永动机本身是一个悖论吗？这个世界无法制造出永动机？

在这个世界上，除了穿越时空，我相信还有一个幻想的机器令人好奇和着迷，那就是永动机。

从古至今，关于永动机的想法和制造层出不穷，但是最终都以失败告终。如果永动机能够被制造出来，世界的能源问题将在一夜之间得到解决。顾名思义，永动机是一种永远运动的机器。这意味着它永远不会停止，永远不会。为什么永动机这么难实现？还是说它根本是无法实现的？今天我们就来说说永动机。

说起永动机，历史上不乏一些名人想制造出这种机器。比如被称为全才的莱昂纳多·达·芬奇，在他的精彩艺术作品中，除了最后的晚餐等等这些享负盛名的名画之外，你还可以看到一些大大领先于他们时代的飞机草图，还可以看到像奇怪的机器车轮，这些东西其实就是永动机的构想。

永动机就像是人类从时间的黎明之初就开始梦想的东西，那么哪种永动机模型最接近成功？历史上关于永动机最重要的发现之一是希腊工程师阿基米德在公元3世纪发现的。没错，著名的阿基米德原理就是他发现的，而他的门徒试图希望以此为基础建立一个永动机，他的构想是这样的：

首先是一个装有一半水的密闭容器，容易中间有一个沉重的负载，包含一个紧固件和一根金属杆加上一个轮子和螺母的支架，使用所有这些材料建造一个阿基米德球体，像这样在里面浇水，理论上这个机构只需要一次推力就可以开始永远旋转，因为负载总是将球向下拖动，然后球将被推出水面并保持运动状态，因此问题在于金属杆和水自身与容器玻璃之间的摩擦力最终将超过影响球的浮力。该机器将在几分钟内停止工作。

让我们回到达芬奇的轮子，我们需要这个车轮里在里面安装一些倾斜的杆滑道，用来装十几个金属球，它们在运行过程中会保持滚动，并且总是朝着特定的方向倾斜轮子，但是前提是它必须有初始力来推动它。而且达芬奇在试图制造这种装置之前就已经发现了它的平衡性和天才性，仔细分析一下就会发现，虽然右边每个球产生的力矩大，但是球的个数少，左边每个球产生的力矩虽小，但是球的个数多。于是，轮子不会持续转动下去而对外做功，只会摆动几下就会停止。因此达芬奇本人早已宣称永动机不可能实现。

18世纪，法国科学家艾米莉·德·夏特尔提出了一个原理，说动能不能从无到有。这就成为了能量守恒定律的基础，该定律指出，能量不能被创造，只能在同一时间从一种形式转化为另一种形式这意味着，如果没有外部的支持，所有可能的机器迟早都会停止运转，因此永动机是永远用无法实现的。

但是那些发明家可不这么认为，以苏联工程师瓦莱丽·杜达切夫设计的旋转发动机为例，它基于一个大环形磁铁和两个带有小磁铁的圆盘，两个磁极相同，相互排斥这使得轴旋转，问题是，即使磁铁也不能改变能量守恒定律，我们称之为永磁体的那些永磁体仍然不能无限地产生能量，即使最好的永磁体也会在1000年内磨损。

尽管许多科学家和发明家都试图制造永动机，但我们现在知道制造永动机是不可能的。为什么?答案很简单，因为它违反了热力学第一定律。对永动机的研究一直持续到今天，尽管科学事实表明，由于我们宇宙的基本物理，建造一个真正的永动机是不可能的。为什么?热力学第一定律是能量守恒定律，它表示能量总是守恒的。这意味着它不能被创造或毁灭。相反，能量从一种形式转变为另一种形式。为了使机器保持运动，所施加的能量应该保持在机器上而不产生任何损失。因此，永动机是不可能的。

从理论上讲，要建造一台永动机，必须要克服许多问题。例如，由于会产生摩擦，机器必须没有摩擦部件，从而导致机器失去热量。此外，机器必须在真空中操作，因为在其他地方操作机器意味着由于空气摩擦而失去能量。声音也是能量的一种形式，所以永动机不会发出任何声音。

尽管上述事实应该清楚地说明为什么永动机是不可能的，但为了便于讨论，让我们假设我们能够解决上述障碍，并实际制造出一台机器。即使我们可以，我们也不能从它中获得持久的能量。能量只会达到作为输入或开始一个运动的量。在现实世界中，这个假想的机器只是一种能量储存装置。记住，能量总是来自于某些东西。它永远不能被创造出来。所以，即使你能制造一台机器，你也需要能量来开始运动。所有种种表明永动机是不存在的，你认为呢？

当然，科学总是在变化。曾经看起来不可能的事情现在已经成为可能，随着科学家对宇宙的发现越来越多，现在看起来不可能的事情在未来很可能成为可能。然而，要建造永动机，我们必须获得新的知识，这些知识实际上打破了我们所知道的物理规则。