永动机的探索之路

张林

永动技术曾经一度让科学界为之疯狂，引发了一段时间的研究热潮。随着技术的发展与验证，人们普遍认为永动技术是伪科学，但这仍然难以阻止一些爱好者（包括科学专业人士）的狂想与创造热情，他们一直企图能打破物理学定律，发明出改变世界的永动机。其中一些关于永动机的奇思异想不乏思维的闪光。

巴斯卡拉的轮子

最早的永动机资料记载之一，出自于印度数学家和天文学家巴斯卡拉在1150年左右的作品中。他设计的永动机是由一个轮子以及轮缘周围的水银轴条组成的不平衡机器，其中轮子的重量分布是不平衡的，当轮子转动后，水银随之移动，为轮子持续转动提供推动力，如此循环往复，使轮子持续运转着。

可以说，巴斯卡拉的轮状永动机的影响是非常大的，因为他新奇的想法引起了许多科学家的好奇心。在此后的几个世纪里，基于他的永动机概念，出现了许多不同版本的轮状机器。其中不乏一些牛气的科学家，例如达·芬奇、维拉德等。

而且，有趣的是，巴斯卡拉之所以诞生如此奇思妙想，是因为印度哲学中自我更新和生生不息的哲学理念的影响。可见，哲学与宗教的影响力有多大。

德雷贝尔的永动机

17世纪到19世纪可谓是永动机探索的黄金年代，在那两百年中，各种奇思异想的的永动机粉墨登场，层出不穷。

1604年，当德雷贝尔首次展现他的机器时，曾广泛引发了人们的好奇，其中就包括了英国皇室。这是一个什么样的机器呢？实际上，这台机器就是一个造型精美的钟表，它不需要绕组线圈，能显示日期和月相，由温度变化和天气变化提供能源驱动一个空气测温器或气压计。

然而，对于这个永动机的能量来源，德雷贝尔仅仅只是提到，这是他利用“空气的炽烈精神”来维持这个机器的运动的，俨然像一个炼金术士一般（德雷贝尔是那个时代的炼金术士）。因此，没有人知道德雷贝尔的永动机是如何运动的，其能量又是如何而来的。

在后来给友人的一封信中，德雷贝尔还描述了他设计的更精美的永动机器：一个中央球体被充满液体的玻璃管包围的一个器械，球体上镶嵌着一些金配件和月相刻度盘，周围还装饰着神话生物，外观无比精美。但是，我们不确定的是，这个精美的永动机是否真的存在。

弗鲁德的水螺杆

罗伯特·弗鲁德是17世纪一个身兼科学家和炼金术师双重职业的杰出人物。他经常有一些奇怪的想法，比如他认为人们之所以会被闪电击中，那是因为闪电是上帝愤怒的人间化身。

而永动机也正是他奇思妙想的一个经典。弗鲁德于1618年提出了一种“水螺旋”的永动机版本，这个“水螺旋”能利用水循环产生动力，驱动磨石碾磨粮食。当这个永动机设备在1660年由木版雕刻形式呈现在人们眼前时，被广泛认为是第一个试图用来产生永久效用动力的设备。其工作原理是这样的：从顶部水箱中流动以驱动底部左下的大水轮，由该水轮运转驱动一系列复杂的齿轮和轴，从而带动底部中央到右上的螺旋水斗，呈现出机器的整体运转，形成循环的水动力。

虽然该机器设备并不能实际运行，但是，弗鲁德并不只是试图用他的机器打破物理定律。实际上，他可能因为试图寻找方法来帮助农民才会设计这样的机器。当时，碾磨粮食需要依赖不间断的动力，那些生活的比较远的地方的人，由于没有合适的自来水源，不得不被迫装载他们的粮食庄稼，将其拖到磨坊，然后运回农场。如果弗鲁德的永动机能运转起来，将会使无数的农民生活得更容易，那贡献就不言而喻了。

考克斯的时钟

作为一名著名的伦敦钟表师，考克斯对时钟的兴趣非常浓厚，而且也希望自己能造出一个能永恒运动的时钟。1774年，考克斯制造出了他的永恒动力时钟，这个时钟类似于其他的机械时钟，唯一不同的是它不需要绕组线圈。

该时钟被包裹在玻璃中，其利用地球大气的压力变化作为外部能源，使其产生类似绕组运动机制的动力。而内部原动力则是嵌在钟体内的水银压力计，水银通过上升或下跌来产生动力，且使内部的表轮转向同一方向，形成一圈一圈循环运转的效果。

当时，考克斯表示，这是一个能永恒运动的时钟，而这个时钟也确实在不需要再加外力的情况下运行了差不多150年。这是第一个被广泛接受的永恒运动时钟的例子，它在运行的100度年中，在欧洲各地相继展出成为轰动多年的奇迹。但遗憾的是，在19世纪30年代，它还是结束了其运行使命，所以，它只能算是一个制作精妙的时钟罢了。不过有悲有喜，考克斯在这个时钟中应用的技术，例如金刚石为轴承运转，气压变化等，应用在了现代手表时钟上。

卡彭电堆

1870年出生的卡彭是罗马尼亚的一位工程师和物理学家，他一生致力于研究机械工程、热动力学以及电化学等学科。1904年到1909年，卡彭在完成博士论文后，研究了高频电流和电流信号的远距离传输，并研究了先进的燃料电池技术。也正是这段时间的研究工作开启了他创造传奇永动机的序幕----卡彭电堆（电池组或燃料电池简称电堆）电解液。

1950年，这个电堆的原型组装完成，它主要由两个串联电堆推动一个小型电流马达，马达产生动力后（转化成机械能），就会推动一片连接开关的叶片，叶片每旋转半圈，就会触发一个开关打开电路，让电堆充电，然后在第二个旋转节点关闭电路，如此反复。叶片的旋转时间是经过计算的，这样电堆会有一定的时间再次充电，从而实现循环的电流。

这个发明完成后，就被罗马尼亚国家技术博物馆收藏，到2010年，这个电堆竟然已经连续工作了60年！而且，当这个电池开放给一些科学家测试的时候，他们发现，这个电池从发明之初就始终保持着1伏特的电压大小，其稳定性也让人大吃一惊。

目前，这个电堆仍然在工作着，但是科学家仍然没能够弄清楚这个奇怪的电池是怎么一回事？为什么现在它仍然能运行？也许这个电堆在机械能与电能互相转化的过程中，能量转化效率极高，以至于几乎没什么损耗，所以连续工作60年仍比较稳定，但总有一天，随着能量慢慢消耗，这个电堆也会停止运转。

纽曼的能源机

进入20世纪，随着科学理论的不断发展，科学家从根本上否定了永动机的可能性。1911年，美国专利局发布了一则声明，说不再对永恒运动或自由能源设备发放专利权，因为这种设备在科学上似乎是不可能创造出来的。对一些发明家而言，这意味着他们的工作被科学认可变得更加困难了。自这之后，人们对永动机探索的狂热性逐渐降低了，但仍然有人坚持不懈。

1979年，一个叫约瑟夫·纽曼的美国科学爱好者声称，他发明了一个永动的能源机，其输出的机械动力总是超越输入的电力，能源机效率超过100%。该机器的核心动力原则主要是：空间中的电磁能量可以通过原子或化学链式反应来提取出来，具体来说，就是把一个旋转的永久磁铁嵌入由线圈传导动力的电磁脉冲中，利用线圈的质能转化成扭矩和动力来使机器不断运转。

同年，纽曼试图为该能源机申请专利，被美国专利局拒绝，纽曼随后提起上诉，美国国家标准局为他的设备进行测试，已验证其效用性。让人失望的是，1986年，该设备的测试结果显示，其产出的能量并没有比输入的能量更多。

不过，作为一个未完成高中学业的业余科学爱好者，即使没有人愿意支持他的研究计划，纽曼的奇特思路还是值得肯定的。

大卫·哈默尔的反引力机器

20世纪中期，随着外星人热潮的兴起，永动机也跟外星人挂钩起来了。美国人大卫·哈默尔是一个没有受过正规教育的木匠，在他自述的“难以置信的真实故事”中告诉人们，他被外星人绑架后，被选为自由能源机器和飞船的看护人，获得了很多先进的信息，如果人们相信他，他将能改变世界。

虽然大卫·哈默尔的说法让人很是怀疑，但是，哈默尔指出，他的永动引擎使用类似蜘蛛用来在它的蛛网中从一根蛛丝跳到另一根蛛丝的能量（就相当于平移跳动）。这样的力量能抵消地心引力，并且能让他建造一个飞行器，将人类与给予他信息的外星人聚集，让人类与外星人相见。

哈默尔声称，他用了20年来构建这个星际设备和引擎，期间，他使用了一系列的磁铁来建造它，利用离子动力为能源，成功让他的反重力机器起飞了，不幸的是，据哈默尔自述，这个机器飞起来后就消失在空中了。由于没有看到其原型，人们始终难以相信哈默尔的阐述。

事实上，只要去仔细寻找，我们就会发现历史上关于永动机有很多令人惊艳的想法，只是现代科学的发展否定了永动机的可能性，所以，现今人们对永动机与永动技术的关注就越来越少了。虽然永动机从科学上无法成立，但历史上这些勇敢、不拘一格的探索仍然值得我们记述。