4.5 “永動(dòng)機(jī)”
關(guān)于“永動(dòng)機(jī)”和“永恒運(yùn)動(dòng)”，無(wú)論是它們的直接的意義或者引伸的意義，大家已經(jīng)談得很久了，但是，并不見得每一個(gè)人能夠真正認(rèn)識(shí)這些話所含的意義。永動(dòng)機(jī)是想象中的一種機(jī)械，它能夠不停地自動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而且，還能夠做某種有用的功（例如舉起重物等）。這樣的機(jī)械雖然早就有許多人不斷地想制造，卻到現(xiàn)在還沒有人能夠制造成功。許多人的嘗試都失敗了，這使人們肯定地相信永動(dòng)機(jī)是不可能制造的，并且從這一點(diǎn)確立了能量守恒的定律——這是現(xiàn)代科學(xué)上的基本定律。至于所謂“永恒運(yùn)動(dòng)”，說(shuō)的是一種不做什么功的不停運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。
圖41畫的就是一種設(shè)想的自動(dòng)機(jī)械——這是永動(dòng)機(jī)的最古設(shè)計(jì)的一種，這個(gè)設(shè)計(jì)到現(xiàn)在還有永動(dòng)機(jī)的幻想者在復(fù)制出來(lái)。在一只輪子的邊緣上，裝著活動(dòng)的短桿，短桿的一端裝著一個(gè)重物。無(wú)論輪子的位置怎樣，輪子右面的各個(gè)重物一定比左面的重物離輪心遠(yuǎn)，因此，這一邊（右邊）的重物總要向下壓，就使輪子轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，這只輪子就應(yīng)該永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去，至少要轉(zhuǎn)到輪軸磨壞才停止。發(fā)明家原來(lái)是這樣想的。但是，真正造出來(lái)以后，它卻并不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)明家的設(shè)計(jì)在事實(shí)上行不通，這又是為什么呢？
原因是這樣的：雖然輪子右面的各個(gè)重物離輪心總比較遠(yuǎn)，但是這些重物的個(gè)數(shù)總比左邊的少。請(qǐng)看圖41：右邊一共只有四個(gè)重物，但左邊卻有八個(gè)之多。結(jié)果輪子就保持平衡狀態(tài)，于是輪子自然也就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，只在搖擺幾下之后，停到象圖上所畫的位置上①。
現(xiàn)在已經(jīng)肯定地證明，能夠永遠(yuǎn)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)（特別是在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候還要做出功來(lái)）的機(jī)械，是不可能構(gòu)造出來(lái)的，因此，如果有誰(shuí)正在向這方面努力，那會(huì)是一種毫無(wú)希望的勞動(dòng)。在從前，特別是中世紀(jì)，人們?yōu)榱搜芯亢徒鉀Q這個(gè)“永動(dòng)機(jī)”（拉丁名字叫perpetuum mobile）的構(gòu)造問題，白白花了不知道多少時(shí)間和勞力。在那個(gè)時(shí)候，發(fā)明永動(dòng)機(jī)甚至比用賤金屬煉黃金更叫人入迷。
普希金的作品《騎士時(shí)代的幾個(gè)場(chǎng)面》里，就曾經(jīng)描寫過一位名叫別爾托爾德的這類幻想家：
“什么叫做Perpetuum mobile？”馬爾丁問。
“perpetuum mobile，”別爾托爾德回答他說(shuō)，“就是永恒的運(yùn)動(dòng)。只要我能夠想法得到永恒的運(yùn)動(dòng)，那么我就將沒法望到人類創(chuàng)造的邊緣……你可知道，我親愛的馬爾��！煉制黃金自然是一件動(dòng)人的工作，這方面的發(fā)現(xiàn)可能也是有趣而且有利的，但是，如果得到了Perpetuum mobile……啊！……”
人們?cè)?jīng)想出幾百種“永動(dòng)機(jī)”，但是這些永動(dòng)機(jī)沒有一架曾經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)過。每一個(gè)發(fā)明家，就象我們所舉的例子里那樣，在設(shè)計(jì)的時(shí)候總有某一方面給忽略了，這就破壞了整個(gè)設(shè)計(jì)。
這兒是另外一種想象的永動(dòng)機(jī)：一只圓輪，里面裝著可以自由滾動(dòng)的沉重的鋼球。這位發(fā)明家的想法是，輪子一邊的鋼球，總比另外一邊的離輪心遠(yuǎn)，因此，在它們的重量作用之下，一定要使輪子旋轉(zhuǎn)不息。
他的想法當(dāng)然是不會(huì)實(shí)現(xiàn)的，原因跟圖41所畫的那個(gè)輪子一樣。雖然這樣，但是在廣告狂的美國(guó)，卻有一家咖啡店為了吸引顧客，特地設(shè)置了一只很大的這樣的輪子，當(dāng)然，這只輪子看來(lái)雖然象真的是由于沉重鋼球的滾動(dòng)在旋轉(zhuǎn)，但它實(shí)際上只是由一架隱蔽著的電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)的。
這一類幻想的永動(dòng)機(jī)的模型還有許多，有一個(gè)時(shí)期曾經(jīng)被裝在鐘表店的櫥窗里，用來(lái)吸引顧客注意：這些模型都是暗地里受到電力的作用才旋轉(zhuǎn)的。
有一架廣告用的“永動(dòng)機(jī)”給我添了許多麻煩。我的工人學(xué)生們，看到了這個(gè)東西之后，對(duì)于我苦口婆心說(shuō)明的永動(dòng)機(jī)不可能制造的一切證明都懷疑起來(lái)。那架“永動(dòng)機(jī)”上的球兒，滾來(lái)滾去地，果然在轉(zhuǎn)動(dòng)著那只輪子，而且還被這只輪子舉高起來(lái)，這比各種證明更有說(shuō)服力；他們不肯相信這架“永動(dòng)機(jī)”只是受到發(fā)電廠送來(lái)的電流作用才轉(zhuǎn)動(dòng)的。幸好那時(shí)候電廠在例假日都停止送電，這才使我有機(jī)會(huì)解決這個(gè)問題。我告訴學(xué)生在例假日再去看看，他們照樣做了。
“怎么樣，看到那‘永動(dòng)機(jī)’了嗎？”我問。
“沒有，”那些學(xué)生紅著臉回答說(shuō)，“我們看不見它：它給報(bào)紙遮住了……”
能量守恒定律終于又得到了那些學(xué)生的信任，而且再也不會(huì)失去這個(gè)信任了。
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