在公元 1159 年左右
印度一位名為巴斯卡拉的數學大師
草擬一個輪子 輪內有曲線凹槽盛裝水銀
他解釋當輪子旋轉時
水銀會流向每個凹槽的底部
這樣會讓輪子的一端永遠比另一端重
此不平衡現象會使輪子不停轉動
巴斯卡拉的設計圖
是永動機的最早雛形
在沒有任何外力協助下 機器能不斷運轉
想像風車製造使其不停轉動的微風
電燈泡自給自足發光的電力
這些裝置激發許多發明家的想像
因為這能改變人類與能源的關係
例如，若你能創造一個永動機
包含人類作為此完美 節能系統中的一部分
生命可能因此永續存在
但是有一個問題存在
就是這種機器行不通
永動機的想法
全都違反超過一項的熱力學基本定律
那是物理學的一支
解釋不同能量型態之間的關係
熱力學第一定律提到 能源無法被創造或毀滅
輸出的能量必定不多於輸入的能量
此定律立即排除永動機的運作
因一台機器最多能產生它消耗的能量
沒有多餘能量啟動車子或給手機充電
若只想讓機器不斷自行運轉呢
發明家提出許多想法
其中有幾個是巴斯卡拉 不平衡輪子的變體
水銀換成滾動球體或擺動的載重力臂
全起不了作用
移動的部分加重輪子的一端
也使輪子質量中心下墜低於輪軸
低質量中心
讓輪子像鐘擺般來回擺動
隨後停止
如果採取不同的方式呢
17 世紀的愛爾蘭 自然哲學家羅伯·鮑爾
提出一個自給水壺的想法
他解釋毛細管作用
即液體與管子表面的吸力
把水吸進細管裡
或許可讓水在容器循環流動
但若毛細管作用大到足以克服引力
將水吸引上來
同樣能阻止水注入容器裡
另個情況則運用磁鐵 就像這條斜坡
頂端的磁鐵把球吸上來
然後球掉進洞裡
重複循環
這想法也失敗，原因如同自給水壺
球就被磁鐵吸附在上面
就算球真的循環運動
磁力會愈趨減弱
最後停止運作
想讓這類機器持續運作
則必須製造額外的能量
促使整個運作系統超越停止點
打破熱力學的第一個定律
能量看似持續運作
但實際上它們總是
從一些外部來源獲取能量
就算工程師能設計一個機器
不違背熱力學第一定律
因第二定律這在現實中仍行不通
熱力學第二定律
說能量往往通過摩擦等過程而散失
任何真實機器都會有移動的部件
或與空氣和水分子產生交互作用
這會產生小量的摩擦與熱能
即便在真空狀態也是如此
熱能就是能量散逸
且持續散出
這會降低可供系統運作的能量
直到機器不可避免地停止
截至目前，這兩項熱力學定律
阻礙與永動機相關的任何想法
及所蘊含的完美節能美夢
是否永遠無法發現永動機則難以定論
因人類對宇宙的了解仍極為有限
也許人類會發現全新的運作法則
迫使我們重新審視熱力學定律
又或許永動運作 存在於渺小的量子尺度
唯一能確定的是人類不會停止探索
現在唯一確知的永動
是人類的探索