冯俊凝
(绵阳中学,四川绵阳 621000)
永动机,一个科学界争论不休的话题。有人认为永动机不符合能量守恒原理,所以永远也不可能实现。古往今来,无论是西方各国还是中国的历史长河中,科学家们都在孜孜不倦地探寻永动机的存在。设想制造一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源便能够不断运动且对外做功的机械,任何机器只能转变能量存在的形式,并不能制造能量,这种空想出来的热机是被认为不可能造成的。不消耗能量而能永远对外做功的机器与现今能量守恒定律为基础的理论相悖,故称为“第一类永动机”。另外,在没有温度差的情况下,自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器不可能制成,是因为机械能与内能的转化具有方向性:机械能可以转化内能,但内能却不能全部转化为机械能,而不引起其它变化。它违反了热力学第二定律,故称为“第二类永动机”。因为这些热机都是建立在独立而封闭的科学实验之上的,而单一的能量通过转化必定是会被消耗的,所以永动机被认为不可能存在的。然而,一些经典的科学结论在不同的条件下也会失去其不可动摇的地位,如果将独立而封闭的实验空间扩展为一个开放的可循环利用的转化空间,那么永动机的存在是不能够被否定的。
1 第一种永动机的存在
首先,宇宙自然就是一个纯天然的永动机,其从宏观到微观都是永动的。宏观上,宇宙、银河系、太阳系、我们的地球都是永动的;微观上,电子、原子、分子、还有每一种元素的核都是永动的。自然之于万物,就是一个永动机的存在,它亘古不变地运转,孕育了生生不息的万千生命。如果将自然看作无机环境与生物群落的统一体,那么无机环境予生物群落以能量,生物群落予无机环境以物质。在生物群落中,生产者将光能转化成有机物中的化学能,消费者将有机物中化学能以捕食的形式传递或以热能的形式散失,最后分解者将生产者和消费者的遗骸分解转化到无机环境中。而在无机环境中,生物体散失的热能又会形成各种形式的转化,如热能可以转化为动能,热的本质就是分子的运动;热能可以转化为化学能,许多化学反应的发生需要热能以提供能量。动能转化为电能,电能继续转化,自然的一切现象都伴随着能量的变化和转化。而这些转化而来的能量依旧为下一次的转化和下一次的输出做准备,以至于自然万物能够相辅相成,相生相依,人类社会才能够运转和生产。而这种能量间相互转化所形成的循环效应,既是在没有其他能量输入条件下宇宙永恒自然永恒的秘密法则,也是永动机真正可能存在的理由。
基于以上能量守恒并不断循环的原理,我所论述的这第一种永动机,是指一种将“封闭”改为“开放”的机器或装置,用它可以从大自然或大宇宙中无偿地或低成本地源源不断地获取供给能源的装置,它将已有能量消耗,而这些消耗了的能量又转化为其他形式的能量,这些能量在“自然”的运作下经重重转化最终变为永动机可利用的能量。如此反复,永动机便有源源不断自由循环的能量,便可一直往复地利用。