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论永动机与时间 论文摘要：人们寻找制造出一台永动机，一直是一代代科学家的梦想，但一代代一批批的梦想者们都失败了，在历史上，永动机从来就没有从理想走向现实，从概念变成产品。因此人们得出了一个结论，那就是这世上没有永动机。可是真的没有永动机吗？还是他与哥德巴赫猜想一样是一座高不可攀的山峰呢？我们知道。没有一种物质的速度能够超过光速，也没有一种物质的温度能降至绝对零度。可最近欧洲科学家发现了中微子超越了光速。如果这是真的，那么阿尔伯特·爱因斯坦的相对论会被完全颠覆。那么永动机能不能存在，哥德巴赫猜想能否被证明，物质能否降低到绝对零度，中微子能否超光速，我们暂时还不能下定论。 论文关键词：永动机 哥德巴赫猜想 绝对零度 中微子 一、关于永动机 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幻想家： 什么叫做perpe－tuummobile（永动机的拉丁文）？马尔丁问。 “perpe－tuummobile，”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，那么我就将设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perpe－tuummobile……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，就像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 当然，这只轮子看来虽然像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。 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，滚来滚去的，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。 由上，我们知道了永动机的概念，永动机是指违反力学基本定律的永不停止运动的发动机。 历史上，人们提出了很多种永动机的制作方案。虽然人们经过多种尝试，做了多种努力，但永动机无一例外的归于失败。人们把这种不消耗能量的机器叫第一类永动机。能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有的制造能量，因此第一类永动机是不可能造出来的。 能不能制造完全将不同种形式互相转化而无损失的热机呢？这种热机无冷凝器，只有单一的热源，它从这个单一的热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化。不能！人们把这种想象中的热机称为第二类永动机。它虽然不违反能量守恒定律，但因为机械能和内能的转化具有方向性，它也不可能实现。 我们先来介绍第一类永动机，如图 这是一个密闭的容器，中间用一块隔板隔开两边的液体左边装有水银，右边则是水，在隔板的中间放入一个能够漂浮在水面上的球，因为水银的密度大于水的密度，所以球左边的浮力一定大于右边的浮力，所以球会顺时针不停的转动。这就是文艺复兴时期伟大的画家、寓言家、雕塑家、发明家、哲学家、音乐家、医学家、生物学家、地理学家、建筑工程师和军事工程师达芬奇老先生所设计的永动机。但是令达老先生失望的是，他试验了几次以后，发现全部失败了，于是他果断地放弃了永动机的设计。 这是为什么呢？事实上，由杠杆平衡原理可知，上面两个设计中，右边每个重物施加于轮子的旋转作用虽然较大，但是重物的个数却较少。精确的计算可以证明，总会有一个适当的位置，使左右两侧重物施加于轮子的相反方向的力矩恰好相等，互相抵消，使轮子达到平衡而静止下来。 又过了200年，意大利的一位机械师斯特尔又提出了一个永动机的设计方案。他在设计时认为，由上面水槽流出的水，冲击水轮转动，水轮在带动水磨转动的同时，通过一组齿轮带动螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中。他想，整个装置可以这样不停地运转下去，并有效地对外做功。就像这样： 但实际上，流回水槽的水越来越少，很快水槽中的水就全部流进了下面的蓄水池，水轮机也就停止了转动。 此外，人们还提出过利用轮子的惯性，电磁力等获得有效动力的种种永动机设计方案，但都无一例外地失败了。其实，在所有的永动机设计中，我们总可以找出一个平衡位置来，在这个位