WEBVTT

00:00:08.016 --> 00:00:10.905
大约公元1159年的时候，

00:00:10.905 --> 00:00:13.626
有一位叫做婆什迦罗智者的数学家，

00:00:13.626 --> 00:00:18.726
构想出了一种带有很多弯形水银蓄池的轮子。

00:00:19.556 --> 00:00:22.009
他觉得随着轮子的转动，

00:00:22.009 --> 00:00:25.797
每个池子里的水银会流到池底，

00:00:25.797 --> 00:00:29.607
导致轮子的一端总是比另一端更重一点，

00:00:29.607 --> 00:00:33.557
这种力矩的不平衡会让轮子永远地转下去。

00:00:34.127 --> 00:00:37.046
婆什迦罗的设想是最早期的

00:00:37.046 --> 00:00:39.407
永动机构想之一，

00:00:39.697 --> 00:00:45.267
一种不依赖外界能量来源
而能永远工作下去的机器。

00:00:46.107 --> 00:00:51.778
想象一个可以不断鼓出吹动自己的风的风车。

00:00:51.778 --> 00:00:56.901
或者一个可以为自己供电的灯泡。

00:00:56.901 --> 00:01:00.759
这些机器绞尽了许许多多发明家的脑汁

00:01:00.759 --> 00:01:04.650
因为它们可以改变我们和能量间的关系。

00:01:05.470 --> 00:01:08.729
比如说，如果我们能造出一个永动机

00:01:08.729 --> 00:01:12.669
它的永动系统包含了人类，

00:01:12.669 --> 00:01:16.250
那永生就不再是梦了。

00:01:16.250 --> 00:01:18.079
但只有一个问题，

00:01:18.079 --> 00:01:20.359
永动机是不可能的。

00:01:20.359 --> 00:01:22.389
所有有关永动机的想法

00:01:22.389 --> 00:01:26.870
都违背了至少一个热力学基本定律，

00:01:26.870 --> 00:01:29.649
热力学是描述不同形式能量之间关系

00:01:29.649 --> 00:01:32.190
的物理学分支。

00:01:32.190 --> 00:01:37.440
热力学第一定律是，
能量不会凭空产生或消失

00:01:37.440 --> 00:01:41.260
你不可能从机器里得到比你放进去更多的能量。

00:01:41.260 --> 00:01:45.091
这就排除了任何可行的的永动机的可能

00:01:45.091 --> 00:01:49.991
因为一台机器最多只能产生和它消耗的同样多的能量。

00:01:49.991 --> 00:01:54.321
不可能还有多余的能量
用来驱动车或者给手机充电。

00:01:54.321 --> 00:01:58.241
但是如果你只是想让机器自己不停地运行下去呢？

00:01:59.031 --> 00:02:01.881
发明家们想出了很多点子。

00:02:01.881 --> 00:02:06.641
有一些就是婆什迦罗非平衡轮的变型

00:02:06.641 --> 00:02:11.452
比如有着滚动的小球或者是悬挂着重物的杆子。

00:02:11.452 --> 00:02:13.031
但是没一种有用。

00:02:13.031 --> 00:02:16.081
移动的部分确实让轮子的一端更重一些

00:02:16.081 --> 00:02:20.853
但同时降低了轮子整体的重心到轮轴以下。

00:02:20.853 --> 00:02:22.663
在低重心下，

00:02:22.663 --> 00:02:25.692
轮子只会像钟摆一样前后摆动，

00:02:25.692 --> 00:02:27.325
最终停下来。

00:02:27.905 --> 00:02:29.982
换一种思路呢？

00:02:29.982 --> 00:02:33.692
在17世纪，罗伯特·波义尔想出了个点子，

00:02:33.692 --> 00:02:36.413
一种自己给自己浇水的壶。

00:02:36.413 --> 00:02:39.303
他理论上证明了毛细作用，

00:02:39.303 --> 00:02:42.032
一种液体和容器表面间的吸引力

00:02:42.032 --> 00:02:44.853
足以使水吸进毛细管，

00:02:44.853 --> 00:02:49.033
这样也许能使水不断的围绕壶循环。

00:02:49.033 --> 00:02:52.693
但是如果毛细作用大到足以克服重力

00:02:52.693 --> 00:02:54.483
并可以把水从管中提上来，

00:02:54.483 --> 00:02:58.204
那毛细作用也应该会阻止水再掉回到壶中。

00:02:59.014 --> 00:03:03.165
再后来，又有了一些和磁铁有关的永动机设想，
比如这套斜坡装置。

00:03:03.165 --> 00:03:07.044
小球应该会被顶端的磁铁吸引上斜坡，

00:03:07.044 --> 00:03:08.965
然后从洞中掉回底部，

00:03:08.965 --> 00:03:10.952
循环往复。

00:03:10.952 --> 00:03:14.396
这个装置也没能成功，
就像之前所说的能给自己浇水的水壶，

00:03:14.396 --> 00:03:18.076
磁铁只可能把小球吸在顶部不动。

00:03:18.076 --> 00:03:20.245
即使小球能不断运动，

00:03:20.245 --> 00:03:22.876
磁铁的磁力也会随着时间流逝而消退，

00:03:22.876 --> 00:03:25.897
最终停止运行。

00:03:25.897 --> 00:03:28.431
对于所有的这些机器，
如果想要保持运动

00:03:28.431 --> 00:03:30.745
它们必然需要产生一些额外的能量

00:03:30.745 --> 00:03:33.876
将整个系统推过停止点，

00:03:33.876 --> 00:03:37.196
这就违反了热力学第一定律。

00:03:37.196 --> 00:03:39.477
有一些永动机看上去会一直运行下去，

00:03:39.477 --> 00:03:42.198
但事实上，它们总归会

00:03:42.198 --> 00:03:45.487
从外界获取额外的能量。

00:03:45.637 --> 00:03:48.707
即使工程师们能够以某种方式造出了

00:03:48.707 --> 00:03:51.618
不违反第一定律的永动机，

00:03:51.618 --> 00:03:55.907
由于第二定律
它仍旧不可能实现。

00:03:56.387 --> 00:03:58.038
热力学第二定律

00:03:58.038 --> 00:04:02.835
告诉我们能量总是通过某些方式趋于散失，比如摩擦。

00:04:03.115 --> 00:04:05.677
任何现实生活中的机器都有着移动的部件

00:04:05.677 --> 00:04:08.562
或者是与气体及液体分子的互相作用

00:04:08.562 --> 00:04:12.108
这就会产生微量的摩擦与热量，

00:04:12.108 --> 00:04:14.425
在真空中也不例外。

00:04:14.425 --> 00:04:16.828
那些热量就是能量损失，

00:04:16.828 --> 00:04:18.381
并且它一直在流失，

00:04:18.381 --> 00:04:21.488
不断地减少可供系统自身运动的能量

00:04:21.488 --> 00:04:24.008
直到机器不可避免地停下来。

00:04:25.008 --> 00:04:27.769
到目前为止，
这两条热力学定律

00:04:27.769 --> 00:04:31.129
已经排除了任何关于永动机的设想

00:04:31.129 --> 00:04:35.929
以及100%效率产能的可能。

00:04:36.639 --> 00:04:41.378
但是，这并不能绝对地说
我们将永远无法找到永动机，

00:04:41.378 --> 00:04:46.040
因为我们对整个宇宙的了解还是太少了。

00:04:46.040 --> 00:04:49.313
也许我们将找到一种新的奇异的物质存在形式

00:04:49.313 --> 00:04:53.150
让我们不得不重新审视热力学的定律。

00:04:53.150 --> 00:04:58.400
又或许在极小的量子尺度会有永动机的存在。

00:04:58.400 --> 00:05:03.200
我们能确定的是
我们永远不会停止寻找。

00:05:03.200 --> 00:05:08.211
现在，唯一看上去“永动”的，是我们的搜寻。