Fw: [問卦] 各位相信永動機嗎?

[jfsu (水精靈)]

※ [本文轉錄自 Gossiping 看板 #1SJ7Jn4f ]

作者: jfsu (水精靈)
標題: Re: [問卦] 各位相信永動機嗎?
時間: Sat Jan 26 22:55:28 2019

※ 引述《s27052705 (小飽)》之銘言：
: 各位相信永動機這種東西嗎?
: 剛剛點開YT看影片被這個標題吸引
: 某位老師打臉了一位說要做出永動機的學生
: 光一個能量守恆定律就打趴那位學生的臉
: 所以現在還有人相信永動機這種東西嗎?


不管是現在吵(炒)的很熱的核能，還是太陽能、離岸風電等等，大家對於乾淨的能源
的渴望與擔憂，恰好成為某些狂熱發明家的大肆宣傳的手段。他們宣稱發明了可以
提供大家免費能源「吃到飽」的機械，加上媒體的渲染，一堆投資者與追隨者幾乎
將他們視為seafood崇拜。每隔一段時間，總是會有一些人排隊等著上當。

「永動機」(perpetual motion machine)，顧名思義，指的是可以不斷運動並且不會
喪失任何能量，或是能量的產出量超過消耗量的機械。從市井小民到科學家，永動機
可說是他們一生立志追求的「聖杯」；也有人說他們的行為就像是古代的鍊金術士，
儘管成功的機會微忽其微，卻如飛蛾撲火，一股勁的投身其中。只不過，就算鍊金術士
失敗時，他們會知道自己失敗了...。

即使到了今天，宣稱自己發明永動機的新聞仍時有所聞，投資人更是心甘情願的投入
大把大把的鈔票。你會覺得怎麼這些人容易上當受騙？你知，我知，連獨眼龍也知，
這樣一個機械違反了大多數基本的物理與化學定律，難道學校沒有教嗎?

我只能說，傻子太多，騙子都不夠用了。

將時光拉回到過去，在西元8世紀時，就有人嘗試製造永動機。它的構造類似迷你版的
摩天輪，藉由內藏磁鐵的吸引與排斥來轉動輪子。之後永動機的構造多是承襲這類的
設計，有個輪子之類的東西，可以在沒有額外能源的供應下轉完一圈並產出有用的東西。
（事實上，這些輪子在每次旋轉時，因摩擦的關係，都會喪失一些能量，根本無法
產出什麼有用的鬼東西出來。）

從文藝復興時代開始，越來越多人提出永動機的idea。英國醫生和哲學家傅勒德（
Robert Fludd），也是歐洲最後一個著名的煉金術士，在1618年設計了利用水衝擊
帶動水輪來作工（磨麥子），一方面又將水再抽到高處，再循環應用。（不過，這樣的
機器，從來沒有成功造成過。）不久，英國皇家學會的威爾金斯（J.Wilkins）認為
可以用化學力、磁力與重力等三種方式去做出永動機。想當然爾，實際上連個屁也
沒有做出來。

然而類似的設計，還是不斷地出現，連鼎鼎大名的達文西(Leonardo da Vinci)也對此
產生興趣。儘管他將此比喻為點金石，認為成功的意義不大，但私底下還是畫了不少
具有精密巧妙結構、可以自行運動的永動機。

直到1775年，有感於永動機的專利申請案太多，加上人們逐漸覺悟，永動機可能是
一件不存在的東西，法國皇家科學會決定不再接受有關永動機的專利申請。

由於名利所趨，還是有人深陷於永動機的製造美夢，甚至藉此進行訛詐。1870年，
美國康乃狄克州有一位機械師威里斯（E. P. Wills）造了一具用「不平衡輪」帶動的
永動機。然而不久，即被人發現有個隱藏的動力來源。連當時科學美國人(Scientific
American )雜誌都慘遭愚弄。之後，一名叫凱利（J. E. W. Kelly）的老兄真的很會，
宣稱發明了永動機，利用內部的幾隻音叉共振可以吸取乙太(Ether)的能量，並從投資人
身上詐取了500萬美金。在他死後，有人拆除他的永動機，發現這個機械的「永動」
完全是靠著隱藏在地板內的壓縮空氣所造成的。

往好處想，追尋永動機所投入的熱情與時間，推動了物理學家開始研究熱機(Heat
engine)的特性，一如鍊金術士雖沒有點石成金，但間接引領出化學上某些定律。

科學家在研究過許多這類的永動機之後，最後提出一個假設，這類機械必須從外界獲得
動力來源(能量)，才能夠持續運轉。換句話說，宇宙間的總能量是不變的，這到後來
導出了熱力學第一定律：「質能總和不可能增加，也不可能減少」。之後又提出了
第二與第三定律，分別是「熵(Entropy，亂度、失序之意)的總值一定會不斷地增加」
熱量由高溫流向低溫者)，與「絕對零度是達不到的」。

英國科學家史諾(C.P.Snow)做了個比較科普的敘述：如果把宇宙比喻成一場比賽，
而比賽的目的是取得能量，那麼上述的三項定律將改寫成：

1.不可能佔便宜(不能不勞而獲，質能守恆。第一定律)
2.不可能平手(無法回到原來的狀態，因為亂度一直在增加。第二定律)
3.無法退出比賽(無法達到絕對零度。第三定律)

ps.感謝熱力學All Star: 拉普拉斯（Laplace）、拉瓦節（A.L. Lavoisier）、
倫福特（Rumford），戴維（H. Davy）、焦耳（J. P. Joule）、梅耶（J. R. Mayer）
、亥姆霍茲（H. Von Helmholtz）、克勞秀士（R. J.Clausius）、凱爾文爵士
（Lord Kelvin）、吉布斯（J. W. Gibbs）等人在熱力學的貢獻，在建立定律的過程中，
每一觀念的意義逐漸清晰，而漸漸接近於目前的型式。

前面提到的永動機，根據物理學家波茲曼(Ludwig Boltzmann)等人的研究，可以分成
兩類：「第一類永動機」因為違反了熱力學第一定律，即產出的能量比消耗的還多，
因而不可能實現。(總是會有個隱藏、外來的能量來源，若不是發明者故意隱瞞，
就是他們自己也沒意識到這個存在)。

然而「第二類永動機」的性質就有點曖昧不明了。它遵守熱力學第一定律，可是卻
違反熱力學第二定律。理論上，第二類永動機並不會產生廢熱(效率百分之百)，但
熱力學第二定律告訴我們，這樣的機械是不可能存在，因為廢熱總是會產生，整個
宇宙的亂度一定會不斷增加。

就是這點，進一步限制了永動機的可能性。掰～

舉個例，當男生站在馬桶前，驚覺「少年噴過山，老來滴腳盤」，或是女生在穿衣鏡
前喬奶「拖高、集中、用力、抓狂、放棄」最終柴山變壽山、壽山變走山，那種
恨鐵不成鋼，恨奶不成形的心情，其實，你正目睹熱力學第二定律的作用。

又或是學生在教室的狀態與上下課時完全不同，自然現象也一樣，整齊狀態不會長久，
會慢慢變成混亂狀態。老化、生鏽、腐敗、衰變、解體與崩潰的過程，全都是
熱力學第二定律的的展現。

或許你會問，說了那麼多，製造出永動機的可能性到底有多高?

「差不多有三、四層樓那麼高！」

「那這類機械真的不可能存在嗎?」略帶失望的你問。

「事實是這樣子的。在C87，流傳著一個女人單挑整批艦隊的傳說，然而，要作出一部
永動機，你必須挑戰數百年來上述熱力學All Star的實驗，並提出否定熱力學三大定律
的證明，這勢必從頭到尾徹底改變目前物理學基本的定律，扭轉對物理學的理解。
截止我po文為止，仍未出現過違反上述這些定律的情況！」

「何不修改物理定律呢？」你繼續問：「嚴格來說，它們不見得永遠成立，對吧？」

「Well，這是你的回家作業。」關鍵字：特斯拉、零點能、暗能量、永動機


以上


Reference
1.Wiki
2.不可能的物理學

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對流血一週仍然不死的生物千萬不能大意……。


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→ monitor: 利用人造黑洞的引力就可以達成永動的結果了
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