[科普中國(guó)]-磁力永動(dòng)機(jī)

永動(dòng)機(jī)的概念

永動(dòng)機(jī)是一類(lèi)想象中的不需外界輸入能源、能量或在僅有一個(gè)熱源的條件下便能夠不斷運(yùn)動(dòng)并且對(duì)外做功的機(jī)械。歷史上人們?cè)?jīng)熱衷于研制各種類(lèi)型的永動(dòng)機(jī)，其中包括達(dá)芬奇、焦耳這樣的科學(xué)家。另外包括一些希望以永動(dòng)機(jī)出名和獲利的騙子以及狂熱者。在熱力學(xué)體系建立后，人們通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬜C明了永動(dòng)機(jī)是違反熱力學(xué)基本原理的設(shè)想，從此之后就少有永動(dòng)機(jī)的研究者了。不過(guò)從一個(gè)側(cè)面也可以認(rèn)為：人類(lèi)對(duì)永動(dòng)機(jī)的熱情以及制造永動(dòng)機(jī)的種種實(shí)踐，推動(dòng)了熱力學(xué)體系的建立和機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步。

科學(xué)領(lǐng)域?qū)τ绖?dòng)機(jī)研究的態(tài)度1775年法國(guó)科學(xué)院通過(guò)決議，宣布永不接受永動(dòng)機(jī)，美國(guó)專(zhuān)利及商標(biāo)局嚴(yán)禁將專(zhuān)利證書(shū)授予永動(dòng)機(jī)類(lèi)申請(qǐng)，1954年 《科學(xué)通報(bào)》 創(chuàng)刊號(hào)上，中國(guó)科學(xué)院就宣布了“永動(dòng)機(jī)”是不能成立的，希望發(fā)明家把他們的精力轉(zhuǎn)移到切合實(shí)際的方面去。進(jìn)入新世紀(jì)，很多空想者都聲稱(chēng)制造出了永動(dòng)機(jī)，但是迄今為止，沒(méi)有一部永動(dòng)機(jī)被實(shí)際制造出來(lái)，也沒(méi)有任何一個(gè)永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案能經(jīng)受住科學(xué)的檢驗(yàn)。而永動(dòng)機(jī)這個(gè)名詞如今更多地作為一種修辭被用來(lái)描述那些充滿(mǎn)活力，不知疲倦的人。2

磁動(dòng)機(jī)以上內(nèi)容雖然否定了永動(dòng)機(jī)的可能理論，但不排除將永久磁鐵實(shí)驗(yàn)排布而構(gòu)成的磁動(dòng)機(jī)。如果將永久磁鐵經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)排布后，能使得機(jī)器轉(zhuǎn)軸在磁鐵的兩級(jí)排斥或者吸引的作用下運(yùn)動(dòng)起來(lái)（磁力做功），是完全可能構(gòu)成磁動(dòng)機(jī)的。

如今有很多方法實(shí)現(xiàn)磁動(dòng)機(jī)的制造，已經(jīng)有不少人取得成功。但是這種磁動(dòng)機(jī)不屬于“永動(dòng)機(jī)”，因?yàn)樗粩嗟卦诤拇?，總?huì)有一個(gè)時(shí)刻停止做功，所以磁動(dòng)機(jī)每隔一段周期需要充磁。

例如瑟爾機(jī)也是磁動(dòng)機(jī)的一種，目前已經(jīng)不斷有仿制者制成類(lèi)瑟爾機(jī)，這里包括美國(guó)和俄羅斯的官方研究機(jī)構(gòu)也在復(fù)制和證實(shí)瑟爾機(jī)原理（互聯(lián)網(wǎng)上有公開(kāi)實(shí)驗(yàn)報(bào)告）。但是它們的原理材料結(jié)構(gòu)都不相同。所以瑟爾機(jī)是一類(lèi)的高速磁動(dòng)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)原理并不唯一，但都是可以實(shí)現(xiàn)的能源設(shè)備。

磁力做功會(huì)逐漸消磁，永磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)逐漸減弱，特別是斥力型的磁動(dòng)機(jī)。就如拿一個(gè)強(qiáng)磁去排斥一個(gè)弱磁體，弱磁體的磁性會(huì)反轉(zhuǎn)到和強(qiáng)磁相應(yīng)（被磁化），磁體做功時(shí)互相之間磁性會(huì)慢慢影響，磁性必然會(huì)消耗。

磁動(dòng)機(jī)非永動(dòng)機(jī)假想機(jī)器主要由一個(gè)大型條形磁鐵和周?chē)鄠€(gè)小磁鐵組成，小磁鐵壓縮彈簧沿著各自的軸線運(yùn)動(dòng)。周?chē)男〈盆F受到中間大磁鐵的磁力排斥，磁力排斥推動(dòng)壓縮彈簧，右側(cè)小磁鐵在排斥力的作用下遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸(材料具有超光滑表面)，左右兩邊重力力矩不平衡，從而帶動(dòng)整個(gè)輪子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。空想者們認(rèn)為整個(gè)過(guò)程不消耗任何能量，稱(chēng)其為磁力永動(dòng)機(jī)。我們認(rèn)為這種假想的機(jī)器屬于“第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)”。

證偽1、空想者試圖用重力作為驅(qū)動(dòng)力，但是卻沒(méi)有考慮重力對(duì)于小磁鐵的影響，重力作用下小磁鐵的位置不會(huì)呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。

2、通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)的力矩表明，M = 0，這個(gè)轉(zhuǎn)輪停止在某個(gè)位置，不會(huì)一直運(yùn)動(dòng)。

3、根據(jù)熱力學(xué)第一定律 Q = △E + A，系統(tǒng)吸收的熱量一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)對(duì)外做功。整個(gè)假想運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，磁鐵排斥推動(dòng)壓縮彈簧會(huì)耗能，彈簧回復(fù)會(huì)釋能，系統(tǒng)的重心沒(méi)有變化，重力 不 做 功，總 體 過(guò) 程 無(wú) 能 量 變 化△E = 0，不對(duì)外吸收熱量 Q，則(A = 0)不能對(duì)外做功。所以這個(gè)裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)永動(dòng)并且對(duì)外做功。

4、鐵分為永久性磁鐵和非永久性磁鐵，永久性磁鐵并不會(huì)永遠(yuǎn)有磁性，外界因素會(huì)改變它的磁性，例如高溫、撞擊、強(qiáng)磁場(chǎng)和周?chē)涣麟姰a(chǎn)生的磁場(chǎng)都會(huì)使得磁性體消磁。因此無(wú)論哪種類(lèi)型的磁鐵都不能做到永久性提供磁性。磁鐵磁性的持續(xù)作用，導(dǎo)致磁性減退，等到磁力不足以推動(dòng)彈簧，這個(gè)裝置也就停止運(yùn)動(dòng)了。