H's 手札

艾西莫夫有部小說 The Gods Themselves，雖然內容主線不是在說永動機，但當中的主線題材稱做 Electron Pump，可以無中生有的產生出能量來，從某些程度上和永動機有著異曲同工之妙。Electron Pump 為它的發明人帶來了名聲和財富，但最後卻發現這些「無中生有」的能量其實是在另一個平行宇宙過來的，在一串連鎖反應後，最終會讓我們的太陽超新星爆炸。

沒人知道永動機究竟存不存在，或是真的造出來了，會有什麼影響。但關於永動機最永恆不變的事，大概就是人們永遠不會停止嘗試吧 XD。記得最近的一個例子就是 Steorn 的 Orbo，曾經宣騰一時，結果最後還是無疾而終（但他們顯然沒放棄）。從科學上來說，永動機被認為是不可能的 -- 在科學上講不可能不是件好事，因為這會阻止進步，但在永動機的例子中，要讓永動機在科學上實現，要破壞的物理定律太多了，以至於只要有一個確定的永動機出現，物理學就要全部重寫的地步。

讓 永動機無法實現的科學原因主要有兩個：熱力學的第一定律（能量守恆）表明了在一個封閉的系統內，不會無緣無故地冒出新的能量來，而熱力學的第二定律則表明 了任何系統內的熵只能增加，即在沒有外界輸入能源、能量的情況下，粒子最終都會慢慢停止，直到所有的粒子攜帶的能量相同 -- 沒有能量差，自然就無法產生功了。

依照上面兩個定律，可以將永動機分成三類：

• 第一類永動機 - 可以無中生有產生出能量。這種永動機違背了熱力學第一定律，但可以無視第二定律，因為有個未知的能量源不停地產生能量差。
• 第二類永動機 - 可以將系統內漸趨平衡的能量差，重新拉開。如果拉開前和拉開後的總能量是一致的，那就沒有違背熱力學第一定律，但相對的，這樣的永動機違背了第二定律。
• 第三類永動機 - 沒有任何摩擦力的機器。「沒有任何摩擦力」本身是不可能的，所以這也被歸類在不可能的機器的行列，但我們可以做得非常接近這個理想。這種機器沒有違背任何熱力學定律 -- 沒有能量憑空出現，而且能量一但拿來做功了，就會從系統中消失。

歷史上有不少頗有名的永動機設計，接下來介紹幾個例子給大家：

Taisnerius 的永動機

Johannes Taisnerius 是位耶穌會的神父。整個系統一顆強磁鐵，一顆鐵球，和兩個斜坡所組成。理論上鐵球會被磁鐵拉上斜坡，再從洞裡掉下去，回到開始的地方，從而不停地運作。問題呢？任何強到足以將鐵球拉上去的磁鐵，自然不可能放鐵球從洞裡再掉下去囉！

圓盤與棍永動機

這是最早的永動機概念之一，在理論上，因為一邊的力矩大（球伸得遠），另一邊力矩小，因此輪子應該會一直轉下去。問題呢？力矩小的那邊球比較多，因此質量比較大，抵消掉了另一邊產生的力。

永動水車

這也是個被用到爛的永動機概念。水從上往下流的水力，足以帶動一個抽水的系統將水再抽回去。問題是，水車產生的功帶動抽水機所抽的水，永遠少於將水帶上去所需要的能量啊...

鍊式水車

鍊子上的球是用密度小於水的材料製成的，在水中產生的浮力，會讓整個裝置轉動。問題是，要將一個小球壓回水中的力，和上方所產生的浮力相當，所以放著不動的話，它會是平衡的。

在一般想法中，很容易以為體積大的水體，壓力比較大，所以在上圖的例子中似乎水理應從細管子裡流出來才對。可惜，這世界不是靠「一般想法」在運轉的啊 XD。

上 面幾個是比較古老，也比較容易解釋為什麼會失敗的永動機。到了近代很多所謂的「永動機」都利用了多種非常「先進」（或至少聽起來如此）的理論，像量子理 論、黑暗能量之類的，反而沒辦法像上面那樣一張圖，一句話就解釋完了。但唯一可以肯定的是，不管這些發明人說的多麼天花亂墜，目前還沒有永動機在公開環境 下展示的例子。不要說第一類永動機了，就算是能發明第二類永動機的人，都能立即名垂青史吧！

看來，只能繼續做夢了...