永动机可以说是人类科学发展史上的一个笑话,曾几何时,无数的发明家满怀热情的投入到永动机的研究和制造之中。 在历史上也曾经出现过很多比较著名的“永动机”,但最后都被证实只是一厢情愿的设想罢了。说起来,永动机的制造热已经是很久很久以前的事情了,早在200多年以前,法国科学院就通过了一个永不接受永动机申请的决议,这个决议标志着人类证实为永动机画上了一个句号。 不过在此之后,仍然有一些所谓的“科学家”打着永动机的旗号来实现自己的利益目的,最后有的身陷囹圄,有的被引为笑谈。那么,永动机真的不可能实现吗?这是毫无疑问的事情,随着热力学定律的发现,人类已经彻底为永动机画上了一个永远的句号。 什么是永动机,永动机为什么不能实现呢? 从名字上看,我们很容易误会永动机就是永远运动的机器,实际上并不是这么回事,如果只是这么简单,那很多东西都可以被称为永动机了。通常所说的永动机大体可以分为两种,第一种就是不需要外界提供任何的能量,就能够持续对外做功。 这是连初中生都能明白的道理,这违反了能量守恒定律。而能量守恒定律是整个物理学体系的核心定律,想要推翻能量守恒定律,从某种意义上来讲就等同于要推翻整个物理学体系,而无数的理论研究、实验和实际应用都证明了现有的物理学体系的正确性。由于第一类永动机违反了能量守恒定律,所以人们开始把注意力集中到了第二类永动机上。 何为第二类永动机? 所谓第二类永动机指的就是在只有单一热源的情况下,能够源源不断对外做功。这显然又违反了热力学定律。热力学第二定律包含了两个重要内容,其一就是不能将温度从低温物体转移到高温物体上,而不产生其它影响。 就好比我们将一杯热水放置在屋子里,水会慢慢变凉,而不会是室温降低而水变得更热。热力学第二定律还包含了不能够从单一热源取热而将其完全转换为有用功而不产生其它影响。所以一切的机器都不能够实现将能源完全转化为效率,我们总说提高机器的转化效率,但这个效率永远也不可能达到100%。无论是热力学中所讲的熵增原理,还是能量守恒定律都决定了无论是第一代永动机还是第二代永动机都是不可能实现的。 既然永动机是不可能存在的,那么为什么天体看起来运转不停,而宇宙又好像恒久不衰呢? 首先必须明确的是永动机和宇宙天体的运行都完全不同的两回事。其次,无论是宇宙天体,还是宇宙本身,都不是永远运行、恒久不衰的。表面上看起来似乎并没有什么给宇宙中的一切提供能量,但实际上整个宇宙运行的能量都来源于宇宙诞生之初的大爆炸,当然,可能有人并不相信大爆炸理论,那我们可以换一个说法,那就是宇宙中一切物质的运行都来自于宇宙诞生之初的纯能量。 那么这股纯能量是从何而来的呢?没有人知道,也不可能知道,因为在宇宙诞生之前,物理学定律并不存在,所以一切都无法用我们所知的知识来进行解释。 宇宙间一切事物的运行都源于宇宙诞生之初的纯能量,所以宇宙也并不是恒久不衰的。 宇宙间的天体是有生命周期的,恒星会耗尽燃料从而坍缩,宇宙本身同样也会走到终点。我们认为宇宙是永恒的,是因为在宇宙的时间尺度之下,人类的寿命实在是太过短暂了。关于宇宙如何结束,有很多不同的观点,有的认为宇宙会在膨胀结束之后转而坍缩,最终整个宇宙会坍缩回大爆炸之前的状态,也就是时间、空间以及宇宙间的一切物质都重归奇点。 也有观点认为,宇宙中的熵总有一日会达到最大,届时宇宙间所有的物质都会衰变为轻子和光子,整个宇宙处于最低能的状态并实现热力学平衡,那时候的宇宙就如同一个空荡冷寂的死海,那就是宇宙的最终结局。我们无法确定宇宙最终会以何种方式结束,但一个共识是,宇宙的寿命也是有终点的。
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