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永久运动机器:反对物理规律

admin 发布于 2017-10-30 21:32   浏览 次  
几乎一旦人类创造了机器,他们就试图使自己的“永动机器”成为一种永恒的机器。然而,这些设备永远不会有可能永远不会像他们的发明人所希望的那样工作。

宾夕法尼亚州洛克文港大学的前物理学教授,“无法工作的博物馆”的创始人唐纳德·西马内克(Donald Simanek)说:“总之,由于我们对宇宙几何的了解,永久的运动是不可能的。“自然不提供原子级以上的永久运动的例子”。

热力学规律

据我们所知,永动机器将违反热力学第一和第二定律,Simanek告诉现场科学。简单地说,热力学第一定律指出,能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转变为另一种形式。永久运动机器必须在没有能量输入的情况下产生工作。该热力学第二定律指出,一个孤立系统将走向无序状态移动。另外,能量的转化越多,浪费的越多。永久运动机器必须具有永远不会浪费的能量,并且不会向无序状态移动。

然而,物理学的不可侵犯性并没有阻止好奇,忽视他们或试图破坏它们。根据Simanek的在线博物馆,第一份记载的永动机器包括印度作家Bhaskara在12世纪创造的轮子。据说,由于围绕其边缘的汞容器造成的不平衡,它应该保持旋转。其他尝试包括一座16世纪的风车,17世纪的虹吸管和几个水厂。

虽然大多数永久的动议尝试本着科学探究的精神,但其他的则是为了欺骗和赚钱。最着名的永久性动作恶作剧是由Charles Redheffer于1812年设计的。

一个奇迹和恶作剧的时代

雷蒂夫的永动机器迷住了费城和纽约社区,并带来了数千美元。根据Arthur WJD Ord-Hume所着的“ Perpetual Motion:The History of a Obsession ”(Adventures Unlimited,2015),工程师两次被剥离,最终导致雷迪费尔跑出城外。

十九世纪的美国是恶作剧的黄金时段。据“ 恶作剧:现代世界中的恶作剧 ”(纽约大学出版社,2014年)的作者Kimbrew McLeod介绍,“ 启蒙时代”通过个人经验和观察关注科学,学习和获取知识,导致越来越多的人寻求现象他们可以自己判断。此外,提高识字率意味着更多的人熟悉永恒的概念,并渴望看到实现这一点的机器。

但是,正如芭芭拉·弗兰科(Barbara Franco)在“ 加的夫巨人:百年老人 ”中写道: “人们对新科学感兴趣,没有真正了解他们...十九世纪的公众往往没有区分受众主题的受欢迎和严重的研究。他们听到讲座,出席了剧院,去好奇的博物馆,马戏团和复兴会议,热情相当。“

作者艾米·雷丁(Amy Reading)是“ 美国内部巨人,大狡猾的复仇者,大笨蛋史书 ”(Vintage,2013)的作者,他注意到美国的乐趣特征。人们似乎喜欢被一个故事所吸引,他们知道这可能是不真实的,无论如何都是为了这个故事,然后在学习被欺骗的时候感到惊讶。那个Redheffer实际上跑出了城镇,表明19世纪初的观众或许还没有完全接受这种形式的娱乐,尽管在接下来的几十年里。

永恒的运动激起了费城

根据Ord-Hume,历史学家在骗局之前不知道Redheffer的背景。他于1812年出现在现场,当时他在Schuylkill河附近开了一座房子,供公众观看。里面是一个机器,他声称可以永远保持移动,没有被触动或以其他方式帮助。

雷尼夫的机器是基于永久运动的“假设”原则,假设倾斜平面上的持续向下的力可以产生持续的水平力分量,“Simanek说。根据Ord-Hume,该机器具有重力驱动的摆锤,底部有一个大的水平齿轮。另一个较小的齿轮与较大的齿轮联锁。大齿轮和轴都能够分开旋转。放在齿轮上的是两个斜坡,斜坡上是重量。重量应该将大齿轮推离轴,并且摩擦将导致轴和齿轮旋转。旋转齿轮反过来又为互锁的较小的齿轮供电。如果重量被取下,机器停止。

根据视觉教育项目,消息来源不同,Redheffer收费不费心费的费城人看他的机器。有人说他收取5美元,其他人说他收取1美元,而其他人说,女子免费或1美元。无论如何,这个价格并没有阻止着名的公众,而且这台机器也成了一种感觉。投注高达10,000美元的真伪。

雷蒂夫对他的机器和接待表示非常高兴,他游说宾夕法尼亚州的资金建造一个更大的资金。1813年1月21日,国务院派出检查员调查钱财。那么,雷蒂夫的计划就是分崩离析。

第一次揭开

根据休谟的要求,检查人员到达后,看到机器处于一个带有锁门的房间,缺少钥匙。他们只能通过窗口查看。检查员之一,内森·塞勒斯(Nathan Sellers)带来了他的儿子科尔曼。年轻的科尔曼注意到,机器上的齿轮并没有像Redheffer所说的那样工作。齿轮上的齿轮磨损在错误的一面。这意味着重量,轴和齿轮没有为较小的齿轮供电; 较小的齿轮为较大的设备供电。

内森·塞勒斯相信他的儿子,并确定这台机器是一个骗局。然而,他并不是面对Redheffer,而是聘请本地工程师Isaiah Lukens来建造他自己的永动机,这将与Redheffer的做法相同。“Ord-Hume说。Lukens建造了一台看起来像Redheffer的机器,但是有一个看似坚实的基板和顶部的方形玻璃片。据说是装饰的四块木制木制品,位于玻璃的顶部,并附着在木制的柱子上。Lukens在基板上放置了发条电机。事实上,其中一个是一个卷绕机。它可以整天缠绕和动力。电机将转动轴,这将为齿轮供电。

根据休斯顿大学网站“我们的独创性发动机”的消息,卖家和Lukens向Redheffer展示了他们的机器,Redheffer在看到他的假机器似乎正在工作时被克服。他向他们提供了钱,知道如何完成。卖家和Lukens没有现场谴责他,而是让骗局的消息传遍了费城。

永久动议移动到纽约

虽然费城正在Redheffer,但这个时代缓慢的通信速度意味着纽约仍然是一个目标。Redheffer再次设置他的机器。他再次吸引了大量人群。旁观者之一是罗伯特·富尔顿(Robert Fulton),他是以第一个成功的商业蒸汽船开发而闻名的工程师。约瑟·休姆写道,当富尔顿看到机器时,他大声说:“为什么这是曲柄动作!”

富尔顿注意到,机器的速度和声音的速度是不均匀的,如果是用手来起动的话。有报道说机器也轻微摇摆。根据休谟的说法,富尔顿指责Redheffer,他强调说他的机器是真实的。

富尔顿提出了一个提议:红帽子会让他试图揭露机器能源的真正来源,如果他不能,他会付出尝试造成的任何损失。Redheffer同意 - 可能受到来自观众群体的压力,Fulton开始从机器旁边的墙上撬下板子,露出一根肠线。绳索穿过墙壁到达上层。富尔顿赶到楼上,在那里他找到一个坐在椅子上的老人,用一只手转动曲柄,另一只手吃面包。

意识到他们被欺骗,观众人群当场摧毁了机器。雷切夫立即逃离了城市。

关于Redheffer的恶作剧知之甚少。根据Wendy Bellion的“ 公民观众:美国早期美国的幻想与幻象 ”(2011年北卡罗来纳大学出版社),他在1816年建造了另一台机器,但并没有让任何人看到它。他在1820年获得了专利,但没有什么是关于该设备或什么成为Redheffer的知识。专利本身已经在火中丧生了。

永恒的“不可能”

雷蒂夫的恶作剧是历史上最着名的永久运动尝试,但它远非唯一的一个。然而,大多数人并不是为了扼杀公众的资金。

为什么当物理学的所有规律都是不可能的时候,人们继续尝试永动机器?

“我的希望是他们的动机是他们对物理学的不完全的理解,”Simanek告诉现场科学。“永久运动机器发明者对物理学的看法是为了特定目的而收集不相关的方程,它们无法掌握最大的物理力量 - 它的逻辑统一性。

“例如,热力学定律不是由法定的,它们来自牛顿定律和气体动力学模型,并且经过实验测试,你们不能简单地抛弃一个你不喜欢的法律,没有使物理学的整个逻辑结构崩溃。

Simanek指出,大多数永久运动机器发明者不相信他们的机器违反物理学规律。“有些人认为某些具体的法律不适用,通常是能量守恒和热力学规律。”

“几何(和物理)是不同的吗?” 西马内克说。“也许,但是我们没有线索找到那个地方,有人可能会想知道我们是否可以去那里,或者为了我们的目的而开发出来。那就是扶手椅炒作,科幻小说,而不是科学。”

如果一台永动机器工作,那就需要有一定的特点。Simanek说,这样做是“无摩擦和完全无声的,由于其运行而不会发出热量,不会发出任何辐射,因为这将是一种能量的损失。即使如此,这样的机器也不会永远运行,因为“由于其旋转,其部件将不断加速,我们知道这个问题是由带电粒子组成的,并且加速的电荷辐射掉能量。” 这将导致机器更改,使其最终缓慢或停止。

然而,“如果一台机器能够以恒定的速度旋转车轮很长一段时间,没有可测量的速度下降,绝对没有输入能量,我们可以考虑到,为了所有实际的目的,永恒的运动...但它这只是一个无用的好奇心,因为如果我们试图从中提取工作,它很快就会停止停止,“Simanek说。

永久运动机器的大多数发明者都铭记不同的目标。Simanek表示:“他们希望”过度团结“的表现 - 这种机器能够提供比其能源投入更有用的工作。然后,你会有剩余的能量使用。

除了欺骗公众,这可能是雷蒂夫的最终目标。根据“我们的独创性”的引擎,即使在骗局揭幕之后,费城报纸也猜测,这个城市错过了自由操作水泵的机会。根据视觉教育项目,Redheffer的1820年专利是“为获得权力而设的机器”。但那些是愿望而不是现实。 
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