在太空中“永动机”理论能成立吗？_桂平吧_百度贴吧
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在太空中“永动机”理论能成立吗？收藏
刚才看贴看到了“永动机”，让我想起了这个困惑已久的问题，在太空失重条件下，能制造出“永动机”吗？
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这个怕是很难解释！没人做过类似的实验！失重状态下应该很难，根本没有！这只不过是一种理想状态下的设想，曾经那位科学家做了那么多实验，最终还是没有成功！
快试试吧，可以对自己使用挽尊卡咯~◆◆
按能量守定律理论上是可以永动。
如果在失重条件下不能成立，在重力状态下更不可能了。
本来就不行啊，那个叫什么什么的科学家做了很多实验都失败了！
卫星运行单太阳能！那样应该算是永动了吧！
卫星运行单靠太阳能！那样应该算是永动了吧！
在太空中卫星相对于地球是运动的，也即是永动了。太阳能电池只是卫星需要改变方向是才外加一个力。
只要解决了永远都用某完个能源同永远都某会坏个机器,在地球都可以出现
太阳没了,地球还在吗?
青岛高防服务器,高防BGP服务器,双线服务器租用/托管!
在,只是会灰暗无比,寒冷刺骨.人类.........已经成为了历史
也许会有地心人
小时候的动画片就有,不知道是不是真的可以实现.但估计我是看不到的了
五十亿年后的事,不是五十年.
那时候,说不定就是我的重生的另1个我
刚才看了神十太空授课，感觉在失重就真空的太空是可以造就永动机的。（穿越了呵呵）
哲学上说，运动是绝对的，静止是相对的。物理上说，物体在合外力为0的情况下会保存原有的运动状况，或匀速运动，或保持相对静止。所以，在太空中，物体在不受外力的情况下会保持运动。但永动不等于永动机，
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永动机不可能制成的原因
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你可能喜欢永动机有可能成为现实吗？
来源：互联网
【宇宙的能量是从哪来的，热力学定律能解释吗？事实上我认为没有做不到，只有想不到，也就是说人类的所有想法都会变成现实，无论多么不可思议。】
这问题的答案很简单啊：热力学正确永动机不存在。最简单的相继式。对于题主的两个问题：从逻辑上来说永动机可以存在，因为它不自相矛盾，但「永动机存在」不能和「热力学正确」同时成立。无法回答，因为如果热力学正确，则永动机不存在，也不存在「解释能量来源」这事情。至于「热力学是否正确」这个问题，答案是：目前人类没有证据否定热力学。
————————声明：我并没有嘲笑题主，图片来源于知乎，本意仅仅为了搞笑，btw，并不认同@刘然的答案，它只是在“看山不是山”的阶段罢了。感谢@leon 提供来源
反对目前排名第一的答案
答主逻辑性过于混乱。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------我也来补充一下讨论一个问题要在一定范围和框架内，不对问题进行范围和框架的界定，很容易陷入诡辩者的陷阱。永动机有可能成为现实吗？ 如果这是个科学问题，我们只要在科学范围内讨论这个问题就行了。你想要实现永动机，就请先推翻守恒定律。如果你想从单纯的形式逻辑的角度来讨论这句话，你的问题应该这么问---单纯形式逻辑的角度来看，永动机有可能实现，这段论述具有逻辑可能性么？再进一步，你也可以从哲学角度去谈这个问题，你的问题应该这么问---从唯哲学的角度而言，永动机是否有可能出现？不对问题进行讨论范围界定，我和你说科学，你和我说逻辑，我跟你说逻辑，你和我说哲学，我和你说哲学，你又和我说情怀。这当然讨论不出结果。科学，逻辑和哲学本身就是三个体系，科学上的现实可能性，逻辑上的虚拟可能性，哲学意义上的存在可能性，根本就是三个论证标准。逻辑上的“可能性”并不等于客观事实的“可能性”。 在他的回答中混淆三个论述范围（科学，逻辑，哲学），得出一个范围内的论述结论（逻辑上的虚拟可能性），最后却把三个标准混为一谈。把逻辑上的“可能性”等同于客观事实的“可能性”。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------永动机是否可实现是一个不可被证伪的命题 （引用答主原文）。所以答主认为永动机是可以被发明的永动机可实现这叫做命题，永动机不可实现这也叫命题。永动机是否可实现?，这不叫命题，这叫问题！！！你对一个问题进行可证伪性考量，这不是坑爹么。好吧，我假设是答主笔误，他想说的其实是永动机不可能实现是一个不可被证伪的命题，不符合科学命题的可证伪性。所以得出结论永动机可以实现。（其实答主自己就已经证明了这个命题是可证伪的，我下面再来证明一遍）事实上“永动机不可能实现”完全可被证伪。永动机分成两类1.第一类永动机不存在，是根据能量守恒定律（热力学第一定律）的推论，是根据时间平移不变性的推论，2.第二类永动机不存在，是根据熵增原理的推论。是根据热力学第二定律的推论也就是说“永动机不可能实现”这个命题是建立在以上几个科学推论上的，只要推翻上述几个科学推论，永动机就有可能被发明。但是以上几个科学理论你推翻了么？你不能通过一个并不存在的假设，去论证你的观点。“可证伪性”也好“局限性”也好，都是将科学体系与宗教体系区别的重要因素，科学并不宣称自己的绝对正确与绝对权威，科学承认自己的“局限性” 。但是如果当前的证据无法否定某个论点，那么就应该先采信这个论点，并认为这个理论在其宣称的领域中都是可信的，直到找到证据来否定它。所以要想证明永动机可能实现，只需要尝试推翻能量守恒定律就行了，在你无法推翻这些科学证据之前，我们必须先承认永动机无法被实现。至于不顾现实在这里大喊“人类探索世界的过程是伟大而没有终点的；永动机有可能成为现实。”这是典型的把意愿当作现实，是对科学和哲学缺乏基本的尊敬。最后回到题主的问题上---永动机有可能成为现实吗？1.从逻辑上讲，永动机有可能被实现吗？---永动机是否能实现，这是一个科学问题，不需要从逻辑角度去论证。
如果可能，热力学定律能否解释这些能量的来源？---如果永动机被发明了，热力学定律就已经被否定了，也就不存在解释了。补充一下：先明确一下什么是永动机：永动机是不消耗能量而能永远对外做功的机器。不是说一直在动就是永动机。
Darkwingslord:
完全不明白你对物理定律的蔑视和对人类如此大的信心都是从何而来的。~~~~~~~~~~~~~~~~~问题被改来改去以后的分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~执着的题主把问题又改成了最开始的样子。。也好，之前增补的一大堆废话就可以删掉了。还是留下点我对这类问题的看法。永动机可不可以实现或者能量守恒定律是不是正确作为一个科学问题当然可以讨论，不过我认可的有价值的讨论方式是这样的：1我读完了教材里关于能量守恒的描述，从AAA论述得出BBB结论的过程我认为逻辑上是有缺陷的。2我看了CCC科学家为了验证能量守恒做的DDD实验，我觉得实验设计在EEE方面不够严谨。3能量守恒定律如果正确的话，为什么不能解释FFF现象。满足以上三条中的任意一条，我都很乐意继续探讨下去，否则如果仅依据“科学家曾经推翻过大家都以为正确的GGG定律”就对能量守恒定律的提出质疑在我看来都是没有价值的。
刘然的原答案开头前加了一些内容，做了一些解释，我就把没有帮助撤销了。希望大家也不要一棒子打死了，知乎是讨论的社区。-------以下是对刘然原答案的质疑-----这道题就是个筛子，筛出各种科学素养的人。科学固然不是万能和绝对正确的，但也绝非某些人所想象那么根基薄弱，毫不严谨。我是来打脸的。最高票答案（刘然）的逻辑是什么？先抛出一句自己设定的热力学第一第二定律实质上是人们描述现实世界的一种猜测这就说明热力学第一第二定律不靠谱了，然后就是人生的鸡汤nothing impossible，告诉人们要相信自己，勇于超越。刚开始以为他是搞哲学的可能不太清楚这块，没想到是个理工科的学生，没有一点儿科学素养就别来讨论这类问题了好吗？连你自己都说了：在实践中，基本上除了数学以外的人类知识都是来自于经验，因此，不能认为他们是牢不可破的。事实上热力学三大定律都有数学基础的。热力学第一定律是什么？就是这么一个式子：△E=-W+QE是自由能，W是功，Q是热，是能量的三种不同形式，三者是共通的。简单来说就是能量的加加减减，1+1=2或者1-1=0。理想状态下就是一个体系有一份能量，来自其他热源给你加了一份热量，这时体系就有两份能量了。或者一个体系有一份能量，做功输出了一份的功，然后体系就没有能量了。这个式子怎么得来的？精密繁多的数据统计，得出各个量之间的关系，之后用大量的实验验证，然后将各个物理量用数学公式联系起来后推导而得。第二定律是什么？简单来说就是能量会自发地从高能物体转移向低能物体，最后趋于一致：4+2=3+3宇宙中随处可见的自发均匀，不多说了。第三定律是说在绝对零度时特定体系的熵值为0，绝对0度人类达不到吧？那这个结论怎么得到的？数学推演。看完这些，你跟我说热力学三大定律与数学无关只是人类的猜测？PS：我是用很直白的语言来描述热力学定律的，描述不太严谨，想具体了解的可以参考本答案下
的评论，但是道理上是不会出错的。当然刘然的主观动机是好的，我也很认同人不能被束缚在条条框框之内。但是他就连“定律”二字的含义都搞不清楚，混淆“定律”和“理论”的概念，缺乏基本的科学素养。在我看来，这就是对科学缺乏尊重的表现。一不考虑客观事实，只强调人类尚未知晓一切，二夸大主观能动性，甚至认为超越宇宙规律也不是不可能。如果因为刘然这个无知无谓的答案有人全心投入到永动机的研究去了，那就是他发表不负责任言论的错。教人创新没错，但是教人去推翻1+1=2，探索一般世界中的1+1=3，只能呵呵了。那个答案赞同的人那么多，也许会有人来喷我，无妨。上次对一个科学盲谈论科学如此反感，还是在看到崔永元谈论转基因的时候。对了，崔永元的智囊里有人是研究水变油的，跟搞永动机一个尿性。欢迎各位拿着你认为某些定律存在漏洞的干货来和我对质，麻烦附上你所参考的文献资料，请最好是外文期刊，因为这种级别的成果没有国内的课题组会发表在中文期刊上。这是讨论的基础。那些“我认为，逻辑上来说，也许，可能”之类的就不必麻烦来说服我了。还有我是在讨论真实的可能性，而不是逻辑上的可能性。逻辑上来说，其实世界上到处都是“隐形的火龙”你造吗？你能证明没有吗？-------以下是最开始的答案---------鉴于题目改过了，放上最开始的版本：“宇宙的能量是从哪来的，热力学定律能解释吗？事实上我认为没有做不到，只有想不到，也就是说人类的所有想法都会变成现实，无论多么不可思议。”当年的亩产万斤，部分人也是信的。主观能动性虽好，可不要贪杯哦。为什么题主会被人嘲讽？1、听到“XX不可能”就想到“Nothing impossible”，然后标新立异地在键盘上噼里啪啦打出这样的问题。2、提问前没有自己思考过，唯一的论据就是“我认为”。3、“人类所有想法都会变成现实，无论多么不可思议”，不禁让我怀疑是不是民科的高级黑……
空谈误国，题主至少也提个方案啊，太没诚意了。热力学第一定律和第二定律属于无法被证明的经验定律，它们之所以成为定律是因为数百年来所有的永动机方案都失败了。热力学第一定律的一种表述是：第一类永动机不可能实现。热力学第二定律的一种表述是：第二类永动机不可能实现。物理定律都写成这样了，难道你没有感受到这当中深深的嘲讽吗？我是支持题主的怀疑精神的，但是请先学好数学建模，至少整一个不被中学生耻笑的方案吧。。
的答案的全部内容。时间平移不变的原理都想推翻？知道推翻这个原则的结果是什么吗？这就意味着所有的实验，今天做的结果和昨天做的结果可能不同，明天做的结果和今天做的结果可能也是不同的。更夸张一点说，可能上一分钟刚做完的实验结果，在下一分钟就已经做不出来了。注意，这里的“所有实验”，不仅仅包括物理实验，也包括所有和自然科学相关的实验。这意味着什么？这意味着“以实验为基础”将会成为一句空话（今天的实验和昨天的就不同，那到底以谁为基础？）。没了实验为基础，那人类几千年来发展的所有门类的自然科学及其成果，全都要作废。自己说自己是理工科学生，自己应该清楚这意味着什么。所以，如果某人某天真的废掉了时间平移不变性，那真的要恭喜他，因为他推翻了整个自然科学，以及在此基础上建立的一系列工程学。所以，这真的不是什么热力学的问题，虽然能量守恒定律的发现确实是在研究热力学的时候发现并且总结的，但是绝不意味着它只是热力学下的一个结论而已。能量守恒个定律，不仅仅关系整个物理学，而且是整个自然科学的基础。还有，和“时间平移不变”类似，另外两个基础的不变性：“空间平移不变性”和“角度平移不变性”的作用和地位，也大体上类似。所以，对于想到要否定，或者说质疑这三大不变性的人，我只能说：勇敢的追求你的梦想吧，我很看好你。
Tong Chia:
可以实现永power机
如果你努力成为今上钦点的正能量网络作家，你就可以写这样的文章：西方的学说认为永动机不可能实现，为什么拥有五千年文明的中国人要向西方人屈服？让我从学术的角度严谨地论证为何永动机在中国是可以实现的。
“事实上我认为没有做不到，只有想不到，也就是说人类的所有想法都会变成现实，无论多么不可思议。”以上是题主原话，但是从逻辑上讲这句话是错误的。
如果人类可以把一切想法变成现实，忽然有一天有个人想发明一种很牛逼的武器可以打穿一切东西，过了一段时间人类制造出来了。然后隔了不久，另一个人又想发明一种防弹衣，可以挡住一切武器。于是，以子之矛攻子之盾，何如？
在目前的理论体系内，永动机是不可能存在的，除非能找到特例让热力学定律失效，但是目前为止并没有找到。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
其实主要是想针对目前排名第一的@刘然的答案说一说的。很遗憾的说，讲“因为物理定律是这样这样的，所以永动机是不可能的”，才是对人类在理解这个世界中所作的一代又一代的努力的最大的贬低和蔑视。这句话是@刘然答案中的话。
这句话看似好像很有道理的样子，其实这是句很无理取闹的话。可以延伸出以下句式：很遗憾的说，讲“因为生物学是这样这样的，所以你被蜘蛛咬一口也不会变成蜘蛛侠的”，才是对人类在理解这个世界中所作的一代又一代的努力的最大的贬低和蔑视。很遗憾的说，讲“因为化学定律是这样这样的，所以炼金术是不可能的”，才是对人类在理解这个世界中所作的一代又一代的努力的最大的贬低和蔑视。
什么？what the fuck？字母守恒定律？？
我认为逻辑上比较精确的表述是，根据历史上以及今天的诸多实践，永动机可能无法实现。“可能实现”和“可能无法实现”，都是有hedge的表述，但其实差别还是很大的。使用前者的时候又好像无视了历史上和现在天天发生的那么多实验事实，这也不合逻辑。我记得历史上热力学第一定律的确立，好像也是因为众多永动机尝试的失败。现在一点点将物理理论化后，能量守恒似乎是一种“自然而然”的结论了，其实物理理论本身已经做出诸多假定了，比如最小作用量原理，空间平移对称性，也都是一种假定。但你非要抛开所有的假定，我们就谈不了任何问题了。所以原则上，我并不赞成无休止地采取虚无的态度。在尊重可能性之前，我们应该先尊重已经观察到的实验事实。=========================有段时间我也比较喜欢强调可证伪的概念，但我发现如今却有人在滥用这个概念，拿出“没有被证伪的理论总有一天会被证伪掉”的说辞来反驳现在已经确立的理论，这实在是过于无厘头了。说到底科学不是空想出来的，不但有历史上诸多实验事实，诸如能量守恒或者熵增的实验简单到普通实验室就可以天天做。大家本科时代的普通物理实验有没有认真做？如此被反复确证的事情，我们还要以假设错误的前提去思考，是要走多大弯路？这样搞研究还能有进展吗？所以说，怎么去怀疑也是需要学习和训练的。
有，但在可见的未来实现的可能性微乎其微。很多人认为这是所谓鸡汤或者抬杠，其实不是。这是任何一个严谨的科学工作者会给出的答案。“永动机不可能”是热力学定律的推论。所以问题就是热力学定律可能是错的吗。答案当然是肯定的，因为只要在未来找到关于热力学定律一个反例就可以了。从经验上看，在短时间内找到反例的可能性十分十分小。这是基于所谓经验主义，即我们认为如果一件事之前发生多次的结果全是Ａ，那么未来它发生的结果也应该是Ａ。如果我们假设宇宙定律是不随时间改变的（实际上，这并不是一个很弱的假设，不可简单默认），那么这是一个很自然而很可能是最佳的假设。但可能性很小并不是不可能的，以前所有的验证都通过不代表之后也一定会通过，即使对于预测力极强且经历过很多检验的理论来说。一个典型的例子就是牛顿的力学定律以及它所代表的经典力学体系。在爱因斯坦的广义相对论出来之前，牛顿的力学定律的强预测力通过了所有的检验，即使之后也在纯大多数尺度和应用范围里继续保持高精度。但在一个广义相对论和经典力学预测不同的可检验效应中，经典力学还是错了，即使是错得那么细微。这之后，人类对世界的认识又进了一步，离真理也更近了一步。这种对科学理论的证伪反而恰恰是科学方法的优势所在。科学方法，是人类逐步认知这个世界，加大对这个世界掌控感的最稳固的方法。它不能保证你一下摸到宇宙真理，但我们能说它是最快接近真理的探索世界的方法。不认为科学知识是真理，而仅仅是人类在追求真理的路上对真理的逼近。这绝不是贬低科学，而反而恰恰是科学以及通过科学方法获得的科学知识能获得如此崇高地位的基础。相关的内容可看认识论()和科学哲学()。国内科学教育严重缺乏这方面的内容，导致特别多知道科学牛逼，但不知道科学为什么牛逼的学生，把科学当成另一种宗教。简单说科学牛逼也是有原因的，而不是本身就是圣经。当然这与国内哲学教育被马列污染关系很大。
看杂志的时候看到的好文章，作者田松，侵删。作者好像不混知乎。有一个田松大概是重名，因为好像只关注情感类问题。别莱利曼在《趣味物理学》中写了不少关于永动机的故事。有一个人声称建成了永动机，呼吁专家去鉴定。后来真的去了一伙人参观，那人抬出来一个看起来挺复杂的装置，费了几个牛的力气，把机器发动起来。遗憾的是，只转了一小会儿，就停了下来。那人也不唱歌，接着折腾，折腾到最后，很不好意思地对大家说：它总是发脾气。（别莱利曼，1979）1，第一类永动机和第二类永动机　　永动机是人类的一个梦想，而且是建立在科学之上的梦想——虽然现在被看成是伪科学了——因为所有的永动机探索者在设计他们的机器时，依据的都是某种科学的原理，而不是神秘的超自然力。最初，这些科学爱好者是想造出东东1：一个循环系统，能够实现自循环，并且在每一次的循环中，除了产生维持其自身运转的能量，还多少有点儿富裕。这样，就可以源源不断地向系统之外输出能量。不光是人，那些大牲口，什么骡子啊，马啊，都可以歇歇了。这个东东将给野外科考队员提供极大的方便，无论走到哪里，帐篷支起来，把东东1一架，所有的灯就都亮了，比电池方便多了，而且环保。当然了，在家也可以用啊，无论是水电站还是核电站，都不用建了！梦想固然很好，不过，已经创造了很多奇迹的科学，这回不灵了。永动机爱好者几乎尝试了所有的科学的现象，什么电啊、磁啊、毛细现象啊；什么杠杆啊、滑轮啊、斜面啊，没有一个成功的。再到后来，物理学给出了一个能量守恒定律，这个定律宣判：东东1造不出来。　　能量守恒定律的现代表述是这样的：“能量既不能创生，也不能消灭，但是可以从一种形态转化成另一种形态，并在转化的过程中，保持总量守恒。”显然，这个定律与我们一系列古老的道德是一致的。一分汗水，一分收获；平时多流汗，战时少流血；不经历风雨，怎能见彩虹……总而言之，吃白食，不劳而获，是不可能的。连张天翼的宝葫芦也遵循这个规则：物质不灭，我又不能凭空变出来，只能到别处去偷啊！　　能量守恒定律现在也叫做热力学第一定律——可见热力学不只有一个定律——我们简称它热一律吧！刚开始的时候，总有人不相信它——到现在还有人不信，所以接着试，屡战屡败，屡败屡战，就是不甘心。不管怎么说，永动机是个多么美好的梦想啊！王力雄在小说《永动机患者》中就写了一个执著的农民，他就是要造永动机，他相信，永动机开转之日，就是家乡人民脱贫之时，多高尚啊！　　美好的梦想要靠科学来实现，于是又有人想出东东2，它能够吸收空气（或者海水，或者别的东西）中的热量，转化成电能（或者其他可用的能量），转化出来的等于吸收过来的，所以不违背热一律。东东2每转一圈，就会使环境的温度下降一点点，同时使蓄电池满上一点点。显然，东东2尤其适合在夏天的房间里使用，那就是一个不但不耗电，而且能发电的上好空调啊！我们可以用东东2在夏天的时候降温，发电，把发出来的电存起来，到冬天用来烧电暖器。这就相当于把夏天的热用到了冬天。如果再辅助以某种定时装置，我们就可以自动化地夏热冬用，一举实现某清华自动化教授的设想，多么以人为本的科学技术啊！一想到这儿，我都忍不住笑出声来！　　假如我们把东东2放到大海中，大海呀，多么大啊！只要海水的温度降低一度，把释放出来的热量变成电能，就能让人类用上多少万年啊！也许有人会担心，这样下去，海水的温度会不会越来越低，最后冻上？当然不会了。因为有热一律啊！我们使用的能量，不管来自哪里，最后总是要耗散成热能的，就会提高空气的温度，会通过热传导、热辐射、热对流，把海水的温度再提上去。然后，我们就可以让东东2接着转，什么大牲口，小牲口啊；水电站，火电站啊，都可以歇着唱歌去了！　　然而，物理学又给出了一个熵增加原理，消灭了东东2的可能性。熵增加原理说：“能量的转化是有方向的！”这个方向，按照里夫金的说法，就是从有用的，变成无用的；从能用的，变成不能用的。（里夫金，1987）这个原理就是热力学的第二个定律，我们简称它热二律吧。热二律有很多种表述，有一个直接针对东东2的表述是这样说的：“不可能从单一热源吸热作功，而不对环境造成影响。”比如我们可以用一种叫做空调的装置从空气中吸热，降低室温，但是这个过程不可避免地要对环境造成影响，一方面要有电能输入，另一方面要把废热排到室外，使室外温度有所升高。 熵这个词中文里本来没有，是造出来翻译entropy的，简单地说，它是无序的量度。熵越高，无序程度越高。比如一块冰化成水，熵增；再化成气，又熵增。所谓熵增加原理，就是说：在一个孤立系统里，系统的熵随时间增加或不变——而不可能减少。熵增加原理也给出了时间的方向，这就是系统自发演化的方向。比如你从冰箱里取出一块冰，放在手上，冰很快会化成水，水又会化成气；同时，屋子里的温度会降低一点点儿，湿度会增高一点点儿。这个过程是一个人所习见、人所共知的正常过程，这个事件的序列就给出了时间的方向。反过来，如果你看到了它的逆过程：你的手上忽然浮现出一颗水珠，水珠越来越大，然后变成一个冰块，同时，室内的温度增高一点点儿，湿度降低一点点儿，你一定会诧异万分，不是屋子出了毛病，就是你在看电影。这个逆过程虽然不违背热一律，但是违背热二律。　　热二律是一个重要的定律。《两种文化》的作者C.P.斯诺把它和莎士比亚相提并论。美国物理学家惠勒则认为，到了21世纪——也就是本世纪了——谁要是不知道热二律，就算不上有文化。他们之所以没有专门说热一律，那恐怕是因为热一律已经成为常识了。据说还有一位物理学家这样解释：“根据热力学第二定律，你不可能不输不赢；根据热力学第一定律，你不可能赢。”2，理想单摆、生物圈2号与第三类永动机　　根据这两个热力学定律，永动机也被分成两类。违背热一律的东东1被称为第一类永动机，违背热二律的东东2被称为第二类永动机。这两类永动机在科学共同体内部已经达成共识——造不出来。不过，人们心中普遍还有一个永动机之梦，我称之为第三类永动机，东东3。　　让我们姑且回到永动机的字面意义。简单地说，永动机就是永远运动的机器。那么，一个不需要外界能量和物质输入而实现物质和能量自循环的装置，就是一个永动机喽！比如一个理想单摆，在无摩擦的理想条件下，就是一个永动机！它的势能和动能不停地转化，没有任何耗散，在系统内部实现能量的自循环，并且循环往复，以至无穷。当然，在现实世界中，理想单摆的理想条件是无法满足的，因为总是有摩擦存在，所以在势能和动能的转化过程中，热耗散不可避免。所以我们会看到，无论摆轴多么圆滑，摆的振幅都会越来越小，直至停止。　　然而，如果我们从外界输入能量，补充耗散掉的能量，比如给这个单摆装一个太阳能发条，这个单摆是否可以永远运动下去呢？　　按照现在的科学结论，我们这个地球已经存在了46亿年了。相信每个人小时候都问过：雨是哪儿来的，河水是哪儿来的？通过小学自然课程，我们也会建立起各种物质循环的概念。海水蒸发为云，被各种季风带到全球各地，下降为雨雪，成为河流——这是水的循环。人和动物吸入氧气，呼出二氧化碳，植物利用太阳能将二氧化碳中的碳固定下来，放出氧气——这是氧气和二氧化碳的循环。在我们这个地球上，有许许多多这样的循环。人们普遍相信，只要有太阳在天上照耀，这样的循环就可以永远进行下去。　　1990年代，美国人在亚利桑那州的沙漠里进行了一项实验，实验装置是一个硕大的温室，占地一公顷，在里面预先设置了河流、树林、草地、动物、人……总之，一切都是尽力模仿地球的生物圈而设计的，所以该温室被命名为生物圈2号——至于1号嘛，他们用来命名地球本身了。实验的设计者希望生物圈2号中的空气、水；动物、植物和人能够在阳光的作用下实现物质的自循环。　　这样一种循环的理念我们常常能够遇到。比如人们设想在航天飞机上预设一些植物，便可以在一定程度上实现氧和二氧化碳的自循环。又据说航天员的尿不能扔——好像也没有地方扔，经过处理后还要进入航天员的饮用水系统，这是水在一定程度上的自循环。　　我们现在的所谓现代化的生存方式，也或强或弱地建立在这种自循环的理念之上。如前所述，现代文明就如一个马达，输入低熵状态的能量和物质，输出高熵状态的垃圾——广义的理解，包括固态的、液态的、气态的垃圾和纯粹的耗散热。文明越发达，马达的功率越高，制造垃圾的速度越快。我们身边的一切物品诸如手机、手表、电脑、电视、洗发液、洗涤灵、卫生巾、卫生纸等等等等，归根结底都是来自低熵状态的矿藏、原油、森林和天然水体……，而考察其最终的去向，必然是高熵状态的垃圾！所以，每一个大城市的周围都有必然存在着若干巨大的垃圾填埋场。我们所谓的现代文明，就建在垃圾堆的旁边。　　对于这个推理，一种常见的质疑是：你没有考虑垃圾的处理。比如有些人就强调，垃圾是放错了地方的能源和资源。言外之意，将来会发明出某种新的技术，可以把这些垃圾逐一回收，提取出有用的物质，循环利用。在这样一种物质自循环的理念下，文明马达的速度就取决于人类所能开发出来的能源，能源越多，这个自循环系统运转得越快，人类就能享受越多的物质。　　这正是第三类永动机的美丽梦想！一旦这个未来的技术被开发出来，地球就变成一个东东3。　　让我们回到生物圈2号。像生物圈2号这样的系统，可以称为半孤立系，它与外界没有物质交换，但是有能量交换，人们希望外界输入的能量能够维系其内部物质的自循环。这正是东东3的一个样本。东东3违反的同样是热二律，只不过比较隐密，我们需要对热二律进行仔细分析才能发现。　　热二律不仅规定了能量转化的方向，也规定了物质转化的方向。按照里夫金的说法：物质总是从可用的变成的不可用的。如果说东东2与热二律的能量转化方向相矛盾，东东3就与热二律的物质转化方向相矛盾。且让我们从物质的角度，重新考虑热二律。这是个被物理学教科书忽视的一个角度，我就不记得当年的热力学习题中有这样的题目。从物质的角度定义熵，也可以从其微观量子态的数目入手，这里不作物理上的具体阐释，只做一些说明。简单地说，物质从聚集态变成离散态，是一个熵增的过程。比如把一大块单晶硅切割成若干小片，虽然物质总量不变，但是熵增加了——即使我们假定对单晶硅的切割不需要能量，也会导致熵增——这部分熵增与所涉及的能量无关，可称之为物质熵。相应地，从前考虑的熵可称为能量熵。当我们把这一片片单晶硅分散到一个个电器之中，使得硅片与其它物质进一步混合在一起，又会导致熵的进一步增加。 3，最简单的自循环系统　　回到单摆这个例子上来，如果有外界能量不断输入，单摆是否可以永远运转下去？对于这个问题，以前的物理书上没有说过。很多人虽然没有认真地想过这个问题，但是本能地以为，可以！如果仅仅从能量的角度考虑，确实可以。但是，如果我们从物质的角度考虑热力学第二定律，就会发现，不可以！　　因为单摆将在摆轴磨断的时候停止运转。　　这个回答有点抬杠的意思，但是，如果我们考虑一个现实的有动力单摆，就无法回避这个结果。因而，要想使单摆这个循环系统持续运转下去，除了输入低熵状态的能量，还要输入低熵状态的物质——摆轴。也许有人会说，我们可以把摆轴的粉末全部搜集起来，铸造一根同样的单摆。但是，这个熵减的过程不但需要能量，还需要新的装置。于是我们必须把系统放大，将制造摆轴的装置也包括进来。而这个装置，与单摆同样，即使有能量持续输入，也有停止运转的那一天。问：这个装置是否有可能自我修复呢？答：绝无可能。对此，侯世达（Douglas R. Hofstadter）在他的巨著《哥德尔、艾舍尔、巴赫——集异璧之大成》有过详细的说明，大意是说，即使一个能够自我修复的仪器，也必然要有一个核心装置是不变的，而这个装置，也是会坏的。（侯世达，1996）　　而且，把摆轴的粉末完全搜集起来，重新铸造一根同样的摆轴，虽然粗看起来很容易，但是在几个轮回之后，所需要的能量就会达到无穷大。那是因为，物质的扩散是分子热运动的必然结果。有一个经典案例是这样的。把一个铅块和一个铜块的表面打磨光滑，压在一起，放到银行的保险柜里，一年后，拿出来，发现铜中有铅，铅中有铜。摆轴的物质从低熵的聚集状态转化成高熵的离散状态，是热二律的必然。相信很多人都看过汽车修理厂门口的牌子：加氟！无论空调中的管道造得怎样密封，也不可能让氟里昂之类的制冷剂在里面永远循环，而是必然会有氟的耗散，所以必然要加氟。这就是说，即使对于空调这样的物质循环系统，只有能量的输入也不能使之持续运转，还必须有聚集状态的低熵物质持续输入。连密封的制冷剂都不能完全循环，垃圾的回收更是不可能达到100％。　　对此，曾经有一位老同学和我抬杠，说他可以用扫描隧道显微镜把铅中的铜原子和铜中的铅原子一个个地捏出来，放回去。然而这样一来，我们必须把扫描隧道显微镜这个更复杂的仪器加入原来由铅块和铜块构成的简单系统之中。一旦我们需要动用扫描隧道显微镜去搜集摆轴的粉末时，这根摆轴要比原来的成本不知道要昂贵出多少万倍。而当我们要动用扫描隧道显微镜去回收生物圈2号的垃圾时，垃圾处理所需要的能量就会迅速超过系统所能供应的全部能量，造成系统的崩溃！　　生物圈2号是一个悖论，仅有能量输入，还不能使其中的物质实现自循环。而一旦加入了新的物质，又算不上是物质的自循环了。换一句话说：无论系统有多少能量输入，物质的自循环都是不可能的！在物质的循环过程中，必然会有一部分物质耗散，成为高熵的垃圾，使得系统中参与循环的物质越来越少，最终崩溃！所以，当我听到生物圈2号失败的消息，我丝毫也不觉意外。因为它最初的理念已经违背了热二律！虽然也有模有样地转了几圈，几年之后也就不好意思了。　　我们还可以和另外一种系统——生物体相比较。生物体是大自然演化出来的效率最高的循环系统，我们每一个人既同外界交换物质，也与外界交换能量，是一个完全开放系统。而即使这样的系统，也会在系统内部积累越来越多的垃圾，使得系统老化，直至解体！——死亡降临！　　当下的科学与未来的科学　　既然生物圈2号是注定不可持续的，那么生物圈1号呢？如果我们从辩证的观点看，有生必要死，连太阳系乃至整个宇宙都是要崩溃的。很多人正是出于这一点来强调人类有理由改造自然，而无须保护自然。这个理由显然是无力的。就如人早晚是要死的，但是不能成为杀人者杀人的理由。　　在完全自然的环境中，生物圈1号的物质循环已经持续了46亿年，我们不知道它还会循环多久。在以往的时代里，人类的活动相对于自然本身的循环来说，只是一个无穷小量。但是，工业革命之后，尤其是20世纪之后，人类的活动能力已经大到足以与自然相比了。人类采矿、修建运河、水库，改变了地球上的物质聚集状态，也改变了自然本身的物质循环方式。如果我们把生物圈1号在46亿年里的循环视为准闭环的话，那么，人类目前的活动把准闭环变成了开放的链条——一端是低熵状态的矿藏、森林、天然水体，另一端是高熵状态的垃圾。　　如前所述，垃圾回收的效率不可能达到百分之百。即使能源问题可以解决，垃圾问题仍无法解决，相反，会导致垃圾问题更加严重，因为能量输入越多，产生的垃圾也就越多。　　对于我这样一种悲观的结论，很多人表示反对。　　常见的反对是这样的：地球不是孤立系，而是一个开放系，因而热二律不成立。　　然而，地球并不能算是一个开放系，和生物圈2号一样，是一个半孤立系，当然你也可以说它是半开放系。也就是说，它与外界有能量交换，而没有物质交换。所以，所有从生物圈2号中得到的结论，都适用于生物圈1号。或许有人反驳，物质交换也是有的，比如陨石！如果这样想，我倒是要问一问了，难道我们要把人类的命运寄托到陨石上吗？　　陨石不能拯救地球，使地球上的物质实现自循环。显然，相对于地球来说，陨石实在是太小了。而尤其重要的是，如果生物圈中的物质能够实现自循环，其要求外界所输入的物质是要符合一定的条件的。正如一座城市，它需要外界进入的物质是特定的，比如粮食、清水、煤炭等。而陨石显然不能满足这一要求。　　也有人希望相对论能够拯救东东3，使之实现物质的自循环。由于爱因斯坦著名的公式E=mc2，20世纪之前的能量守恒定律和物质不灭定律被合而为一了。人们普遍认为物质和能量可以相互转化。原子弹就常常被作为物质转化成能量的重要例证。那么，反过来，能量也应该可以转化成物质。很多人认为：只要输入足够大的能量，我们就可以凭空造出足够的物质。这也是人类的一个美好梦想，古人叫做聚宝盆！即使这个过程能够实现，只要算一下就能知道，人要是靠这个东西过日子，用一千个太阳做能源也不够。还有人会期望，做一个高级反应炉，把垃圾塞进去，变成基本粒子；再把这些基本粒子像搭积木似的，搭成勺子、大米、手机等一切我们想要的东西。这无非是聚宝盆的改装版。即使我们相信未来的科学能够造出这么个东东4来，但是在此过程中产生的巨大熵增，释放出的巨大热量，会把东东3烧成灰烬。为此，还需要配备强力的排气装置，安在东东3的玻璃墙上，把东东4释放出来的热量排到外面去。不用算我就知道，就算比奔腾8芯片的排气扇还猛，也不能做到。就算做到了，很快就把生物圈1号也就是我们的地球也烧完了。　　为了保住地球，为了提高地球的散热能力，必须给地球装上超大功率排气扇。——天啊，这工程，那可比什么给南极装空调厉害多了！　　要不然，咱们用火箭吧，把这些热量打包，发射到太空上去吧！还能促进地球和平呢！　　我们可以假设地球上实现了常温核聚变，从理论上说，人类从此拥有了无穷多的能量，可以做任何想要做的事情。但是，这个能量无论怎么使用，是做聚宝盆也好，做高级反应炉也好，最终必然转变为热——第四种形态的垃圾，那时，地球就会像超高速计算机芯片一样，将面临严重的散热问题！　　我们可怜的地球，在接受太阳能量的同时，也向太空释放着热量。在天上只有一个太阳的时候，仅仅因为我们挖掘出地下蕴藏的千百年前的部分太阳，地球的热平衡已经出现了一些问题——全球升温。核聚变相当于我们在大气层内有点起来N个太阳，地球的散热就更成问题了。　　我们知道，热交换有三种形式。传导、对流、辐射。从古至今，地球散热的唯一途径是热辐射。而热辐射的功率只与辐射体的温度有关！也就是说，要想提高散热能力，就必须提高温度！于是我们就陷入到一个悖论之中。　　所以我强调，即使能源问题能够解决，垃圾问题会更加严重！　　相对论不能拯救东东3，常温核聚变也不能。　　还有人指出，在宇宙尺度内，熵增加原理未必成立。引力可以导致熵减，最后宇宙未必归于热寂。第一，这些理论都还处于猜想阶段，尚未确证；第二，即使这些理论的结果都如人所愿，能够解决地球上人的问题吗？难道我们要把地球上现代人的生存方式的合理性建立在宇宙尺度的熵减少上吗？　　人的寿命不过百年，人类有文字历史不过万年，而地质演化的时间尺度是百万年，星系演化的时间尺度是亿年，靠宇宙熵减来拯救人类，最大的难题是——来不及啊！　　其实，关于热寂说是否成立，很多年以前就已经争论得差不多了，闹到最后，还是信与不信的问题。毫无疑问，在目前给定的物理条件下，坚持目前已知的物理定律，热寂是必然的结局。所以反热寂的人只能寄希望于热二律的不成立，或者从开放与孤立下手，强调条件不成立；或者干脆就直接想象，存在某一种未知的机制，在将来的某一天改变热二律成立的条件，乃至于改变热二律本身。所以问题争论到这里，已经不是一个单纯的物理题了。假如我们讨论的不是地球或者宇宙，而是一个普通的热力学系统，大家谁也不会在得到热寂结论之后，再想办法证明结论不成立。所以其中必然存在着信念问题。比方说，一个乐观主义者，就不愿意见到热寂这个悲惨的结局。最值得分析的是某些科学主义的乐观主义者，他们常常表现出两种可能性：一，他们基本的科学知识不及格——而这种情况常常发生，中国公众素养调查数据已经“科学地”证明了，最强的科学主义者有相当多数是不具备基本科学素养的。对于普通公众来说，这并不奇怪。奇怪的是，某些常常以科学代表自居的人也不及格。那是因为：二，他们不能朴素地看待科学，学科学，用科学，而是将科学意识形态化，在科学身上寄托了太多的科学本来不能承担的幻想。科学主义者不愿意根据现有的科学讨论问题，而把希望寄托于将来和未知，这恰恰表明，他们所高举的不是科学本身，依据的也不是科学本身，只是把科学作为其意识形态的大旗的包装而已。参考文献：别莱利曼.1979.趣味物理学. 符其殉译.北京: 中国青年出版社里夫金，霍华德.1987.熵:一种新的世界观.吕明，袁舟译.上海:上海译文出版社侯世达.1996.哥德尔、艾舍尔、巴赫：集异璧之大成.郭维德等译.北京: 商务印书馆
Arthur Wang:
这题变成了辩论哈……我只想对永动机党说一句：近百年来社会进步是由不相信永动机存在的群体推动的，而大胆想象派除了捣乱、去中科院门口举牌子、提供笑料之外，对社会没有任何贡献。这样一群人居然也能理直气壮，真是咄咄怪事了~
答案的解释：1892年，昂利·庞加莱证明了这样一个定理：孤立的，有限的保守动力学系统的组态在足够长久时间后可回复到任意接近初始组态。即庞加莱始态复现定理。1896年，恩斯特·策梅洛引用这一定理对于热力学第二定律进行诘难，认为热力学与动力学不兼容，并似乎得到了普朗克以及庞加莱本人的支持。针对这一观点，玻尔兹曼引用涨落的概念调和热力学与动力学，认为复现是依靠涨落实现的。据他估计对一个有10^{18}个（标准情况下，约0.037ml的气体所包含的气体粒子数）粒子的系统，复现时间的数量级为10^{10^{18}}（易见这个数字过分庞大，以致对于时间单位选取是无意义的）。而宇宙的年龄约为10^{18}秒，因而可见，庞加莱始态复现定理对于一个宏观热力学系统是没有现实意义的。这个貌似知道的人很少，但并不难理解。我觉得其实可以放在教材中跟热力学定律一起讲。简单地说，既然分子运动是无规则热运动，一滴墨水在水中扩散后总可能有一刻又会聚在一起。（甚至说你在地上放一个球，也是有可能被空气撞上天的。）但是这种概率太小，以至于人们等待这种可能性出现的时间远大于宇宙年龄。假如你运气够好，某一时刻能撞上它有一点点发生的趋势，这 RP 都够你中无数次彩票了，要是为钱乃还折腾啥永动机呀？然后鉴于以上，就有人想啊，既然熵跟微观概率相关，那么热力学第二定律或许有适用范围，然后提出了更多关于永动机的构想。基本原理大概就是制造一种材料，实现微观的单向阀门，引导分子运动。但其实
中就论证过，这种微观阀门其实也是逃不掉热二定律的，孤立状态下这个门被分子撞多了必须是双向通行……所以你看这是多么折腾呀。图实用的话，还是如
所说，把精力花在新能源的开发与利用上，比研究永动机要有意义得多。至于出于兴趣真想研究永动机的，给你们指条明路——在科幻小说里写写，参考 Isaac Asimov 的《The Gods Themselves》。对于某些高赞答案，正适合拿出里面的中心句：面对愚蠢，即使是神们自己也无能为力。
我表示支持题主，问问题是好事呀！觉得只是题主的“没有想不到”让人觉得可以开黑了而已。首先说什么是永动机。有两种理解：1）永久继续运动下去的机构。2）期望在没有外界能源供给，即不消耗任何燃料和动力的情况下，外界可以通过机构源源不断地得到有用的力。第一种情况道理上是讲得通的，比如无阻力、无摩擦力情况下的飞轮。虽然难以被实现，但是理论上是存在的。第二种情况违反了热力学第一第二定律，所以理论上也不可能存在。等等热力学第一定律和第二定律又是怎么来的呢？十九世纪中期，在长期生产实践和大量科学实验的基础上，它才以科学定律的形式被确立起来。——热力学第一定律 百度百科Joule(焦耳)和 Mayer(迈耶尔)自1840年起, 历经20多年,用各种实验求证热和功的转换关系, 得到的结果是一致的。从而证明了热力学第一定律。一句话概括的话：实验得出。什么？没有数学推导（证明），所以大哥不服？那你用了这么多年的牛顿第二定律是怎么数学证明的呢？好了接下来说说题主提到的宇宙大爆炸。这是问题评论里别人的一段话，虽然有自相矛盾的嫌疑，但是第一句话是目前的一种猜想。这是问题评论里别人的一段话，虽然有自相矛盾的嫌疑，但是第一句话是目前的一种猜想。可是这个猜想很让人费解，听上去更像一个借口托辞，我们没有办法解释。宇宙诞生之前我们连时间都没有，如果宇宙爆炸是从无到有的话，那爆炸的原料是什么，能量来自何方？不好意思，各位，这个问题牵扯太深，各种猜想都有，聚讼不已，莫衷一是。另外极有名的一个猜想：量子宇宙论。霍金提出的的量子宇宙论。在他的理论中，宇宙的诞生是从一个欧氏空间向洛氏时空的量子转变，这就实现了宇宙的无中生有的思想。除去复杂的不说，简而言之，宇宙最开始只有能量没有物质，大爆炸后物质由能量转换而来。接下来发生的事，百度摘录如下：宇宙诞生第1/10000秒（），温度达几十万亿开，大于强子和轻子的阈温，碰撞产生正反强子和正反轻子，同时其中也有湮灭成光子。在达到时，粒子总数大致于光子总数相等，未经湮灭的强子破碎为“夸克”，此时夸克处于没有任何相护作用的“渐进自由状态”。中的粒子品种有：正反夸克，正反电子，正反中微子。最后，有十亿分之一的正粒子存留下来时标0.01秒温度1000亿开，小于阈温大于阈温。产生强子的反应已经停止，强子不再破碎为，各占一半，但由于正反质子正反不断湮灭，强子数量减少。与不断相护转化，到1.09秒时，温度100亿开，质子：中子=76：24时标13.82秒，温度小于30亿开，物质被创造的任务完成。中子衰变现象出现，衰变成加电子加。这时：中子=83：17时标3分46秒，温度9亿开，全部湮灭，光子：物质粒子=10亿：1，不在衰变，：中子=87：13（一直到现在）；这时出现了一个非常重要的演化：由2个质子和2个中子生成1个氦原子核，中子因受核力约束而保存下来。宇宙进入核合成时代。（如果没有氦核产生，中子将全部衰变，也没有以后其它的原子核）时标30万—70万年，温度开，和物质处于。开始出现稳定的氢氦原子核，宇宙进入复合时代。在后期宇宙逐步转变为以物质为主的时代。（光子随着温度的降低而可以自由穿行，即今天的3开宇宙！）时标4亿—5亿年，温度100开。物质粒子开始凝聚，引力逐渐增大，度过“黑暗时代”后，第一批恒星星系形成。随着第一批恒星的形成，原子在恒星的内部发生了，进而出现了氦，炭、氧、镁，铁等元素原子核。核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的释放的一种核反应形式。题主成功把永动机的问题带到了人类认识的边界。虽然霍金1982年提出这个假说后，由于理论自洽，学界纷纷展开讨论。但是这个假说的前提是宇宙是封闭空间，人类难以确认这个条件的是否满足。不过霍金后来利用了四维球的欧氏空间，成功把这个假说扩展到开放空间。（这个四维球什么的不做科普）以上只是一个假说，在这假说中，宇宙爆炸不违反热力学第一定律。不过，简单说来，目前而言，把宇宙起源牵扯进任何物理讨论都是没有意义的。顺便帮题主补一个看上去违反定律例子——生命。生命看上去的逆熵的，我们把混乱的世界造成有条理的居住地，不是逆熵么？但是人本身是熵增的（如排热，食用低熵食物，排出高熵排泄物），而且城市里很多设施：如空调，汽车，家用电器，都是熵增的。扯了那么多，还是那句话，在我们生活的宇宙中，永动机是不可能的，不以人类意志为转移的，over！
的回答为什么会顶得这么高，而且还号称是理工科的学生。他在措辞方面，尽管极尽其在逻辑方面的所能，但并不掩盖他对自然科学认知的缺失。不要提休谟和康德，那是很古老的事情了。20世纪的天才哲学家维特根斯坦在他的语言哲学的观点中，对此其实早已批判。他认为很多哲学问题，本身在语言定义上很有问题，很多经院哲学家最终并非讨论问题本身而转到了语言诡辩。其实楼主的问题，是一个很简单很纯粹的物理问题而已，不要说物理系的本科生，就是刚进入大学一年级其它专业的学生，学习完基本大学物理，也都能简单回答的问题，我不知道在知乎上怎么就变成一个这么复杂的讨论。在前面的回答中，很多正确的答案被人有机可乘，原因不在于他们结论的正确与否，而是他们并没有对物理学历史进行详细的阐述。 认为相信空间平移和时间平移不变性及熵增加原理，就是对科学和哲学的的不尊重，认为在某些我们不了解的时空或宇宙某处，可能这几条定律也许都不成立了，这显然对物理学历史缺少最基本的认知。很多人认为，自然科学发展，就是后面理论推翻前面理论的过程，很多之前确凿无误的事情和理论，事后都被后人证明是错误的，这从亚里士多德时代到现代都是如此。这让 等人对自己的观点有了极强的信心。当然我不认为 等人缺少基本的物理常识，或是他们深信永动机是可能实现的，我是说，他们似乎高大上觉得自己超人一等，逻辑非凡。但实际上根本不值一提。恰恰相反，物理学发展的历史，是包容的历史，而不是否定的历史。后人的知识即是前人知识的继承，也是前人知识的发展。知识本身不会从无到有，也不会凭空产生，知识积累和创新是不断发展，去伪存真的过程。说到这里，有人又会说，对啊，去伪，那就能否定。去伪，在物理学上，不是完全的否定，而是去除那些无法与实验符合的观点，并留下与实验相符的定义和理论。物理学，归根到底，是实验的学科。相对论在宏观低速条件下回归牛顿力学，量子力学在经典极限下回归经典电动力学，每种理论都有其适用范围。到21世纪，人们逐渐意识到了“能标”（Scale）的概念，在不同能标之下，我们需要不同的科学理论，从普朗克尺度到宇宙尺度，我们经历了弦理论（目前无法用实验证实）、量子场论、量子力学、核物理、原子物理、分子动力学、化学、生物学、牛顿力学、天体物理学、宇宙学等等。无论这些科学建立的先后和历史，其基本逻辑是其理论必须能像下兼容，大尺度科学是小尺度科学，简化自由度后的低能有效理论。这是科学本身的包容性。那么回到永动机的问题。从前面的回答中，大家都知道了两个常识，第一、第二类永动机涉及的分别是能动量守恒定律和热力学第二定律，焦点也在这两个定律能否违反。很多人都通篇在辩论逻辑上做文章，却没有去探寻这两个定律的本质。有人讲到能动量守恒定律是时间、空间平移不变性导致的。这也仅仅到了第一层解释（而且表述给人误解和争论）。那么，究竟什么是时空平移不变性？什么是熵增加原理？能量守恒定律实际上对应物理学定律的形式不变性。后面我会对这个在数学上做出解释。为什么要求物理学定律形式不变？实际上这恰恰回答了 的问题，物理学规律本身不选择时空。时空是人为加入的东西，大家都知道在相对论中每个人时空是不同的，已没有绝对时空。这是自然规律的“自然性”决定的，“自然性”的本质是物理学规律本身不会选择特定的参考系和能标。从哲学意义上讲，上帝不选择特定的时空。如果你对此都持有异议，那么我只能说你智商不够。无论时空的维度，描述这种物理学形式不变性，在数学上，就是系统拉格朗日密度在时空任意无穷小变换下，形式不变，或相差时空的全导数（时空全导数在全时空积分后为零，不会对作用量有影响，没有物理意义）。时空的任意无穷小变换构成一个对称群，根据诺特定理（不要再质疑这个定理，有空先翻翻书），一种对称性对应一种守恒流，而一种守恒流对应相应的守恒荷。在我们生活的四维时空下（更高维的时空也行，但那样会使得问题复杂化），我们的时空对称群就是非齐次洛伦兹群（彭加勒群），对应的守恒荷即是能量（T平移）、动量（X平移）及角动量（X转动）。历史上对动能、势能、热能、化学能等定义要早于统一的能量定义，在19世纪经典物理的形式化、统一化过程中（哈密顿体系、拉格朗日体系、经典场论），人们发现物理可观测量（能量动量角动量等）可以以一种形式化的方式统一定义（可参考朗道的《经典场论》）。在李代数用于经典场论后，物理定律的形式不变以一种数学化的方式被阐述，同时发现了守恒量和不变量，比如保守系统在时空对称性下的守恒量是能量，不变量是质量，比如电动力学在U(1)对称性下的守恒量是电荷等等。换句话说，实际上，物理规律的形式要早于物理量的定义（虽然历史是反过来的），物理守恒量（在量子力学之后就更多）只是物理规律满足某种对称性下的自然结果而已。而物理规律形式（就是所谓的理论及建立在其上的模型）正确与否，则通过实验证明。几百年来，人们的理论和实验获得了极大的进展，虽然理论形式发生了很大变化，但无疑符合实验的理论都是互相兼容的，而不是互相否定。比如传统的力学可形式化为三维场理论，相对论化后，又成为四维场理论（经典场论），量子化后又成为量子场论，但这并非说传统的力学和热学是错误的，恰恰是形式化后的理论，需要在经典极限下，回归最原始的热力学，否则你的理论就无法符合实验，是不正确的。换句话说，能动量和角动量守恒，并非是物理世界静止的结果，恰恰是世界随时间和空间演化时，因为物理学规律的在任何时空的形式不变，所必须遵循的准则。很多人难以理解热力学第二定律。熵这个东西更加让人觉得头痛。实际上，熵对应的是与时间维度有关的东西。上面提到，世界演化，物理学规律形式不变，需要能动量、角动量守恒，但这无法阻止一些事情的发生，即人死复生，吹散的沙子又回归沙堆，打碎的瓶子又变为完好（系统没有其它外界作用的情况下）。这在数学上叫T反演，T反演并不违反物理规律形式不变。但我们在实验上并没有见到这样的事情发生。换句话说，我们必须保证时间朝着一个方向走，但不能回来，这在爱因斯坦的观点里，被定义为“因果律”。补充的部分，讲讲爱因斯坦的“因果律”。爱因斯坦把时空中矢量分成三种：类空、类光、类时。相对论有两条基本假设，物理规律在任何参考系下形式不变（回归到前面个能动量守恒的问题）及光速恒定。爱因斯坦认为因果律（实际上是事件发生的前后关系）只对类光和类时事件存在，在类空事件中不存在，因此所有“物理事件”矢量只能是类光或类时的（在闵可夫斯基时空中，在其它时空，如de Sitter或Anti de Sitter或其它时空中可能存在其他解），宇宙所有行为都在时间光锥以内（以外是类空）。这也是他一直不相信量子力学的原因之一。爱因斯坦时代，人们对量子力学进行深入研究后发现，量子力学的完备性和定域性只能取其一。这说明（注：当时的理解）要么量子力学是不完备的（理论还有存在其他参数，有缺陷），要么其违反因果律（存在超距的类空相互作用）。后来的实验证明了贝尔不等式（量子力学的完备性）及非定域（量子纠缠）。在量子场论中，某些虚过程（量子涨落等等）也是类空的，这是不是说明，因果律在某些环境下是不存在的？热力学定律可以违反？实际上并非如此。物理是实验的科学，其基本的观测是基于对物理可观测量的测量。在量子纠缠或虚过程中，“纠缠态”和“虚粒子”是无法获得测量的，甚至“场量”都是无法测量的，人们只能测量能动量、位置、个数、角动量这些“物理量”而不是形式化的“参数定义”。尽管量子纠缠可以在非定域下发生，但人们要测量这些物理量，并返回测量结果，仍旧需要经典的信道，而这些信息传播是无法超距的。量子涨落也是无法测量的，人们最终还是测量所谓的“实粒子”，也是无法做到超距的。撇开“测量”这个人为的定义，实际上是系统的信息传播速度永远无法超过光速，而纠缠态或量子涨落本身不携带任何物理可观测量的信息，只有在纠缠态塌缩或是量子涨落被吸收后，其物理效应才会有信息，而这些信息传播无法超越光速。再简单点说，“纠缠态”、”量子涨落“等实际上只是数学定义或是中间过程而已，物理可观测量才是“实在”，只要物理可观测量无法是类空的，那么系统因果律得以保留（这是老爱生前无法理解的东西，估计死后在天上也不想去理解）。根据最小作用量原理，物理学系统总是从高势能演化到低势能区，以保持整个系统的稳定，比如放在碗壁的小球永远向下滚不会向上滚。这种演化，在系统热平衡作用下（比如碗中的小球会因为和碗壁摩擦逐渐放热而慢慢下降高度直至速度降为0），会导致系统无序度的上升。人们发现了系统无序程度和时间的关系，并用系统无序度增加对应时间箭头的方向，这就是熵的来历。即将热力学第二定律换句话说，是“时间总是朝着系统熵增加的方向前进而不能返回”。归根到底，能动量守恒和熵增加都是物理学规律的本身特性决定，物理规律既不会在任何时空有任何特殊的形式，也不会在时间维度有反转而破坏因果律。所以重新回答永动机的问题。永动机“永远”是不可能被实现的。再反驳
一下，物理学规律“永远”不会在某些时空或未来，违反能动量守恒定律和熵增加原理。谢谢！
是有可能的。1、假如大爆炸理论是正确的，那么空间和时间就是有限的，我们的宇宙是有开始和结束的，“永远”这个词等于大概几百亿年的时间。2、那么造出这样一个运转几百亿年的机器还是有可能的。
当然可以，我家就是用黄油猫发电的
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