永动机的“科学能量”

2009-12-10 08:53湘水落墨
中学生百科·悦青春 2009年11期
关键词:斯拉轮子科学

湘水落墨

牛顿曾经说过。永动机的探求者们是想从虚无中得到些什么。这句话,无疑是对永动机的一种无情宣判。到了19世纪。随着能量守恒定律和热力学第二定律的发现,在铁的事实面前,永动机神话被科学证明那不过是痴人说梦。

现在一般认为,永动机的概念最早起发于印度,公元1200年前后,从印度传到了伊斯兰教世界,继而进入欧洲。但也有人认为,永动机神话可能并没有确切的“发源地”,或许在印度人之前,世界各地很多人就有了这种一劳永逸的想法。只是没有提出并付诸行动罢了。

自从永动机的概念传播开之后,欧洲人几乎陷入了狂热之中。最为我们所熟悉的,是画画的那个达·芬奇。他就花了很多时间、很多精力来研究永动机。不过可贵的是,他最后得出了“永动机不可能实现”的结论。

研究永动机,达·芬奇不是第一人。据史料记载,在欧洲,最早给出永动机设计方案并引起广泛关注的,是一个叫亨内考的法国人,时间是在13世纪。亨内考所设计的永动装置,主体部分是一个轮子。中间有一个转动轴,轮子边缘则安装了12个可以活动的短杆,每个短杆的末端对应一个铁球。无论轮子转到什么位置,右边的各个重球总比左边的各个重球离轴心更远一些。亨内考设想,右边更大的作用特别是甩过去的重球作用在离轴较远的距离上,就会压使轮子按照箭头所示的方向永不停息地旋转下去,至少要转到轮轴磨坏时为止。基于这个美好设想。他把自己设计的装置取名为“魔轮”。而令他难受的是,“魔轮”几乎见不到一点魔力,轮子转了一两圈就停了下来。

到了文艺复兴时期,虽然永动机的热潮并未消退,但已经有更多的人站出来驳斥这种荒谬的想法。卡丹就是其中之一,这个最早求解出三次方程的根而出名的意大利人坚定地认为,永动机是不可能的。而荷兰的物理学家司提芬则以更为科学的实验。巧妙地证明了永动机的不可能性。

随着对永动机不可能的认识,一些国家对永动机给出了限制。1775年,法国科学院做出决定,鉴于永动机的“欺骗性”。以后科学院所有刊物都禁止刊登有关永动机的消息。英国等一些国家,为了打消永动机爱好者们的热情,纷纷宣称不再受理永动机的专利申请。然而,种种努力阻止不了人们对永动机的“追求”。

英国著名物理学家焦耳也曾在永动机研究中执迷不悟。他年轻的时候,“永动机热”已经历了数百年的起伏,在欧洲大地上依然显示着其“强大的生命力”。作为其中的一分子。焦耳几乎把所有的业余时间都搭了进来,甚至几天不吃不喝,发誓要先人一步造出永动机,结果却是在一次次试验中碰得鼻青脸肿。失败引起了焦耳的深思,让他吸取了教训,继而找到了热功当量。为建立能量守恒定律作出了杰出的贡献。这个定律好比一块路标,插在寻找永动机的十字路口,警告迷途人:此路不通!焦耳从永动机中抽身之后,还利用一切可能的机会现身说法,告诫那些仍旧迷恋永动机的人说:“不要永动机,要科学!”

用科学说话,永动机的神话慢慢褪去了最初的光芒,人们也渐渐警醒。但在漫长的历史长河中,永动机却依然留下了许多“谜案”,其中最著名的一个,由德国人白斯拉“制造”。

1712年。白斯拉在设计了300多种不同的永动机模型后,终于向世人宣称,他发现了永动机的秘密。他将他的发明用拉丁文和德文写了一本书。说是奉献给上帝、公众、学习的人和作为发明家的他自己。1717年秋天,早已“名声在外”的白斯拉在不绝于耳的质疑声中抛出巨雷,把自己建造的一部可以自行运转的机器摆到了公众面前。

这部机器在严格的监视下,成功进行了两次试验。一次是在1712年10月9日,由当地12名著名人物组成的委员会审查;另一次是在1717年11月10日到次年的1月4日,在更为著名的人物的监视下,连续运转了54天。虽然54天与“永动”还有太长的距离,但这已经足够让人对这所谓的永动机保留幻想。

白斯拉的永动机之所以成为“谜案”流传至今,得益于一块湿布。据说他在做试验时。永远都会用一块湿布严密地把机器蒙上。按他的说法是不能让内部秘密被人窃取。有人要求他公开技术。他倒也不直接拒绝,但需要满足一个前提,那就是给一笔转让费。对于这笔费用,他的要价是25000英镑。这在当时,是一个天文数字。

后来。“吃不到葡萄说葡萄酸”的人纷纷指责他是个骗子。这让白斯拉很是伤心,一气之下把所有的模型打得稀巴烂,把秘密带进了坟墓。有关白斯拉的永动机,迄今还有人收集资料进行研究,不过不是为了证明他是不是真发明了永动机。人们真正感兴趣的是,当时他终究采用了怎样的储能方法。以此来让机器连续运转了54天。有科学家比较肯定地说,他当时利用的储能方法迄今未知。就因为这点,他也称得上是天才的发明家。

也许现在的人看来,历史上那些永动机的痴迷者似乎愚蠢可笑,但是。如果没有他们“与科学背道而驰”的执拗。物理学的发展可能会比实际慢两拍。至少,对能量守恒定律的发现论功行赏,除了要为那些人所共知的有杰出贡献的科学家树碑立传,还要建立一座无名英雄纪念碑,其上最合适的铭文是:纪念为实现永动机奋斗而失败的人们。

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