永動(dòng)機(jī)的“科學(xué)能量”

湘水落墨

牛頓曾經(jīng)說(shuō)過(guò)。永動(dòng)機(jī)的探求者們是想從虛無(wú)中得到些什么。這句話，無(wú)疑是對(duì)永動(dòng)機(jī)的一種無(wú)情宣判。到了19世紀(jì)。隨著能量守恒定律和熱力學(xué)第二定律的發(fā)現(xiàn)，在鐵的事實(shí)面前，永動(dòng)機(jī)神話被科學(xué)證明那不過(guò)是癡人說(shuō)夢(mèng)。

現(xiàn)在一般認(rèn)為，永動(dòng)機(jī)的概念最早起發(fā)于印度，公元1200年前后，從印度傳到了伊斯蘭教世界，繼而進(jìn)入歐洲。但也有人認(rèn)為，永動(dòng)機(jī)神話可能并沒(méi)有確切的“發(fā)源地”，或許在印度人之前，世界各地很多人就有了這種一勞永逸的想法。只是沒(méi)有提出并付諸行動(dòng)罷了。

自從永動(dòng)機(jī)的概念傳播開(kāi)之后，歐洲人幾乎陷入了狂熱之中。最為我們所熟悉的，是畫(huà)畫(huà)的那個(gè)達(dá)·芬奇。他就花了很多時(shí)間、很多精力來(lái)研究永動(dòng)機(jī)。不過(guò)可貴的是，他最后得出了“永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)”的結(jié)論。

研究永動(dòng)機(jī)，達(dá)·芬奇不是第一人。據(jù)史料記載，在歐洲，最早給出永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案并引起廣泛關(guān)注的，是一個(gè)叫亨內(nèi)考的法國(guó)人，時(shí)間是在13世紀(jì)。亨內(nèi)考所設(shè)計(jì)的永動(dòng)裝置，主體部分是一個(gè)輪子。中間有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，輪子邊緣則安裝了12個(gè)可以活動(dòng)的短桿，每個(gè)短桿的末端對(duì)應(yīng)一個(gè)鐵球。無(wú)論輪子轉(zhuǎn)到什么位置，右邊的各個(gè)重球總比左邊的各個(gè)重球離軸心更遠(yuǎn)一些。亨內(nèi)考設(shè)想，右邊更大的作用特別是甩過(guò)去的重球作用在離軸較遠(yuǎn)的距離上，就會(huì)壓使輪子按照箭頭所示的方向永不停息地旋轉(zhuǎn)下去，至少要轉(zhuǎn)到輪軸磨壞時(shí)為止?；谶@個(gè)美好設(shè)想。他把自己設(shè)計(jì)的裝置取名為“魔輪”。而令他難受的是，“魔輪”幾乎見(jiàn)不到一點(diǎn)魔力，輪子轉(zhuǎn)了一兩圈就停了下來(lái)。

到了文藝復(fù)興時(shí)期，雖然永動(dòng)機(jī)的熱潮并未消退，但已經(jīng)有更多的人站出來(lái)駁斥這種荒謬的想法。卡丹就是其中之一，這個(gè)最早求解出三次方程的根而出名的意大利人堅(jiān)定地認(rèn)為，永動(dòng)機(jī)是不可能的。而荷蘭的物理學(xué)家司提芬則以更為科學(xué)的實(shí)驗(yàn)。巧妙地證明了永動(dòng)機(jī)的不可能性。

隨著對(duì)永動(dòng)機(jī)不可能的認(rèn)識(shí)，一些國(guó)家對(duì)永動(dòng)機(jī)給出了限制。1775年，法國(guó)科學(xué)院做出決定，鑒于永動(dòng)機(jī)的“欺騙性”。以后科學(xué)院所有刊物都禁止刊登有關(guān)永動(dòng)機(jī)的消息。英國(guó)等一些國(guó)家，為了打消永動(dòng)機(jī)愛(ài)好者們的熱情，紛紛宣稱(chēng)不再受理永動(dòng)機(jī)的專(zhuān)利申請(qǐng)。然而，種種努力阻止不了人們對(duì)永動(dòng)機(jī)的“追求”。

英國(guó)著名物理學(xué)家焦耳也曾在永動(dòng)機(jī)研究中執(zhí)迷不悟。他年輕的時(shí)候，“永動(dòng)機(jī)熱”已經(jīng)歷了數(shù)百年的起伏，在歐洲大地上依然顯示著其“強(qiáng)大的生命力”。作為其中的一分子。焦耳幾乎把所有的業(yè)余時(shí)間都搭了進(jìn)來(lái)，甚至幾天不吃不喝，發(fā)誓要先人一步造出永動(dòng)機(jī)，結(jié)果卻是在一次次試驗(yàn)中碰得鼻青臉腫。失敗引起了焦耳的深思，讓他吸取了教訓(xùn)，繼而找到了熱功當(dāng)量。為建立能量守恒定律作出了杰出的貢獻(xiàn)。這個(gè)定律好比一塊路標(biāo)，插在尋找永動(dòng)機(jī)的十字路口，警告迷途人：此路不通!焦耳從永動(dòng)機(jī)中抽身之后，還利用一切可能的機(jī)會(huì)現(xiàn)身說(shuō)法，告誡那些仍舊迷戀永動(dòng)機(jī)的人說(shuō)：“不要永動(dòng)機(jī)，要科學(xué)!”

用科學(xué)說(shuō)話，永動(dòng)機(jī)的神話慢慢褪去了最初的光芒，人們也漸漸警醒。但在漫長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河中，永動(dòng)機(jī)卻依然留下了許多“謎案”，其中最著名的一個(gè)，由德國(guó)人白斯拉“制造”。

1712年。白斯拉在設(shè)計(jì)了300多種不同的永動(dòng)機(jī)模型后，終于向世人宣稱(chēng)，他發(fā)現(xiàn)了永動(dòng)機(jī)的秘密。他將他的發(fā)明用拉丁文和德文寫(xiě)了一本書(shū)。說(shuō)是奉獻(xiàn)給上帝、公眾、學(xué)習(xí)的人和作為發(fā)明家的他自己。1717年秋天，早已“名聲在外”的白斯拉在不絕于耳的質(zhì)疑聲中拋出巨雷，把自己建造的一部可以自行運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器擺到了公眾面前。

這部機(jī)器在嚴(yán)格的監(jiān)視下，成功進(jìn)行了兩次試驗(yàn)。一次是在1712年10月9日，由當(dāng)?shù)?2名著名人物組成的委員會(huì)審查；另一次是在1717年11月10日到次年的1月4日，在更為著名的人物的監(jiān)視下，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)了54天。雖然54天與“永動(dòng)”還有太長(zhǎng)的距離，但這已經(jīng)足夠讓人對(duì)這所謂的永動(dòng)機(jī)保留幻想。

白斯拉的永動(dòng)機(jī)之所以成為“謎案”流傳至今，得益于一塊濕布。據(jù)說(shuō)他在做試驗(yàn)時(shí)。永遠(yuǎn)都會(huì)用一塊濕布嚴(yán)密地把機(jī)器蒙上。按他的說(shuō)法是不能讓內(nèi)部秘密被人竊取。有人要求他公開(kāi)技術(shù)。他倒也不直接拒絕，但需要滿足一個(gè)前提，那就是給一筆轉(zhuǎn)讓費(fèi)。對(duì)于這筆費(fèi)用，他的要價(jià)是25000英鎊。這在當(dāng)時(shí)，是一個(gè)天文數(shù)字。

后來(lái)?！俺圆坏狡咸颜f(shuō)葡萄酸”的人紛紛指責(zé)他是個(gè)騙子。這讓白斯拉很是傷心，一氣之下把所有的模型打得稀巴爛，把秘密帶進(jìn)了墳?zāi)?。有關(guān)白斯拉的永動(dòng)機(jī)，迄今還有人收集資料進(jìn)行研究，不過(guò)不是為了證明他是不是真發(fā)明了永動(dòng)機(jī)。人們真正感興趣的是，當(dāng)時(shí)他終究采用了怎樣的儲(chǔ)能方法。以此來(lái)讓機(jī)器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)了54天。有科學(xué)家比較肯定地說(shuō)，他當(dāng)時(shí)利用的儲(chǔ)能方法迄今未知。就因?yàn)檫@點(diǎn)，他也稱(chēng)得上是天才的發(fā)明家。

也許現(xiàn)在的人看來(lái)，歷史上那些永動(dòng)機(jī)的癡迷者似乎愚蠢可笑，但是。如果沒(méi)有他們“與科學(xué)背道而馳”的執(zhí)拗。物理學(xué)的發(fā)展可能會(huì)比實(shí)際慢兩拍。至少，對(duì)能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)論功行賞，除了要為那些人所共知的有杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家樹(shù)碑立傳，還要建立一座無(wú)名英雄紀(jì)念碑，其上最合適的銘文是：紀(jì)念為實(shí)現(xiàn)永動(dòng)機(jī)奮斗而失敗的人們。