历史上科学家研究永动机的过程：失败原因、意义启示

我们知道，“永动机”是不可能被发明出来的，因为它违反了能量守恒定律。

能量守恒定律是大自然的基本规律之一，那它又是怎样得来的呢？能量守恒定律是研究荒唐的“永动机”引出来的。这真是一件使人“哭笑不得”的趣事：荒唐的“永动机”好似“母亲”，她生下“儿子”能量守恒定律后，“儿子”就将“母亲”判处“死刑”。

原来，在“永动机”面前屡战屡败，屡败屡战，迫使人们重视研究“能”的本质和各种能的相互转化和数量关系。这是非常自然的，“永动机”就是把一种能转化为另一种能，并永远不断提供能的“机器”。

“永动机热”冷于1775年巴黎科学院作出停审“永动机”论文决定之时。大多数人终于开始了冷静地思考。

仅仅过了20多年，生于美国的本杰明·汤姆逊(1753～1814，他更广为人知的名字是到英国去之后受封的伦福德伯爵)在1798年就发现，钻削金属时产生的热能使水沸腾。第二年，英国戴维(1778～1829)也发现，在真空中用钟表机件带动两块冰互相摩擦可以使冰熔化为水。这把“‘热质’和‘燃素’一起埋在同一个坟墓中”的实验，显然已经将热能与机械能的转化联系在一起了。汤姆逊还由实验第一次提出了粗略的热功当量。接着在1800年意大利伏特发明电池后，人们又发现了电流的热、磁效应和其他电磁现象。这样，电、磁、热三种能之间关系的研究也开始了。此外，生物界也证明了动物维持体温和进行机械活动的能量与它摄取食物的化学能有关。这样，到了19世纪上半叶，人们已经初步认识到力、热、光、电、磁、化学能等各种能之间的转化和关联。

同时，这一时期小手工业向机械大工业过渡，各种动力设备的研究利用，促使人们从“永动机”不切合实际的幻想中摆脱出来，转而脚踏实地研究机器做功的能量来源和转换。

这样，由于“永动机”失败引出的教训，由于生产的实际需求对各种能的研究得到的成果，便奏响了发现能量守恒定律的序曲，接着便是19世纪上半叶能量守恒定律的创立和19世纪下半叶该定律得到公认。

这种由于人们的某个失误而导致另一成果诞生的现象，在科学史上并不鲜见。它给我们的有益启示是：自然界充满辩证法，我们不必为自己有时是难以避免的失误耿耿于怀。

能量守恒定律已被公认为真理。

然而，真理是相对的且并非一成不变的。一些人认为，它是由大量实验得出的规律，而有些实验不能确立一个真理，因为没有严格的逻辑证明；特别是在微观领域，还需要更多的实验证实。

因此，虽然至今人们尚未发现这一定律不成立或被修改的任何迹象，但如果有朝一日它被拓展、修改以致被推翻，我们丝毫也不应感到意外。 1998年有人就宣称已发现在接近绝对零度时光速可以变得很慢，接着1999年就测出了光速可慢至17米／秒。这等于动摇了爱因斯坦狭义相对论赖以生存的两个原理之一——光速不变原理的基础。此外，1962年前后中国数学家华罗庚对狭义相对论的数学基础的研究、1960年马修斯和桑德奇等发现类星体，及其后对类星体的子源向外膨胀速度可达10倍光速的研究，都认为超光速可能存在。

连“光速不变”都可能被否定或修改，那又有什么不可能呢？