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1、世界上有永动机吗：为何永动机不可能存在？那是谁“推动”地球转动45亿年了

18世纪初，一位名叫奥尔菲留斯的德国人声称自己发明了一台永动机，不借助任何外力，每分钟能够转60转。这一消息使得奥尔菲留斯名声大噪，感兴趣的人们纷纷前往他的住所，想要一睹永动机的风采。

当时的俄国沙皇彼得一世听说了这件事，甚至花了10万卢布买下了这台永动机。就在彼得一世为此事庆祝的时候，奥尔菲留斯家的仆人却站出来指证，说永动机是一场骗局，它不停转动的原因是自己隐藏在墙后面一直牵动缆绳，世界上根本不存在永动机。

永动机到底是什么？

永动机是指一种不借助外力就能够自己运动做功的一种机器。从理论上来说，永动机分为两种，一种是不消耗能量就能一直做功的“第一类永动机”，另一种就是从自然界中吸取热量转换成机械能的“第二类永动机”。

世界上存在永动机吗？

永动机这个想法，最早起源于印度。那时的印度虽然人口众多，但是生产力低下，人们迫切地需要一个永久运转的机器来帮助他们完成工作，从而节省劳动时间。这一想法在十三世纪的时候传入欧洲，一个叫亨内考的人根据这个想法设计了一个带有轮子的转动轴，轮子的边缘有12个可以自由活动的杆子，每个杆子上都有一个铁球。只要铁球转动，轮子就会跟着转动。

机器制造出来之后，亨内考发现刚开始的时候铁球是会一直转动的，但是时间一长没有了外力的支持，铁球就会停止转动。后来到了文艺复兴时期，达芬奇又对亨内考制造的这个机器进行了改造，结果发现，永动机是不可能实现的。

从物理学的角度来说，永动机是违反当前的客观科学观念的。在物理学中，任何机器都只能转变能量存在的形式，并不能制造出能量，所以像永动机这样不消耗任何能量但是还能产生功的机器是不存在的。

既然世界上不存在永动机，那么地球转动又该如何解释呢？

谁“推动”地球转了45亿年？

地球诞生到现在已经45亿年了，在这漫长的时间里，地球一直在不停地转动，太阳东升西落、四季变化交替，没有一天是静止的。几千年来，科学家们一直在研究地球为什么会转动，到目前为止，大概有四种说法。

第一种就是“星云说”，这是从星系诞生的角度来看的。这一假说最早在十八世纪中期被提出，那时的科学家们普遍认为，太阳系形成于一个大型星云的引力坍塌。大约在46亿年前，宇宙中一片混沌，巨大的引力将一些原始的星云聚集在一起，当聚集到一定的程度时，密度就越来越大。

再加上不同星云之间因挤压相互摩擦导致温度上升，产生热量。由于承受不了这么大的压力，这些原始星云就发生了爆炸坍塌，巨大的冲击将那些天体甩了出去，为了保持平衡，这些天体只能通过旋转的方式稳定住自己。

后来随着时间的发展，旋转已经成为这些新生天体的惯性，地球作为其中之一，就一直在不停地转动。

第二种说法是“太阳风”说。太阳风是从太阳上层的大气中射出来的一种超声速等离子体带电粒子流，不同于地球上的风，太阳风是由质子和电子组成的，这种风以200-800千米每秒的速度运行，比地球上的风要猛烈千万倍。

太阳风一般分为两种，一种是持续不断喷射的太阳风，这种风的速度比较慢，质子和电子的含量也很少；另一种就是在太阳活动时喷射出来的“扰动太阳风”，这一类太阳风的速度就比较快了，质子和电子的含量也较多，对地球的影响也非常大，在喷发时往往会引起磁暴和极光，在地球上能真实地感受到。

科学家认为，宇宙中的太阳风每天都在高频次、高风速、持续不断地输出，就像地球上的风能够吹动物体运动一样，太阳风也能吹动一些天体让它不停地运动。而且地球是距离太阳第三近的星球，受到的太阳风的影响更大，所以才会一直不停地转动。

第三种说法就是“角动量守恒”说，这是一个物理学上的概念，指的是某一质点围绕一点或一线运动的普遍规律。在平面空间里，衡量一个物体运动的快慢可以用速度来衡量，那么在三维空间里，衡量物体运动的速度就是用角动量来表示。一个物体绕一点运动，在没有外力干扰的前提下，角动量是一直不变的。

所以，地球诞生之初，在大爆炸产生的引力作用下，产生了角动量，促使地球围绕太阳进行转动。总之，无论是哪种学说，都是从科学的角度来解释地球为什么会一直转动，简单而言就是地球最开始受到了一种外力作用才开始旋转的，之后就是因为惯性一直在旋转。

但是还有一种说法是“造物者”说，这是从神学的角度来解释地球的转动，而且这一说法还起源于牛顿。作为一名伟大的物理学家，牛顿却在晚年痴迷于神学，说“因为上帝踢了地球一脚，地球才开始转动”。

在当时，从物理学的角度确实无法解释地球为什么会转动，所以不得已只能从神学的角度去考虑，毕竟都说科学的尽头是神学。

不过，这句话其实是牛顿的一句玩笑话，牛顿之所以研究神学，是为了给科学做补充。至于上帝到底存不存在谁也不知道，而地球为什么会转动也是未解之谜。现在人们普遍都认同地球转动是因为宇宙大爆炸所产生的作用力。

地球一直在转并不代表宇宙中存在一个永动机，这是两种截然不同的概念。宇宙中所有的天体虽然在不停地运动，但是它们并不是被人为制造出来的，而且也没有产生物理学上所说的功，所以这种永动是没有任何损耗，始终保持一个平衡的永动。而我们所说的永动机是人为制造的，这是永远不可能被制造出来的。

参考资料：

田宇翔 《永动机为什么不可能制成》 知网 2016-11-15

凌岳 《什么是永动机》 知网 2009-02-15

张海慧 《为什么造不出来永动机》 知网 2022-04-14

郑士良 《是谁给了地球转动的力量》 知网 2009-10-15

时空通讯 《地球是永动机吗，否则其自转动力哪里来，会一直转下去吗？》 科普中国网 2020-09-15

作者：小阿部 审核：henna 校稿编辑：李子

2、世界上有永动机吗，真的能发明永动机吗

这一是早期最著名的永动机方案。之后有关永动机的构思引诱了一大批科学家入坑，包含大文西，焦耳，达芬奇这类学术大户。到今日，仍然有些人用永动机作为幌子招摇撞骗。但我们必须指出，人类永远不可能存在于我们的宇宙中，这是科学家通过实验和理论获得的结果。

在早期阶段，人类对永动机的定义是将某种物质循环一周，然后恢复到最初的状态。如果它不吸收热量，它会放热或向外工作。这种机器不会消耗任何能量，但它可以在外部持续工作，这被称为第一类永动机。

然而，焦耳通过实验发现，物体内部能量的增加等于物体吸收的热量和物体工作的总和。也就是说，自然界中、燃界中的所有物质都有能量，这些能量有多种形式，可以从一种形式转变为另一种形式过程中能量的总数保持不变。这就是著名的能量守恒定律，即热力学第一定律。

光能、原子核能，甚至相对论能量、光子能量、粒子场能量等都是在物理学中引入的。随着研究现象的扩大和深入，从而逐步建立起普遍的能量守恒定律。因此，人们逐渐深入了解自然的一个基本规律，这显然与第一种永动机相反，因为能量不能凭空产生，它只能从一种形式转移到另一种形式。

在任何事物、事件甚至宇宙中，整体能量都是确定的。如果这里没有更多，那里就有更多，也就是说投入和产出之间的平衡。人类的发明和应用几乎都遵循这一基本规律，如物理、机械、化学、数学、自然，社会等，为什么科学家们如此热衷于发明永动机？为什么有无数人热衷于发明和研究永动机？因为永动机的概念深深扎根于人们的心中。

想象一下，如果世界上有一个系统，不需要从外部摄入任何能量就能永远保持下去，或者如果我们降低要求，就有一个节能装置，它只需要摄入很少的启动能量，可以持续运动很长时间。这个系统是否也能包括人类，以及这个系统是否能成为人类本身？如果可以的话，生活能继续吗？自古以来人们梦想的永生能否实现？我们现在无法回答这些答案。也许有一天，当人类站的足够高，看的足够远时，我们会发现一些神奇的物质，这样我们就可以纠正甚至推翻现有的法律。科学家们曾经说过的话，将来是不可能的。人类对自身世界和自身感知边界的探索和科学研究，本质上是人类对自身世界和自身感知边界的突破。

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