史國宏

所謂的永動機就是不需要外界輸入能量，就能不斷運動，而且對外做功的一種機械。重點在於這種機器要有用，能夠對外做功，而不是永動就行。

歷史上，很多人熱衷於研製各種各樣的永動機，有著大量的永動機愛好者，其中不乏達爾文、焦耳這樣的科學家。在對永動機的研究中，人們並不是百忙一場，通過一次次的失敗，使得人類發現了能量守恆定律。

如果一個系統能夠向外做功，它要麼從外界吸收能吸收能量，要麼是減少自己的內能。所以能量守恆定律判定了：不消耗能量的機器是造不出來的永動機是不可能造出來的。

既然能量不能憑空製造出來，那麼只能從一種形式轉變成另外一種形式，那麼永動機愛好者就啟動了新思路，又開始製造很各種各樣的機器，試圖從海洋、大氣、甚至宇宙中獲得能量，用這些能量來驅動永動機來做功，這就是所謂的第2類永動機。

科學家們也在永動機的研究中總結出了熱力學中熵增原理，也就是說能量的轉化是有方向的，這也就給第2類永動機的可能性打上了句號。

所以，歷史上不光是永動機愛好者，很多科學家也都投入到永動機的各種設計以及研究之中。當然，最終所有的永動機設計方案也失敗了，畢竟這是要逆天的違揹物理定律。

但是他們在研製過程中，啟發了能量轉化和能量守恆的思想，建立起了能量守恆定律，還有些永動機愛好者，他們也許追求的是夢想，也許追求的是自我實現，通過刻苦鑽研，設計了各種各樣的永動機，起碼找了樂趣，製造出來的各種動來動去的小物件，不可能有用的對外做功，但起碼可以當玩具來娛樂大家。

歷史上，永動機就涉及到大量的騙局，一些為了謀取名利或者利益的不法之徒通過魔術般的表演，花言巧語騙取投資，值得警惕。永動機不可能實現，這早就是科學的共識了。早在1775年法國科學院就已經決定不再接受任何關於永動機的專利申請。

量子實驗室

不是白忙活，對於我們現在所掌握的科技水平還不足以完成，但是，隨著人類的進步，終有一天會實現的。我記得我很小的時候，父親帶著我去看電影，看完電影回到家裡，那個年代還沒有電視機，躺在炕上臨睡覺的時候。父親說：將來科技發達了，人能躺在家裡看電影多好。當時聽到這話我覺得不可能的。現在我們真的可以躺在家裡看電影了。我相信未來人類一定能完成永動機！

流星客

人們死於科學家那句話，永動機違背了能量守恆定律，永動機是永遠不可能製造不出來的，於是那些高學歷的人，有知識的人就不再設想造永動機了，並且還一直在恥笑那些為永動機制作而奮鬥的人們。越是有知識的人，他們的思維定勢就越厲害，他們就連想都不想，就一口否定了永動機。首先我們得理解永動機的引申概念，我們做永動機不是去證明能量守恆定律錯了，而是做一款不需要人為的輸入資源，利用設備本身吸取自然資源的能量轉化為自由能，這並不違背能量守恆定律，，，，利用風資源生產動力或電能，利用河流，水資源產生動力和電能，利用太陽能光伏發電，從某種意義上，都可以認為這些都是個永動機，它只要不斷吸收自然能，就能源源不斷的釋放自由能，，，，現代永動機的概念是一種廣義上的永動機，我們只要能製造一款能生產能源的機器，那就叫做永動機，比如光伏發電，我們製作一套設備，不需要給它加油，加燃料，不需要給它充電，它就可以源源不斷的生產電能，把它安裝在車上，就可以不加油，不充電，長久使用，這種意義上我們就稱之為永動機，現代高科技發達了，什麼事情不是都沒有可能，過去那種耳聽千里，眼看萬里，都是神話，而今都變成了現實，，，，，現在不管你怎麼做，只要你製作一款設備，能源源不斷的生產動力或電能，那就是永動機，，，，，現在假如你設計了一套吸收重力能的設備，輸入小能量，通過吸收重力能產出大能量，那就是永動機，如果利用磁能，設計一套設備，不需要輸入能量，就能產生大量的動力或電能，那也是永動機。，，，有人說了，吸收重力能或磁力能產生超能是不可能的事，這種設備一定得給它輸入能量，通過機械能守恆，是不能產出超能的，但是可以從理論上推得吸收重力能而放出超能，這個我就不在這裡說了。

永動機45

說到永動機就不得不提到物理學界的四大神獸之一的——逆轉時空麥克斯韋妖了。

這隻妖怪是由麥克斯韋設想出來，它的出生主要是為了解決攻破永動機，造出可以不用消耗任何物質就可以憑空產生能量的動力機器。

麥克斯韋妖可以操控分子的運動，從最低單位把過程中能量的消耗減到最少，從而達到不消耗能量也可以獲取信息。

然而關於永動機這個設想，早在15世紀文藝復興的時候，達芬奇就開始研究關於永動機的設想，之後也有斷斷續續的科學家們對永動機有過研究，但都已失敗告終。

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時間史

人類對永動機的研究，真的只是白忙一場嗎？

製造出“永動機”曾經是人類最美好的願望，無數能人術士為之付出辛勤汗水，但如您所願沒有一個獲得成功！當然早在十九世紀中葉能量守恆定律就被發現了，我們可以這樣簡單來描述能量守恆定律：“孤立系統的總能量保持不變”！簡單的說就是能量既不會憑空產生，也不會憑空消失！但很多執著研究“永動機”的朋友卻對這個歷經數百年檢驗的真理嗤之以鼻，總是覺得自己是個天才，肯定能找到打開“永動機”殿堂的大門！

上圖就是一個非常迷惑人的永動機模型，看起來它就是一個能正常工作的永動機典型樣本，但事實上這個模型的設計者製造了它，然而卻根本都不會動！我們不妨來簡單分析下：

一、上圖永動機模型能持續轉動的理由：

1.磁鐵的同性相斥原理；

2.被斥力推到最外側時重力作用下墜；

3.左右不平衡，因此會持續轉動！

二、“永動機”不會轉動的原因

1、位於中間橫置磁鐵上方的磁鐵會比下方的磁鐵更靠近中心

• 輻條朝上，因此磁鐵比較難朝上移動
  

• 輻條朝下，因此磁鐵會融化下滑
  

2、上方的磁鐵斥力會比下方的磁鐵更強

3、上方的斥力>下方的斥力會形成一個逆時針力矩！

其實上圖就符合一個孤立的系統，能量沒有來源，所以它是不會動的！當然無論永動機如何變換面目，只要堅守能量守恆定律的底線，就不會被忽悠，即使是人家告訴你宇宙或者天體的運行就是永動機，比如地球的自轉公轉，還有月球繞著地球轉，直接導致了我們可以利用的部分風能以及潮汐能，日復一日，年復一年，永不疲倦，看起來符合孤立系統的特徵，那麼它是永動機嗎？

但事實上地球繼承了星雲的坍縮能，包括公轉與自轉都來自於此！所以地球並不孤立，無論是過去還是未來，過去有星雲坍縮賦予它能量，未來月球和潮汐消耗它的角動量，所以地球的未來自轉是越來越慢的！但公轉卻沒有自轉消耗那麼多，而且未來的太陽的白矮星時代還會抬升其軌道！但卻也不會再增加！

地球自轉正在變慢哦，但各位等不到一年360天的時候，因為這在13.5億年以後！

儘管能量可以在上述各種不同的能量之間轉換，但有一點我們是無法忽視的，這之間會有損耗，比如將電轉換會機械能，又從機械能重新轉換為電能，之間的消耗摩擦熱能損耗，以及電機線圈的電阻熱損耗，磁阻損耗以及磁場間隙漏磁損耗！最後發電機也存在同樣的損耗，最終折騰回來的電能，已經不如輸入的80%，而且這些損耗的部分是無法回收的，就耗散在加熱空氣了！

所以我們的宇宙也是這樣，這個過程有部分是可逆的，比如恆星的超新星爆發，似乎是消耗了？其實不全是，因為星雲會重新坍縮成恆星，但最後形成的紅矮星再也無法爆發成超新星，最終在紅矮星熄滅後，宇宙就走向死亡了！即使宇宙中仍然有大量的星雲物質，但沒有力量可以讓其富集，我們的宇宙就這樣結束了！

星辰大海路上的種花家

說起永動機，想起前些天在村裡抄水錶的一件事。

這家村民在外做生意，沒回過家，從不用水，他的水錶裝在院外。

他家的水錶就是這麼晝夜不停地轉動，全村的水錶值最多這幾年也就一千個字，而這家水錶字數五千多字。

別以為是別人家偷他的水用，因為村裡的自來水是定時放水的，只在農曆的一、六才放水。抄表那天不是放水的日子，水錶也在不停的轉動。

遇到這種沒法解釋的情況，當然也沒法給人家按字數要水費。

這算不算永動機？裡面有什麼玄機，還有待解決。

尊邁文化

歷史上曾經有很多人希望製造出一種機械，它能夠源源不斷的對外做功，卻不消耗能量，這種機械就是永動機。有很多科學家曾致力於研製永動機，他們都失敗了。今天依然有一些人試圖製造出永動機，他們註定了不會成功。

中世紀時期的達芬奇就曾設計了一個永動機，如上圖所示。他的設想是右邊的小球比左邊的小球更加遠離轉輪的軸，因此力矩會更大，這樣就能夠一直推動著轉輪轉動。按照這個模型製造出的機械根本轉不了幾圈，因為小球從底端上升的時候，阻力矩非常大。

永動機之所以製造不出來，是因為它違背了一條基本的自然規律，這條基本的規律就是能量守恆定律。能量守恆定律並非是用數學方法推導出來的，而是在大量事實基礎上經歷了一百多年的時間總結確立出來的。永動機的不可能性為能量守恆定律的確立提供了重要事實依據，探索永動機失敗了，但是人類認識到了永動機是一個死衚衕。通往真理的道路上要經歷很多失敗。

能量守恆定律確立後，有些人希望繞過能量守恆定律，發明另外一種不違背能量守恆，同時能夠源源不斷對外做功的機械。其設想是讓一種器械能夠源源不斷的從空氣中、海洋中吸收能量，然後對外做功。這類永動機被稱作第二類永動機，違背能量守恆定律的永動機是第一類永動機。

如果這種永動機能夠製造成功，你就有可能看到這樣的景象：山下的一塊石頭從地面吸取內能，將其轉化為自己的機械能，自動的跑到了山頂上；放在冰箱裡的生雞蛋從外界吸收熱量使自己發熱，自動的變成了熟雞蛋。這樣的現象從未發生過，因為背後也有基本的規律不允許這種現象的發生。這背後的規律就是熱力學第二定律，其反映出自然界中自發進行的過程都有一定的方向性，熱量只允許自發的由高溫物體轉移到低溫物體，不允許倒過來。

永動機的失敗經歷為人類尋找正確的理論提供了很多真實素材，也正因為永動機在歷史上有一定的出場經歷，熱力學第一定律有一種表述就是“第一類永動機是不可能製成的”；熱力學第二定律有一種表述就是“第二類永動機是不可能製成的”。

歷史上的永動機為人類探索自然規律發揮過作用，今天誰若是還致力於製造永動機，那就只能給別人當笑話看了。

刁博

首先要弄清楚什麼是永動機，永動機並不是字面的意思永遠轉的機器，永動機分為兩種，我們通常所說的永動機指的是第一類永動機，不需要能量輸入就能能持續對外做功的機器，關鍵不在於能不能動，而在於能不能持續對外做功！

人類對永動機的研究真的是白忙一場嗎？

目前來看，真的是白忙一場，不過正是永動機的白忙一場讓科學家們發現了能量守恆定律，明白了任何機器要想持續地對外做功，必須有能量輸入或者不斷消耗自己的內能。總之，能量不會憑空產生或消失，只能從一種形式轉換為其他形式！

事實上，人類歷史上對永動機的研究幾乎就沒有停止過，但無一例外最終都以失敗告終，這並非偶然而是必然的。同時，科學界早已經不接受關於永動機的任何專利申請，早在200多年前就已經禁止了！

不過儘管如此，知道今天朋友不少人痴迷於永動機，不過基本上都是對永動機概念的不瞭解或者僅憑想象去製造所謂的永動機！

比如說，有人經常問地球為什麼是永動機？這是典型的對永動機概念的不理解，地球的轉動與永動機沒有任何關係，兩個完全不同的概念！

同時，在當代科學裡，永動機已經成為“偽科學”的典型代表，甚至可以說是民科思想的典型代表！

宇宙探索

是的，瞎忙活。人類從西方的中世紀以來就一直執著於永動機的研究，近代在現代物理學成為主流的趨勢下才基本終於放棄。

上圖：1920年10月出版的美國《大眾科學》雜誌封面，當期主題就是“永動”。那個時候的雜誌封面就好Fashion。美國的科普工作做得可真到位。

永動是可能的，但永動機永恆持續輸出功率是不可能的。

任何物體在沒有外力作用的情況下完全可以保持永遠運動。

然而，永動機只能是一種假想的機器，可無限做功又不要能源——這種機器是不可能的，因為它違反熱力學第一或第二定律。

• 熱力學第一定律：當能量作為熱量和做功或隨物質進入或離開系統時，系統的內能會根據能量守恆定律而變化。同樣地，第一類永動機（無能量輸入的機器）是不可能的。

• 熱力學第二定律：在自然熱力學過程中，相互作用的熱力學系統的熵總和常增。同樣，第二類永動機（自發地將熱能轉換成機械功）的機器也是不可能的。

當然上面的說明也大致暗示了什麼叫第一類和第二類永動機。總之就是說，各種原理的永動機都是不可能的，不論系統的尺寸如何。

• 第一類永動機是那些違反熱力學第一定律的裝置，即能量守恆原理，從無到有創造能量。大多數關於永動機的嘗試都屬於這一類。
• 第二類永動機是違反熱力學第二定律的裝置。儘管它們遵循能量守恆原理，但它們試圖從單個儲熱庫中提取功，違反了孤立的宏觀熱力學系統中熵不可能減少的原則。

人類發明永動機的“折騰”歷史

在永動機的歷史上不發許多偉大的名人參與其中。我們來簡單列舉一些典型的案例。

• 最早有確切記述的永動機設計是由印度數學/天文學家 Bhaskara II完成的，他描述了一種他聲稱會永遠運行的輪子，被後世成為“Bhāskara輪”（簡稱為B輪）。我們來看看是什麼樣子的：
  

上圖：當然古時候B輪的最早成品可沒有這麼炫酷。

• 後來，萊昂納多·達芬奇設計了不少有永動企圖的裝置，他總體上來不太認同對這種裝置的可行性，但還是畫了一大堆奇怪的輪子，估計是為了研究——可惜，天才也沒跳出輪子的窠臼。
  

• 19世紀工業革命之後美英作為工業化萌芽的主要國家，又有不少人加入了發明“永動機”的行列，工業革命給英國和美國帶來了專利制度， 以至於有不少永動機也申請到了專利並用於謀利，但後來又都一一被揭穿。但因為這些人都不太有名，所以這裡就略過了。（可能是那個時候的人都還比較窮，永動機更多是用來圈錢的幌子，就像現在加密貨幣一樣）
  

不過，值得一提的是，因為種種無聊的永動機專利申請實在太多，發生詐騙的情況屢見不鮮，英美兩國早就因不堪各種永動機奇葩專利的騷擾，而做出了嚴肅的規定：

美國專利商標局（USPTO）的官方政策拒絕在沒有工作模型的情況下為永動機提供專利。美國專利商標局專利審查實踐手冊規定：

除涉及永久運動的案件外，勞工局通常不需要模型來證明設備的可操作性。如果對設備的可操作性提出質疑，申請人必須將其設置為考官滿意，但他或她可以選擇自己的方式。

……

以缺乏實用性為由拒絕[專利申請]包括更具體的無效理由，涉及永久運動。

……因缺乏效用而被拒絕的理由不應基於該發明是無聊的、欺詐性的或違反公共政策的理由。

雖然有這樣的規定，美國專利商標局還是保留了一系列奇葩的永動機專利。

英國對永動機也有類似的規定，英國專利局專利實踐手冊第4.05節規定：

據稱以明顯違反公認的物理法律的方式運行的程序或物品，例如永動機，被視為沒有工業應用性。

• 1900年，大名鼎鼎的尼古拉·特斯拉聲稱發現了一種基於第二類永動機的抽象原理，但他沒有製作出原型機，因此很多人不知道大神還留有“這一手”。
  

上圖：現代永動機愛好者參考特斯拉的原理設計的永動機的設計稿示意。（還是輪子）

上圖：基本原理好像是用磁極斥力和吸力的輪流推動力來實現永動，還造出了實物。

• 1962年，物理學家理查德·費曼討論了一種布朗式棘輪，據說可以從布朗運動中提取有意義的功，儘管他屢試屢敗。

  
  
  上圖：費曼的棘輪（就是讓齒輪只能向一個方向轉的那個裝置）使得在不同方向上的動力會有不同的作用結果， 費曼的意思是如果這種棘輪夠細小，那麼諸如空氣分子的布朗隨機運動就可以維持棘輪(朝既定的方向)運動。但實際上，布朗運動在微觀層面上，如果沒有能量輸入，隨機的布朗運動的動力還是會越來越小，直到無法推動棘輪旋轉。
  
  

• 2000年，靜止電磁發電機（MEG）由湯姆·比爾登發明。據稱，除了能夠在不施加外部電源的情況下為負載供電之外，該設備最終可以維持其運作。比爾登聲稱它沒有違反熱力學第一定律，因為它從直接環境中提取真空能量。批評者駁斥這一理論，而是將其理解為具有不科學合理化的永動機。
  上圖：“開源”的MEG電路圖。歡迎DIY。
  上圖：MEG的3D模型和實物是這樣的（終於不再是輪子，有人可能想眾籌一個？）

  
  
  

• 2017年，發現了時間晶體(又叫時空晶體)這種物質的新狀態，在微觀尺度上，其構成原子處於連續的重複運動中，從而滿足了“永久運動”的字面定義。然而，這並不構成傳統意義上的永動機，也不違反熱力學定律，因為這些原子處於量子基態，無法從中提取能量。
  

上圖：時空晶體的原理。就是物質在時間上以精確的間隔構成所謂“晶體”——粒子在時間上平移對稱，這類似於在空間上同類粒子的空間重複（實際上是一種晶格對稱）。

結語

對於永動機，我想從兩個角度來看：

1. 人類對於永動機的執著從某個角度體現了人類的一種“好逸惡勞”的貪婪慾念，即希望找到一種一本萬利的方式來一勞永逸地解決勞神費時的勞動問題，不過這個企圖恰恰是徒勞的；

2. 但對於永動機的渴望也體現了人類希望征服和戰勝自然的本能慾念，不過是這種慾念在領悟到機械的效率之後變得過於膨脹，進而變成了對機械潛力的極端執著——有點走火入魔。

但總結一下，可以說，人類的發展必然是在自然的硬規律和人類的愚昧和懦弱之間曲折前行的。只有不斷謙虛地理解和試探這個世界，才有可能找到最優的發展的捷徑。否則真得就是“白忙一場”。

小宇堂

人類對永動機的研究，真的不是白忙一場。

應該是順應歷史潮流。

因為，以後是“自由能”的時代。

現在有人研發出來了永動機，

但面對的利益集團太大，無疑是“以卵擊石”。

再有就是大家對“能量守恆定律”的牢固束縛。

把發明人視為“瘋子”。

不願意相信，更多的是挖苦、取笑等等。

我給大家舉個例子：

鐵放在水面上，是下沉？懸浮？漂浮？

我想大家都有了答案。

一般人都認為是下沉，

為什麼呢？

鐵的密度比水大。

自然下沉。

這是從密度的角度來解釋這個現象，是沒錯的。

如果只從密度上來看這個問題，就不會出現現代的“航母”。

因為航母就是個“大”鐵傢伙，是不是？

當密度的概念在人們思想裡“根深蒂固”時，

人們發現薄的鐵片能浮在水面上，

就打破了密度大的下沉，密度輕的上浮的觀念。

於是人們才思索出來“排水量”，

也就是重量和體積的關係。

這才有了“航母”雄霸全球的風采。

能量守恆，其實也沒錯，

但人們思想中的永動機和現實中的永動機還是有差距的。

人們思想中的永動機是：源源不斷的對外做功，卻不消耗能量。

現實中的永動機是：用不花錢的能量，就能對外做功。

比如說：不用電，不燒油的無限續航電動汽車。

就是一個特例。

於是，就出現了磁動機，氣動機，風動機等等

用上了磁能，太陽能，風能，空氣能等等。

最主要是利用了“一兩撥千斤”的原理，

從而實現了用小能量換取大能量的願望。

表面上看似違反了“能量守恆”，

仔細分析，只是讓“不花錢”的能量參與其中。

所以，這種有“不花錢”的能量參與的永動機已經問世，

希望大家多多理解和支持，

畢竟這是件利國利民的大好事。

有誰不希望自己不花錢，就能用上“免費”能源呢？

比如說：你每月不用花電費，就能用上電，你樂意嗎？

關鍵字: 對外 做功 永動機