史国宏

所谓的永动机就是不需要外界输入能量，就能不断运动，而且对外做功的一种机械。重点在于这种机器要有用，能够对外做功，而不是永动就行。

历史上，很多人热衷于研制各种各样的永动机，有着大量的永动机爱好者，其中不乏达尔文、焦耳这样的科学家。在对永动机的研究中，人们并不是百忙一场，通过一次次的失败，使得人类发现了能量守恒定律。

如果一个系统能够向外做功，它要么从外界吸收能吸收能量，要么是减少自己的内能。所以能量守恒定律判定了：不消耗能量的机器是造不出来的永动机是不可能造出来的。

既然能量不能凭空制造出来，那么只能从一种形式转变成另外一种形式，那么永动机爱好者就启动了新思路，又开始制造很各种各样的机器，试图从海洋、大气、甚至宇宙中获得能量，用这些能量来驱动永动机来做功，这就是所谓的第2类永动机。

科学家们也在永动机的研究中总结出了热力学中熵增原理，也就是说能量的转化是有方向的，这也就给第2类永动机的可能性打上了句号。

所以，历史上不光是永动机爱好者，很多科学家也都投入到永动机的各种设计以及研究之中。当然，最终所有的永动机设计方案也失败了，毕竟这是要逆天的违背物理定律。

但是他们在研制过程中，启发了能量转化和能量守恒的思想，建立起了能量守恒定律，还有些永动机爱好者，他们也许追求的是梦想，也许追求的是自我实现，通过刻苦钻研，设计了各种各样的永动机，起码找了乐趣，制造出来的各种动来动去的小物件，不可能有用的对外做功，但起码可以当玩具来娱乐大家。

历史上，永动机就涉及到大量的骗局，一些为了谋取名利或者利益的不法之徒通过魔术般的表演，花言巧语骗取投资，值得警惕。永动机不可能实现，这早就是科学的共识了。早在1775年法国科学院就已经决定不再接受任何关于永动机的专利申请。

量子实验室

不是白忙活，对于我们现在所掌握的科技水平还不足以完成，但是，随着人类的进步，终有一天会实现的。我记得我很小的时候，父亲带着我去看电影，看完电影回到家里，那个年代还没有电视机，躺在炕上临睡觉的时候。父亲说：将来科技发达了，人能躺在家里看电影多好。当时听到这话我觉得不可能的。现在我们真的可以躺在家里看电影了。我相信未来人类一定能完成永动机！

流星客

人们死于科学家那句话，永动机违背了能量守恒定律，永动机是永远不可能制造不出来的，于是那些高学历的人，有知识的人就不再设想造永动机了，并且还一直在耻笑那些为永动机制作而奋斗的人们。越是有知识的人，他们的思维定势就越厉害，他们就连想都不想，就一口否定了永动机。首先我们得理解永动机的引申概念，我们做永动机不是去证明能量守恒定律错了，而是做一款不需要人为的输入资源，利用设备本身吸取自然资源的能量转化为自由能，这并不违背能量守恒定律，，，，利用风资源生产动力或电能，利用河流，水资源产生动力和电能，利用太阳能光伏发电，从某种意义上，都可以认为这些都是个永动机，它只要不断吸收自然能，就能源源不断的释放自由能，，，，现代永动机的概念是一种广义上的永动机，我们只要能制造一款能生产能源的机器，那就叫做永动机，比如光伏发电，我们制作一套设备，不需要给它加油，加燃料，不需要给它充电，它就可以源源不断的生产电能，把它安装在车上，就可以不加油，不充电，长久使用，这种意义上我们就称之为永动机，现代高科技发达了，什么事情不是都没有可能，过去那种耳听千里，眼看万里，都是神话，而今都变成了现实，，，，，现在不管你怎么做，只要你制作一款设备，能源源不断的生产动力或电能，那就是永动机，，，，，现在假如你设计了一套吸收重力能的设备，输入小能量，通过吸收重力能产出大能量，那就是永动机，如果利用磁能，设计一套设备，不需要输入能量，就能产生大量的动力或电能，那也是永动机。，，，有人说了，吸收重力能或磁力能产生超能是不可能的事，这种设备一定得给它输入能量，通过机械能守恒，是不能产出超能的，但是可以从理论上推得吸收重力能而放出超能，这个我就不在这里说了。

永动机45

说到永动机就不得不提到物理学界的四大神兽之一的——逆转时空麦克斯韦妖了。

这只妖怪是由麦克斯韦设想出来，它的出生主要是为了解决攻破永动机，造出可以不用消耗任何物质就可以凭空产生能量的动力机器。

麦克斯韦妖可以操控分子的运动，从最低单位把过程中能量的消耗减到最少，从而达到不消耗能量也可以获取信息。

然而关于永动机这个设想，早在15世纪文艺复兴的时候，达芬奇就开始研究关于永动机的设想，之后也有断断续续的科学家们对永动机有过研究，但都已失败告终。

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时间史

人类对永动机的研究，真的只是白忙一场吗？

制造出“永动机”曾经是人类最美好的愿望，无数能人术士为之付出辛勤汗水，但如您所愿没有一个获得成功！当然早在十九世纪中叶能量守恒定律就被发现了，我们可以这样简单来描述能量守恒定律：“孤立系统的总能量保持不变”！简单的说就是能量既不会凭空产生，也不会凭空消失！但很多执着研究“永动机”的朋友却对这个历经数百年检验的真理嗤之以鼻，总是觉得自己是个天才，肯定能找到打开“永动机”殿堂的大门！

上图就是一个非常迷惑人的永动机模型，看起来它就是一个能正常工作的永动机典型样本，但事实上这个模型的设计者制造了它，然而却根本都不会动！我们不妨来简单分析下：

一、上图永动机模型能持续转动的理由：

1.磁铁的同性相斥原理；

2.被斥力推到最外侧时重力作用下坠；

3.左右不平衡，因此会持续转动！

二、“永动机”不会转动的原因

1、位于中间横置磁铁上方的磁铁会比下方的磁铁更靠近中心

• 辐条朝上，因此磁铁比较难朝上移动
  

• 辐条朝下，因此磁铁会融化下滑
  

2、上方的磁铁斥力会比下方的磁铁更强

3、上方的斥力>下方的斥力会形成一个逆时针力矩！

其实上图就符合一个孤立的系统，能量没有来源，所以它是不会动的！当然无论永动机如何变换面目，只要坚守能量守恒定律的底线，就不会被忽悠，即使是人家告诉你宇宙或者天体的运行就是永动机，比如地球的自转公转，还有月球绕着地球转，直接导致了我们可以利用的部分风能以及潮汐能，日复一日，年复一年，永不疲倦，看起来符合孤立系统的特征，那么它是永动机吗？

但事实上地球继承了星云的坍缩能，包括公转与自转都来自于此！所以地球并不孤立，无论是过去还是未来，过去有星云坍缩赋予它能量，未来月球和潮汐消耗它的角动量，所以地球的未来自转是越来越慢的！但公转却没有自转消耗那么多，而且未来的太阳的白矮星时代还会抬升其轨道！但却也不会再增加！

地球自转正在变慢哦，但各位等不到一年360天的时候，因为这在13.5亿年以后！

尽管能量可以在上述各种不同的能量之间转换，但有一点我们是无法忽视的，这之间会有损耗，比如将电转换会机械能，又从机械能重新转换为电能，之间的消耗摩擦热能损耗，以及电机线圈的电阻热损耗，磁阻损耗以及磁场间隙漏磁损耗！最后发电机也存在同样的损耗，最终折腾回来的电能，已经不如输入的80%，而且这些损耗的部分是无法回收的，就耗散在加热空气了！

所以我们的宇宙也是这样，这个过程有部分是可逆的，比如恒星的超新星爆发，似乎是消耗了？其实不全是，因为星云会重新坍缩成恒星，但最后形成的红矮星再也无法爆发成超新星，最终在红矮星熄灭后，宇宙就走向死亡了！即使宇宙中仍然有大量的星云物质，但没有力量可以让其富集，我们的宇宙就这样结束了！

星辰大海路上的种花家

说起永动机，想起前些天在村里抄水表的一件事。

这家村民在外做生意，没回过家，从不用水，他的水表装在院外。

他家的水表就是这么昼夜不停地转动，全村的水表值最多这几年也就一千个字，而这家水表字数五千多字。

别以为是别人家偷他的水用，因为村里的自来水是定时放水的，只在农历的一、六才放水。抄表那天不是放水的日子，水表也在不停的转动。

遇到这种没法解释的情况，当然也没法给人家按字数要水费。

这算不算永动机？里面有什么玄机，还有待解决。

尊迈文化

历史上曾经有很多人希望制造出一种机械，它能够源源不断的对外做功，却不消耗能量，这种机械就是永动机。有很多科学家曾致力于研制永动机，他们都失败了。今天依然有一些人试图制造出永动机，他们注定了不会成功。

中世纪时期的达芬奇就曾设计了一个永动机，如上图所示。他的设想是右边的小球比左边的小球更加远离转轮的轴，因此力矩会更大，这样就能够一直推动着转轮转动。按照这个模型制造出的机械根本转不了几圈，因为小球从底端上升的时候，阻力矩非常大。

永动机之所以制造不出来，是因为它违背了一条基本的自然规律，这条基本的规律就是能量守恒定律。能量守恒定律并非是用数学方法推导出来的，而是在大量事实基础上经历了一百多年的时间总结确立出来的。永动机的不可能性为能量守恒定律的确立提供了重要事实依据，探索永动机失败了，但是人类认识到了永动机是一个死胡同。通往真理的道路上要经历很多失败。

能量守恒定律确立后，有些人希望绕过能量守恒定律，发明另外一种不违背能量守恒，同时能够源源不断对外做功的机械。其设想是让一种器械能够源源不断的从空气中、海洋中吸收能量，然后对外做功。这类永动机被称作第二类永动机，违背能量守恒定律的永动机是第一类永动机。

如果这种永动机能够制造成功，你就有可能看到这样的景象：山下的一块石头从地面吸取内能，将其转化为自己的机械能，自动的跑到了山顶上；放在冰箱里的生鸡蛋从外界吸收热量使自己发热，自动的变成了熟鸡蛋。这样的现象从未发生过，因为背后也有基本的规律不允许这种现象的发生。这背后的规律就是热力学第二定律，其反映出自然界中自发进行的过程都有一定的方向性，热量只允许自发的由高温物体转移到低温物体，不允许倒过来。

永动机的失败经历为人类寻找正确的理论提供了很多真实素材，也正因为永动机在历史上有一定的出场经历，热力学第一定律有一种表述就是“第一类永动机是不可能制成的”；热力学第二定律有一种表述就是“第二类永动机是不可能制成的”。

历史上的永动机为人类探索自然规律发挥过作用，今天谁若是还致力于制造永动机，那就只能给别人当笑话看了。

刁博

首先要弄清楚什么是永动机，永动机并不是字面的意思永远转的机器，永动机分为两种，我们通常所说的永动机指的是第一类永动机，不需要能量输入就能能持续对外做功的机器，关键不在于能不能动，而在于能不能持续对外做功！

人类对永动机的研究真的是白忙一场吗？

目前来看，真的是白忙一场，不过正是永动机的白忙一场让科学家们发现了能量守恒定律，明白了任何机器要想持续地对外做功，必须有能量输入或者不断消耗自己的内能。总之，能量不会凭空产生或消失，只能从一种形式转换为其他形式！

事实上，人类历史上对永动机的研究几乎就没有停止过，但无一例外最终都以失败告终，这并非偶然而是必然的。同时，科学界早已经不接受关于永动机的任何专利申请，早在200多年前就已经禁止了！

不过尽管如此，知道今天朋友不少人痴迷于永动机，不过基本上都是对永动机概念的不了解或者仅凭想象去制造所谓的永动机！

比如说，有人经常问地球为什么是永动机？这是典型的对永动机概念的不理解，地球的转动与永动机没有任何关系，两个完全不同的概念！

同时，在当代科学里，永动机已经成为“伪科学”的典型代表，甚至可以说是民科思想的典型代表！

宇宙探索

是的，瞎忙活。人类从西方的中世纪以来就一直执着于永动机的研究，近代在现代物理学成为主流的趋势下才基本终于放弃。

上图：1920年10月出版的美国《大众科学》杂志封面，当期主题就是“永动”。那个时候的杂志封面就好Fashion。美国的科普工作做得可真到位。

永动是可能的，但永动机永恒持续输出功率是不可能的。

任何物体在没有外力作用的情况下完全可以保持永远运动。

然而，永动机只能是一种假想的机器，可无限做功又不要能源——这种机器是不可能的，因为它违反热力学第一或第二定律。

• 热力学第一定律：当能量作为热量和做功或随物质进入或离开系统时，系统的内能会根据能量守恒定律而变化。同样地，第一类永动机（无能量输入的机器）是不可能的。

• 热力学第二定律：在自然热力学过程中，相互作用的热力学系统的熵总和常增。同样，第二类永动机（自发地将热能转换成机械功）的机器也是不可能的。

当然上面的说明也大致暗示了什么叫第一类和第二类永动机。总之就是说，各种原理的永动机都是不可能的，不论系统的尺寸如何。

• 第一类永动机是那些违反热力学第一定律的装置，即能量守恒原理，从无到有创造能量。大多数关于永动机的尝试都属于这一类。
• 第二类永动机是违反热力学第二定律的装置。尽管它们遵循能量守恒原理，但它们试图从单个储热库中提取功，违反了孤立的宏观热力学系统中熵不可能减少的原则。

人类发明永动机的“折腾”历史

在永动机的历史上不发许多伟大的名人参与其中。我们来简单列举一些典型的案例。

• 最早有确切记述的永动机设计是由印度数学/天文学家 Bhaskara II完成的，他描述了一种他声称会永远运行的轮子，被后世成为“Bhāskara轮”（简称为B轮）。我们来看看是什么样子的：
  

上图：当然古时候B轮的最早成品可没有这么炫酷。

• 后来，莱昂纳多·达芬奇设计了不少有永动企图的装置，他总体上来不太认同对这种装置的可行性，但还是画了一大堆奇怪的轮子，估计是为了研究——可惜，天才也没跳出轮子的窠臼。
  

• 19世纪工业革命之后美英作为工业化萌芽的主要国家，又有不少人加入了发明“永动机”的行列，工业革命给英国和美国带来了专利制度， 以至于有不少永动机也申请到了专利并用于谋利，但后来又都一一被揭穿。但因为这些人都不太有名，所以这里就略过了。（可能是那个时候的人都还比较穷，永动机更多是用来圈钱的幌子，就像现在加密货币一样）
  

不过，值得一提的是，因为种种无聊的永动机专利申请实在太多，发生诈骗的情况屡见不鲜，英美两国早就因不堪各种永动机奇葩专利的骚扰，而做出了严肃的规定：

美国专利商标局（USPTO）的官方政策拒绝在没有工作模型的情况下为永动机提供专利。美国专利商标局专利审查实践手册规定：

除涉及永久运动的案件外，劳工局通常不需要模型来证明设备的可操作性。如果对设备的可操作性提出质疑，申请人必须将其设置为考官满意，但他或她可以选择自己的方式。

……

以缺乏实用性为由拒绝[专利申请]包括更具体的无效理由，涉及永久运动。

……因缺乏效用而被拒绝的理由不应基于该发明是无聊的、欺诈性的或违反公共政策的理由。

虽然有这样的规定，美国专利商标局还是保留了一系列奇葩的永动机专利。

英国对永动机也有类似的规定，英国专利局专利实践手册第4.05节规定：

据称以明显违反公认的物理法律的方式运行的程序或物品，例如永动机，被视为没有工业应用性。

• 1900年，大名鼎鼎的尼古拉·特斯拉声称发现了一种基于第二类永动机的抽象原理，但他没有制作出原型机，因此很多人不知道大神还留有“这一手”。
  

上图：现代永动机爱好者参考特斯拉的原理设计的永动机的设计稿示意。（还是轮子）

上图：基本原理好像是用磁极斥力和吸力的轮流推动力来实现永动，还造出了实物。

• 1962年，物理学家理查德·费曼讨论了一种布朗式棘轮，据说可以从布朗运动中提取有意义的功，尽管他屡试屡败。

  
  
  上图：费曼的棘轮（就是让齿轮只能向一个方向转的那个装置）使得在不同方向上的动力会有不同的作用结果， 费曼的意思是如果这种棘轮够细小，那么诸如空气分子的布朗随机运动就可以维持棘轮(朝既定的方向)运动。但实际上，布朗运动在微观层面上，如果没有能量输入，随机的布朗运动的动力还是会越来越小，直到无法推动棘轮旋转。
  
  

• 2000年，静止电磁发电机（MEG）由汤姆·比尔登发明。据称，除了能够在不施加外部电源的情况下为负载供电之外，该设备最终可以维持其运作。比尔登声称它没有违反热力学第一定律，因为它从直接环境中提取真空能量。批评者驳斥这一理论，而是将其理解为具有不科学合理化的永动机。
  上图：“开源”的MEG电路图。欢迎DIY。
  上图：MEG的3D模型和实物是这样的（终于不再是轮子，有人可能想众筹一个？）

  
  
  

• 2017年，发现了时间晶体(又叫时空晶体)这种物质的新状态，在微观尺度上，其构成原子处于连续的重复运动中，从而满足了“永久运动”的字面定义。然而，这并不构成传统意义上的永动机，也不违反热力学定律，因为这些原子处于量子基态，无法从中提取能量。
  

上图：时空晶体的原理。就是物质在时间上以精确的间隔构成所谓“晶体”——粒子在时间上平移对称，这类似于在空间上同类粒子的空间重复（实际上是一种晶格对称）。

结语

对于永动机，我想从两个角度来看：

1. 人类对于永动机的执着从某个角度体现了人类的一种“好逸恶劳”的贪婪欲念，即希望找到一种一本万利的方式来一劳永逸地解决劳神费时的劳动问题，不过这个企图恰恰是徒劳的；

2. 但对于永动机的渴望也体现了人类希望征服和战胜自然的本能欲念，不过是这种欲念在领悟到机械的效率之后变得过于膨胀，进而变成了对机械潜力的极端执着——有点走火入魔。

但总结一下，可以说，人类的发展必然是在自然的硬规律和人类的愚昧和懦弱之间曲折前行的。只有不断谦虚地理解和试探这个世界，才有可能找到最优的发展的捷径。否则真得就是“白忙一场”。

小宇堂

人类对永动机的研究，真的不是白忙一场。

应该是顺应历史潮流。

因为，以后是“自由能”的时代。

现在有人研发出来了永动机，

但面对的利益集团太大，无疑是“以卵击石”。

再有就是大家对“能量守恒定律”的牢固束缚。

把发明人视为“疯子”。

不愿意相信，更多的是挖苦、取笑等等。

我给大家举个例子：

铁放在水面上，是下沉？悬浮？漂浮？

我想大家都有了答案。

一般人都认为是下沉，

为什么呢？

铁的密度比水大。

自然下沉。

这是从密度的角度来解释这个现象，是没错的。

如果只从密度上来看这个问题，就不会出现现代的“航母”。

因为航母就是个“大”铁家伙，是不是？

当密度的概念在人们思想里“根深蒂固”时，

人们发现薄的铁片能浮在水面上，

就打破了密度大的下沉，密度轻的上浮的观念。

于是人们才思索出来“排水量”，

也就是重量和体积的关系。

这才有了“航母”雄霸全球的风采。

能量守恒，其实也没错，

但人们思想中的永动机和现实中的永动机还是有差距的。

人们思想中的永动机是：源源不断的对外做功，却不消耗能量。

现实中的永动机是：用不花钱的能量，就能对外做功。

比如说：不用电，不烧油的无限续航电动汽车。

就是一个特例。

于是，就出现了磁动机，气动机，风动机等等

用上了磁能，太阳能，风能，空气能等等。

最主要是利用了“一两拨千斤”的原理，

从而实现了用小能量换取大能量的愿望。

表面上看似违反了“能量守恒”，

仔细分析，只是让“不花钱”的能量参与其中。

所以，这种有“不花钱”的能量参与的永动机已经问世，

希望大家多多理解和支持，

毕竟这是件利国利民的大好事。

有谁不希望自己不花钱，就能用上“免费”能源呢？

比如说：你每月不用花电费，就能用上电，你乐意吗？

關鍵字: 做功 科学 永动机