科学说没有永动机，大到宇宙小到原子都在不停运动要如何解释？

有一位朋友向我提了这样一个问题：说没有永动机，大到宇宙小到原子内部，都在不停的运动要如何解释？

只是一直动可不算永动机

这是一个有意思的问题，因为它可能包含了很多人对于“动”的误解，永动机是指一刻也不停在运动的机器吗？那我人不就是一个天然的永动机了么，我体内的分子都一直在永不停息地运动着呀，可是这样的一个我能当永动机使用么？不能，因为我干活一会儿就会累。

一台机器在工作之后，它消耗的能量哪去了？一个人在干活之后，他消耗的能量哪去了？

它们统统变成了热量，也就是分子层面的“一刻都不停止的运动”，也就是说，在能量守恒定律的约束下，我们的所有工作其实就是将一种能量变成另一种能量的过程，当我们使用手机电脑时，其实就是将电能转化为热能的过程，因为电脑会发热，手机也会。

这其中就藏着一个概念，如果说机器在工作的时候是输入“燃料”输出“废渣”，那么电能就是“燃料”，热能就是“废渣”。也可以简单粗暴地理解为，电能是一种比热能更高级的能量，它在变成热能的过程中可以做到一些不一般的事情。我们需要的就是这些东西。

物理最像魔法的地方

那么这些不一般的事情是什么呢？就以我们的电脑为例，在电能经过电脑之后，留下了什么东西呢？这么想的话你可能会感觉不可思议，没错，电脑好像没什么变化，既没有变大也没有变重。可是……当然会有变化，不然为什么我们不拿这些电做一个烤鸡翅膀呢？

比如此刻的我，下面键盘面前噼里啪啦，在不久时间之后这篇文章会通过互联网传播到很远的地方，让很多远在天边的人也可以看到这些文字。你们看到的是什么呢？是能量吗？并不是，看文章并不能充饥。但是我现在脑中出现的信息已经进入了你们的脑中，也就是说——你接收了来自我的信息，那么我的信息又是来自哪里呢？或者这么说，信息是一种可以凭空产生的东西吗？

也不是，很简单的一个道理，如果我没有东西吃，过一段时间后就会饿死，饿死之后的我自然也就不能生产信息，食物给了我什么？化学能。那我将它吸收后通过呼吸作用最后放出了什么？体温，也就是我的热量。你看，化学能在转化为热能量的过程中再次释放了信息。

这一切都指向了一个结论——信息是在其它形式的能量转化为热能的时候释放的。这听起来可能会有一点玄幻，好像是魔法的力量，但它确实是物理学研究的领域。

有序变无序的过程推动了一切

现在让我们来对比一下，电能的本质是电子的定向移动，热能是原子核与电子的随机运动，如果我有两个线圈，一个储存着电能，另一个则有足够的温度，它们电子的平均动能是相当的，那么它们的俩的不同在哪里？

很明显，其中一个都向着同一个方向运动，而另一个则是杂乱无章的，这让它们变成了两种不同的能量。这也就是说，一个有“有序的”，一个是“无序的”。现在我们再回头想想所谓的信息是什么，如果几千个汉字随机排列着，是信息吗？不是，只有按照一定规律排列的汉字才是信息，也就是说信息的本身其实也是“有序”。

现在你再想一想所有的机器，你会发现能量在其中只是走一个过场，使用前和使用后机器本身没有变化（或者几乎没有，当然它会变旧一点），最终这些能量都变成了热量。

你可能已经发现了，没错，机器消耗的其实不是能量，而是“有序”。在这个宇宙中存在着一个接近于真理的事实，就是有序的能量可以自发地向无序的能量转化，反之则不行。

也就是说推动机器运转的其实是“有序”本身，能量只是一个载体而已。

有关秩序在物理学有中拥有一个专属的单位，叫“熵”，只不过就像电流的方向其实与电子的移动方向相反一样，熵不是指“有序”而是指“无序”，要表示有序就得在熵的前面加一个负号，也就是所谓的“负熵”，而有序会自发地变为无序的现象也就是著名的“熵增原理”。

凭空创造有序的永动机

所以——现在你明白永动机的问题到底出在哪里了吧！它是要凭空创造出“有序”来，这不就是魔法么！我念个咒语死掉的动物就会复活，或者已经碎的稀巴烂的杯子突然恢复如初，这怎么可能呢？只是因为永动机的说法听起来貌似很科学，才掩盖了它是魔法机的本质。

你问这个宇宙中的“有序”从哪里来？嘿嘿……这就是另一个非常长非常长的故事了，如果感兴趣可以关注我，我会在几天后的文章中解答的。

最后留下一个思考问题吧——用火力发电不就是将热能变成电能么，这么看来无序是可以产生有序的？这与上面的内容不冲突么？想明白的同学可以在评论区指点一下不明白的同学，我是酋知鱼，欢迎关注我们下一篇见！