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人类对于“永动机”和“永恒运动”的话题已经谈论了很久，可是对它们的直接的意义或者引申的意义，直至今天，也只有少数人才能真正认识、完全理解它们蕴藏的深刻道理。永动机是人类臆想出的一种机械，从字面上就可知，是一种能自发运动并且不会停止的机械，与此同时，它能做有用功，如将重物举起等。历史上不断地有人想成功造出这种机械，可无一例外的是，他们全失败了。这些不断失败的事实让人们终于坚信永动机不可能实现，并进一步证实了自然界中的一个最基本定律——能量守恒定律的正确性。而“永恒运动”呢，指的是不用外来动力，但能一直不停的运动的一种现象。

图4-6是历史上最古老的永动机设计图，据说这个设计图直到现在还被妄想发明永动机的追随者们不断复制。图中的轮子的边缘上装有12根可活动的短杆，短杆的另一端附着一个重铁球（假设所有的铁球一样重）。从图中可知，无论轮子处于任何位置，右边铁球会比左边的铁球离轮轴远一些，于是相应产生的向下压力自然会大于左边，从而能带动轮子不断转动，除非轮轴坏了，它应该不会停下来。可是按图纸造出机械后，设计者们的美好愿望落空了，它根本不会转动。事实证明，设计者们的想法行不通。为什么会这样呢？

我们从图中也可清楚地分析出哪儿出了问题。很显然，我们可以看到，虽然右边的各球相对于轮轴，比左边的各球有更长的力臂，可是右边只有4球，左边呢有8球，左边球的总重量要大于右边。这样一来，转动的轮子很快就会恢复平衡，停止转动，也就是说，起初它会只摇摆几下，随后便会停在图中所画的位置上^[2]。

现在科学家们早已经从理论上证明，人们根本不可能制造出这种能自发运动并且不会停止的机械。如果今天还有人不相信，还妄想制造出这种机械的话，那么他肯定会白白消耗劳动。在人类还没认识到能量守恒定律前，尤其是中世纪那段时期，很多人对发明“永动机”抱有极大的激情，并投入大量的时间和精力，这些当然全都白白浪费掉了。据记载，在那个时期，人们对发明“永动机”的痴迷甚至要高于炼金术。

大诗人普希金曾在其诗作《骑士时代的几个场面》里，描写过这样一位永动机的幻想家。

“perpetuum mobile，”别尔托尔德答道，“就是永恒的运动。只要我制造出这种永恒的运动，那么我自然就能将人类的创造发挥到极限……你明白吗，我亲爱的马尔丁！炼制黄金的工作虽然让人们很动心，可是设计这种永恒运动的机械也同样十分有趣并且受益更大，可是，我怎样才能得到perpetuum mobile……我的上帝啊！……”

历史上，人们曾经设想过几百种“永动机”，当然它们都有一个相同的归宿，那就是都没有转动过，无一例外都失败了。正如我们所举的事例那样，每一位幻想家，在设计的过程中总会忽略某一方面的因素，而这被忽略的因素就葬送了整个设计。

现介绍另一种想象的永动机：在一只圆轮的里面，装着能自如滚动的钢球（图4-7）。按照这位发明家的设想，轮子一边的钢球离轮心总要远于另外一边，故而在它们的重压下，轮子就会永不停息地转动。

同样，他的想法也不能实现，原因与图4-6中的那个轮子一样。即便如此，在疯狂追求广告效果的美国，有一家咖啡店为了招揽顾客，特地照此设计制作了一只巨轮（图4-8）。从表面上看，这只轮子好像真的是在沉重滚动的钢球的带动下不停地旋转，但实际上，它只是由一架隐蔽着的电动机带动的。

诸如此类的永动机的模型还有很多，历史上有一段时间，它们常常出现在钟表店的橱窗里，以此来吸引顾客。这些模型的背后其实都暗藏一个电动机，正是借助电力，它们才旋转不停。

有一架用于做广告的“永动机”让我苦恼了许久。我的学生们看到了这个机械之后，开始怀疑“不可能制造出永动机”的观点是否可信，尽管我曾经花费很大的力气向他们耐心讲解这其中的原因。那架“永动机”上滚来滚去的球儿，似乎正是它们在推动轮子转动，而且同时还被这只轮子举了起来。“眼见的事实”比各种理论上的证明更具有“说服力”，这样一来，任凭我如何解释这架“永动机”是受电力作用才转动的，他们就是不肯相信。所幸的是，那时在规定的假日里电厂必须停止供电，这才让我最终找到良方。方法很简单，我只是对学生们说，让他们在假日里再去看看那架机械。他们当然去了。

我问他们，“那架‘永动机’的情况怎样，还在转吗？”

“没有看到。它不知怎的被报纸遮住了，我们看不见它……”那些学生支支吾吾红着脸答道。

从那以后，我的学生们更加相信能量守恒定律，当然永远也不会再改变这种信念了。