“永动机”（拉丁文为Perpetuummobile）这个词对于人们来说并不陌生，也不难理解。这个词从字面意思理解就是不停运动的机器，但是深层探讨时，就会发现并不是每个人都清楚“永动机”的真正含义。事实上在物理学范畴，人们已经对“永动机”这个命题研究了相当长的时间了。它作为想象中的一种特殊机械，意味着可以自行运转且日夜不息，此外，人们还幻想它能做功，也就是具有“空手套白狼”的效果。为了研究出这样完美的机器，人们进行了无数次的尝试，15世纪以后的好几百年里，制造永动机的实验从未停止过，但奇怪的是再聪明的科学家也无法制造出这样的机器，包括著名科学家达·芬奇和意大利机械师斯特尔。后来，随着物理学的发展，人们逐渐意识到这些尝试都是徒劳。1775年，法国科学院甚至宣布“本科学院以后不再审查有关永动机的一切设计”。最终，德国著名物理学家和生理学家亥姆霍兹（1821—1894）从永动机不可能实现的这个事实入手，研究发现了能量转化和守恒定律。人们更加坚信永动机是不能被制造出来的。

图4－6是停留在图纸上的自动机械。这是最早出现在人们视线里的永动机的设计方案之一。直至今日，还是有一批幻想家存在，虽然他们从没实现他们的想法，却依旧在想方设法，试图造出一台永远运动的机器。当时的图纸显示，设计者在转轮的边缘安装了一些活动短杆，并在它们顶端挂着一些重物。设计者希望达到的效果是，无论转轮处在什么位置，从它的局部来看，右半侧的重物距中心的距离都会比左半侧的远，因此理论上讲，右半侧总是比左半侧重，似乎这样，转轮就会转动起来了。如果这个理论成立，完美的“永动机”就已经被创造出来了，它会无休止地转下去，而且外界不必施加任何力。但实验结果并不会跟理论的那样理想，在现实中，转轮不会对设计者言听计从，反而是一动不动。结果为什么会是跟理论预期不一致呢？

经分析，看起来右半侧的重物总是离中心比较远，但是设计者忽略的一个因素是重物的数量问题。右半侧重物的数量总是比左半侧的少，事实上这正是远离圆心的后果，由此便出现了不可避免的结果。如图4－6所示，右半侧重物的数量是4件，而左半侧却有8件之多。结果，从整体来看，转轮是平衡的，而事实上，从受力和力矩的角度分析，轮子只可能因为惯性而旋转起来，即便如此也会有空气阻力或摩擦。因此所谓的永动机最终还是会停在原来达到平衡的位置。

而在此之后很长一段时间的中世纪，人们都没有意识到，在发明“永动机”上花费的大量时间和劳动都是没有结果的。当时人们甚至觉得，拥有这种永动机比从廉价金属中提炼黄金更富有诱惑力。

普希金在最早的戏剧作品《骑士时代的几个场景》中，就曾经描写了这样一位幻想家——别尔托尔德。马丁问什么是perpetuummobile，别尔托尔德回答说：“那就是永恒的运动。只要得到了永恒的运动，人类的创造就不会再有止境。”在他看来，提炼黄金当然是很诱人的事，也可能又有趣又实惠，可要是得到perpetuummo-bile，是远远超过这个成就的。

人们前前后后设计出了上百种“永动机”，但没有一台机器能实现人们的永动之梦。在这些失败的尝试中，我们可以观察出，就像我们前面举的例子中的那样，发明家都忽略了某种因素，而恰恰是这某种因素，会使其计划全部落空。还有人设计了一种“永动机”：一只装有很重的滚珠的轮子（图4－7）。发明家的设想是，滚珠在轮子的一侧总要更接近边缘，轮子利用滚珠自身的重量就会旋转起来。但是现实中，这样的设计并不能使轮子自己动起来，原因与图4－6中的设计所犯的错一样。

关于永动机，还有一个可笑的事情发生过。在美国的一座城市，一家咖啡店想到了一个关于完美的“永动机”的主意来招徕顾客。他们制造了一个硕大的轮子（图4－8），虽然人们视觉上会认为，轮子转动的原因是在空隙里滚动的沉重的圆球，可实际上竟然是被巧妙地隐藏起来的另外一台电动机。当然，那些被堂而皇之地挂在钟表店橱窗里，以及其他徒有虚名的“永动机”也都是这类货色，无一例外是在暗地里可笑地用电动机带动的。

经过许多实验和设计，人们终于相信完美的永动机是造不出来的，之前的努力和幻想都不科学，让机器自身不停歇地运动还能做功，这怎么可能？

还曾有一个具有广告性质的“永动机”给我添了不少烦恼。我有一些工人学员，被橱窗里看似完美的“永动机”蒙蔽了眼睛，以为这恰是我平时举出的能量定律和“永动机”不存在的例子的强有力反驳。他们甚至开始对我的观点表示不屑。在他们眼里，看到的就是事实，轮子被圆球的滚动带动着转动，这仿佛就是想象中的“永动机”，眼见为实，远比我的道理有说服力多了。他们当然不肯相信，那有名无实的机械奇迹竟然是利用电流驱动的。在当时，假日里城市电网是不供电的，我想正好利用这个机会，拆穿“永动机”的真实面目。在我的建议下，学员们半信半疑地在假日去看望了他们的“永动机”，却无比失望地回来了。

当他们被问到有关永动机的事情时，就脸有惭态，因为永动机根本就不存在，更不可能被展示在橱窗里。

从此他们再也没有对能量守恒这个理论产生过怀疑，因为所有的“永动机”在停电的时候也都只能消失不见。 qWYPcivlOydeS1SxA+OhjgyKSpq+L4tKg1BEIFJGRmivgZqbaRa12HgjTBwuQAb4