”，是17世纪的英国

5、人约翰·维尔金斯（捷斯特城的主教）设计的。　　在小柱上放一个强力的磁铁A。两个斜的木槽M和N叠着倚靠在小柱旁边。上槽M的上端有一个小孔C，下槽N是弯曲的。这位发明家想，如果在上槽上放一个小铁球B，那末由于磁铁A的吸引力，小球会向上滚，可是滚到小孔处，它就要落到下槽N上，一直滚到N槽的下端，然后顺着弯曲处D绕上来，跑到上槽M上。在这里，它又受到磁铁的吸引，重新向上滚，再从小孔里落下去，沿着N槽滚下去，然后再经过弯曲处回到上槽里来，以便重新开始运动。这样，小球就会不停地前后奔走，进行“永恒的运动”。　　　　　　　　　　　　　　　　要指出它的错误也并不难。为什么小球沿着N槽滚到它的

6、下端以后，还会有一种速度，使它能够顺着弯曲处D绕到上面来呢？假如小球只是在重力这一个作用下滚动的，那它是不难顺着弯曲处上升的，因为那时候它是加速地向下滚的。可是这小球是在重力和磁力这两种力的作用下滚着的，并且磁力是这样强，可以强迫小球从位置B上升到C。所以小球沿着N槽滚动的时候不能加速前进，而是要变慢的；即使它能滚到N槽的下端，也无论如何不能积蓄起一种速度，使自己能绕着弯曲处D上升。 此外，人们还提出过利用轮子的惯性，细管子的毛细作用等获得有效动力的种种永动机设计方案，但都无一例外地失败了。其实，在所有的永动机设计中，我们总可以找出一个平衡位置来，在这个位置上，各个力恰好下互

7、抵消掉，不再有任何推动力使它运动。所有永动机必然会在这个平衡位置上静止下来，变成不动机。各种永动机设计方案的失败，制造永动机美好梦想的破灭，对于每一个寻找永动机的人是一个不小的打击。但是，反思这一失败的探索过程，它从反面给人类以启迪，一些科学家从这一否定的结论中开始思考，提出这样一个问题：永动机不可能制成，是不是说明自然界存在着一条法则，它使我们不可能无中生有地获得能量？也就是说自然界各种能量之间存在着一定的转化关系。这方面的思考是能量转化和守恒原理建立的线索之一。德国著名物理学家和生理学家亥姆霍兹就是