《趣味物理学》在线阅读——第4章 旋转运动·“永动机”(5)

4.5　“永动机”

　　关于“永动机”和“永恒运动”，无论是它们的直接的意义或者引伸的意义，大家已经谈得很久了，但是，并不见得每一个人能够真正认识这些话所含的意义。永动机是想象中的一种机械，它能够不停地自动运动，而且，还能够做某种有用的功（例如举起重物等）。这样的机械虽然早就有许多人不断地想制造，却到现在还没有人能够制造成功。许多人的尝试都失败了，这使人们肯定地相信永动机是不可能制造的，并且从这一点确立了能量守恒的定律——这是现代科学上的基本定律。至于所谓“永恒运动”，说的是一种不做什么功的不停运动的现象。

　　图41画的就是一种设想的自动机械——这是永动机的最古设计的一种，这个设计到现在还有永动机的幻想者在复制出来。在一只轮子的边缘上，装着活动的短杆，短杆的一端装着一个重物。无论轮子的位置怎样，轮子右面的各个重物一定比左面的重物离轮心远，因此，这一边（右边）的重物总要向下压，就使轮子转动。这样，这只轮子就应该永远转动下去，至少要转到轮轴磨坏才停止。发明家原来是这样想的。但是，真正造出来以后，它却并不会转动。发明家的设计在事实上行不通，这又是为什么呢？

　　原因是这样的：虽然轮子右面的各个重物离轮心总比较远，但是这些重物的个数总比左边的少。请看图41：右边一共只有四个重物，但左边却有八个之多。结果轮子就保持平衡状态，于是轮子自然也就不会转动，只在摇摆几下之后，停到象图上所画的位置上①。

　　现在已经肯定地证明，能够永远自动运动（特别是在运动的时候还要做出功来）的机械，是不可能构造出来的，因此，如果有谁正在向这方面努力，那会是一种毫无希望的劳动。在从前，特别是中世纪，人们为了研究和解决这个“永动机”（拉丁名字叫perpetuum mobile）的构造问题，白白花了不知道多少时间和劳力。在那个时候，发明永动机甚至比用贱金属炼黄金更叫人入迷。

　　普希金的作品《骑士时代的几个场面》里，就曾经描写过一位名叫别尔托尔德的这类幻想家：

　　“什么叫做Perpetuum mobile？”马尔丁问。

　　“perpetuum mobile，”别尔托尔德回答他说，“就是永恒的运动。只要我能够想法得到永恒的运动，那么我就将没法望到人类创造的边缘……你可知道，我亲爱的马尔丁！炼制黄金自然是一件动人的工作，这方面的发现可能也是有趣而且有利的，但是，如果得到了Perpetuum mobile……啊！……”

　　人们曾经想出几百种“永动机”，但是这些永动机没有一架曾经转动过。每一个发明家，就象我们所举的例子里那样，在设计的时候总有某一方面给忽略了，这就破坏了整个设计。

　　这儿是另外一种想象的永动机：一只圆轮，里面装着可以自由滚动的沉重的钢球。这位发明家的想法是，轮子一边的钢球，总比另外一边的离轮心远，因此，在它们的重量作用之下，一定要使轮子旋转不息。

　　他的想法当然是不会实现的，原因跟图41所画的那个轮子一样。虽然这样，但是在广告狂的美国，却有一家咖啡店为了吸引顾客，特地设置了一只很大的这样的轮子，当然，这只轮子看来虽然象真的是由于沉重钢球的滚动在旋转，但它实际上只是由一架隐蔽着的电动机来带动的。

　　这一类幻想的永动机的模型还有许多，有一个时期曾经被装在钟表店的橱窗里，用来吸引顾客注意：这些模型都是暗地里受到电力的作用才旋转的。

　　有一架广告用的“永动机”给我添了许多麻烦。我的工人学生们，看到了这个东西之后，对于我苦口婆心说明的永动机不可能制造的一切证明都怀疑起来。那架“永动机”上的球儿，滚来滚去地，果然在转动着那只轮子，而且还被这只轮子举高起来，这比各种证明更有说服力；他们不肯相信这架“永动机”只是受到发电厂送来的电流作用才转动的。幸好那时候电厂在例假日都停止送电，这才使我有机会解决这个问题。我告诉学生在例假日再去看看，他们照样做了。

　　“怎么样，看到那‘永动机’了吗？”我问。

　　“没有，”那些学生红着脸回答说，“我们看不见它：它给报纸遮住了……”

　　能量守恒定律终于又得到了那些学生的信任，而且再也不会失去这个信任了。

　　 欢迎使用手机、平板等移动设备访问中考网，2023中考一路陪伴同行！>>点击查看