我們生活的世界,往往就是科學的世界

假如在生活中,你不小心將生雞蛋和熟雞蛋混在一起了,那麼此時你要如何分辨,哪個雞蛋是生的,哪個是熟的呢?


假若你曾學過力學,那你一定能夠輕易的分辨這個生熟問題。


我們把這兩個雞蛋放在桌上,接著把他們旋轉起來。此時你會發現,有一個雞蛋,旋轉的特別快,以至於你幾乎只能看到一片白影,那麼必定是一個熟雞蛋。另外一個幾乎無法旋轉起來的,絕對是生雞蛋沒跑了。


這個方法其實就是利用了慣性的問題。生雞蛋裡面的蛋黃和蛋白都是液體,旋轉起來時,由於自身的慣性,沒辦法保持穩定,蛋黃和蛋白更是起到了“剎車的作用”,以至於生雞蛋最多轉個兩三圈就會停下來。


而熟雞蛋裡面的蛋黃和蛋白已經是固態的,順著慣性,熟雞蛋在轉了一定的圈數之後,甚至會反過來旋轉好幾次。


熟雞蛋順著慣性,能夠快速持續的旋轉一段時間。而與之不同的是,人類卻一直希冀,能有一種機器,在利用慣性的情況下,永遠持續轉動,比如永動機。


幾百年來,永動機一直被人類所熱烈追捧,他們試圖希望有種機械裝置,能夠實現不消耗能量卻能源源不斷的輸出。


永動機最初的想法,其實是來源於公元七世紀的印度占星家婆羅摩笈多,他被認為是第一個設計永動機的人。而後這種想法,開始傳往歐洲。


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婆羅摩笈多


十三世紀,法國人亨內考提出了一個非常著名的永動機設計方案:輪子中央有一個轉動軸,輪子邊緣安裝著12個可活動的短杆,每個短杆的一端裝有一個鐵球。當鐵球每次下襬時,重力勢能會轉化為動能,從而使魔輪轉動。


我們生活的世界,往往就是科學的世界


如果你學過分析力學,那麼你就會發現,這個機械裝置的總力矩,只會在零附近微小地擺動,最終歸於平衡。


而一向腦洞大開的達芬奇,也曾一度痴迷永動機,並製作出了一個平衡輪。即是說,滾動的輪子會持續地給一個向下的力,平衡輪從而轉動起來。


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一直到十九世紀初之前,各種永動機層出不窮。但大多數純機械工具,最後都以失敗告終。


1870年,來自康涅狄格州的威利斯,號稱已攻破難題,併發明瞭世界上第一臺永動機,不僅申請了專利,甚至還被當時的權威雜誌《科學美國人》大幅度報道,並稱為“迄今為止最偉大的發明”。而最後卻被揭穿,這個設備裡面竟然非常隱蔽的,隱藏了一個電源。


同一時間內,美國人基利也根據自己所發明的所謂“感應共振電機”,騙取了一大筆投資,最後卻被發現,他的電機裡隱藏了一個氣壓管。基利因騙局被拆穿,而鋃鐺入獄,投資者也損失了將近五百萬美元。


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基利和他的永動機


事實上,在中世紀時代,之所以會出現形形色色的永動機設計方案,甚至產生上面所說的巨大騙局,都是因為當時熱力學第一定律尚未形成。


儘管當時的“熱質說”風靡一時,然而,它卻無法解決很多熱力學中的關鍵性問題。


直到無數次的實驗過後,能量守恆定律,也就是熱力學第一定律的橫空出世:

能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到其他物體,而能量的總量保持不變。


我們說,能量守恆定律的正確性,是毋庸置疑的,在沒有外力的作用下,永恆運動是不可能實現的。


但即使是這樣,永動機也不是絕無用處。


在16世紀到17世紀之間,荷蘭有一個個性非常突出的數學家西蒙·斯臺文。他在對永動機進行了深入的瞭解 和分析後,不僅提出了斜面上的力量平衡定律,還發明瞭小數,並在代數學中,首次提出了指數的概念。


我們生活的世界,往往就是科學的世界


而直到現在,這些發明和理論,都對我們生活中產生了巨大的影響。


從生熟雞蛋的區分,到對永動機原理的延申,都是源於人們對世界的探索慾望。比如說:

太陽為什麼東昇西落?

水為什麼會從水管裡流出來?

為什麼站在地球另一端的人不會掉下去?

... ... ...


現代科學幻想者之父凡爾納曾經說過:”只有探索才能知道答案“。牛頓因為好奇一顆蘋果的掉落,而發現了萬有引力,萊特兄弟根據竹蜻蜓的原理,發明了飛機,或許這些在生活中你非常常見的場景,但科學家之所以能從最普通的場景中,取得偉大成就,是因為他們永遠有一顆探索科學的心。


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