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謠言： 永動(dòng)機(jī)在不消耗任何自然資源的情況下，它就能獲得無(wú)限動(dòng)力。
辟謠： 科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，讓人類(lèi)從繁重的體力勞動(dòng)中解放了出來(lái)，但卻消耗了許多能源和動(dòng)力。于是人們又夢(mèng)想發(fā)明一種機(jī)器，這種機(jī)器能源源不斷地輸出能量或動(dòng)力，卻不需要消耗任何外界的能量。人們?cè)O(shè)想如果能制成永動(dòng)機(jī)，在不消耗任何自然資源的情況下，它就能獲得無(wú)限動(dòng)力。這確實(shí)是一個(gè)極度誘人的幻想！長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，很多人投身于永動(dòng)機(jī)的研制開(kāi)發(fā)。但迄今為止卻沒(méi)有試驗(yàn)成功任何一種永動(dòng)機(jī)。原因是什么呢？
隨著自然科學(xué)的進(jìn)步，我們知道，在工作原理上，永動(dòng)機(jī)的設(shè)想是違背熱力學(xué)基本定律的，所以根本不可能實(shí)現(xiàn)。熱力學(xué)的四個(gè)基本定律在自然科學(xué)中是最為堅(jiān)實(shí)的定律，是幾百年來(lái)科學(xué)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，至今為止，我們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一例違反熱力學(xué)基本定律的案例。
人們幻想的永動(dòng)機(jī)可分為兩類(lèi)：第一類(lèi)是違反熱力學(xué)第一定律的永動(dòng)機(jī)、第二類(lèi)是違反熱力學(xué)第二定律的永動(dòng)機(jī)。那么，這兩類(lèi)永動(dòng)機(jī)為什么不能實(shí)現(xiàn)呢？
達(dá)芬奇設(shè)計(jì)的永動(dòng)機(jī)圖 圖片來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)
違反熱力學(xué)第一定律的永動(dòng)機(jī)
熱力學(xué)第一定律（即能量守恒和轉(zhuǎn)換定律）揭示的是：“自然界中物質(zhì)的能量可以從一種形式轉(zhuǎn)變成為另一種形式，也可以從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，但是在轉(zhuǎn)變或傳遞過(guò)程中能量總和保持恒定。”而“第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)”的工作原理就是不消耗能量就可以做功，與第一定律是相悖的。此類(lèi)永動(dòng)機(jī)的代表作是達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)的永動(dòng)機(jī)，該裝置奢望利用不均衡的力矩作用，來(lái)使輪子繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而且能源源不斷地輸出動(dòng)力。但是，在某一確定的位置，由于所有圓球產(chǎn)生的力矩正好能夠相互抵消，因此該裝置根本就無(wú)法實(shí)現(xiàn)想象中的“永動(dòng)”。在以后的時(shí)間里，大量設(shè)想利用浮力、電磁力、慣性力或毛細(xì)作用的第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)制作實(shí)驗(yàn)相繼宣告失敗。早在1586年，荷蘭科學(xué)家斯蒂文在《靜力學(xué)基礎(chǔ)》一書(shū)中就明確指出，利用力學(xué)方法無(wú)法制成永動(dòng)機(jī)。
1775年，基于理論和實(shí)踐證明的第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的事實(shí)，法蘭西科學(xué)院通過(guò)決議，將拒絕審理“表現(xiàn)永恒運(yùn)動(dòng)的任何機(jī)器”。
違反熱力學(xué)第二定律的永動(dòng)機(jī)
第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)是僅從一個(gè)能量源獲取一定的動(dòng)力，并永遠(yuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的一種裝置。此類(lèi)永動(dòng)機(jī)的代表作是美國(guó)發(fā)明家甘姆埃設(shè)計(jì)的以液氨為工作介質(zhì)的“零度發(fā)動(dòng)機(jī)”。該裝置的工作原理是：液氨從周?chē)h(huán)境中吸取熱量，汽化后體積膨脹，推動(dòng)活塞，將推動(dòng)力輸出，然后再自動(dòng)凝結(jié)，放出熱量給周?chē)h(huán)境。在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，能量是守恒的，不違背第一定律，而且由于能量轉(zhuǎn)換，輸出的功，最終也以熱量的形式釋放給了環(huán)境，這樣，環(huán)境的能量就能取之不竭了。上述的過(guò)程循環(huán)往復(fù)進(jìn)行下去，就可以源源不斷地做功了。這個(gè)設(shè)計(jì)看上去貌似可以實(shí)現(xiàn)，但與熱力學(xué)第二定律卻是相悖的，因此，實(shí)驗(yàn)當(dāng)然沒(méi)有成功，也是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的幻想。
熱力學(xué)第二定律揭示的是：不可能從單一熱源取熱并將其完全轉(zhuǎn)換為功，而不對(duì)環(huán)境造成影響。熱力學(xué)第二定律強(qiáng)調(diào)的是熱量傳遞過(guò)程的方向性，盡管熱量能夠自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，但這個(gè)轉(zhuǎn)移的過(guò)程卻必須耗損一定量的功。而甘姆埃的“零度發(fā)動(dòng)機(jī)”卻是一種從單一的熱源獲得熱量，并將其轉(zhuǎn)換為功的機(jī)械，液態(tài)氨從高溫環(huán)境中吸熱、氣化的過(guò)程能夠自發(fā)進(jìn)行，但氣態(tài)氨的凝結(jié)放熱過(guò)程卻不能自發(fā)實(shí)現(xiàn)，它必須有一個(gè)比環(huán)境溫度低的冷源，而要想維持這個(gè)冷源，就需要消耗一定的能量，因此該裝置的“永動(dòng)”也是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
法蘭西科學(xué)院關(guān)于永動(dòng)機(jī)的決議
1775年，法蘭西科學(xué)院非常鄭重地通過(guò)了一項(xiàng)決議，那就是永遠(yuǎn)不接受永動(dòng)機(jī)的申請(qǐng)。《法蘭西科學(xué)院的歷史》一書(shū)中有如下記載：“這一年科學(xué)院通過(guò)決議，決定拒絕審理有關(guān)下列問(wèn)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。”并做出如下解釋?zhuān)航ㄔ煊绖?dòng)機(jī)是絕對(duì)不可能的，即便是中間的摩擦和阻力最終不至于破壞原來(lái)的動(dòng)力，這個(gè)動(dòng)力也不可能產(chǎn)生等同于原來(lái)的效果；再如，假設(shè)動(dòng)力可以連續(xù)起作用，在一定時(shí)間之內(nèi)，其效果也會(huì)是無(wú)限變小的。假如摩擦和阻力減少，初始的運(yùn)動(dòng)往往可能得以繼續(xù)，但它卻不能對(duì)其他物體作用。在這種假設(shè)（自然界不可能存在）中，唯一可能的永恒運(yùn)動(dòng)對(duì)實(shí)現(xiàn)永動(dòng)機(jī)建造者的目的是毫無(wú)用處的。
熱力學(xué)體系建立后，人們通過(guò)縝密的邏輯推理和研究證明，永動(dòng)機(jī)是違背熱力學(xué)基本原理的。目前美國(guó)專(zhuān)利及商標(biāo)局也禁止將專(zhuān)利證書(shū)授予“永動(dòng)機(jī)”之類(lèi)的申請(qǐng)。（復(fù)核專(zhuān)家：張闖 中科院高能物理所前副所長(zhǎng)、中國(guó)物理學(xué)會(huì)科普委員會(huì)主任）
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