地球就是“永动机”？自转46亿年都没有停下，其动力来自哪里？

人们一直追求一种机器，能够

给一个初始动量，然后一直运动下去，人们将其称为

永动机

。无数人在这个永动机上做尝试，试图制造出第一台永动机，名垂青史。但是，人们付出了大量的脑力和体力，最后

没有得到永动机

，反而从中总结出了一条定律——

能量守恒

能量守恒示意图

有了这条定律，永动机基本上告别了，谁再宣扬永动机谁就是骗子。但是有人不服，

既然能量守恒说不可能存在永动，那如何解释地球的自转？地球已经

自转了46亿年，丝毫没有停下来的迹象

按照能量守恒来说，这是不可能的。

人们这才发现，这么些年两拨人都在支持和反驳永动机，都没发现，我们的地球已经孜孜不倦地自我旋转了46亿年。那么它的能量哪里来的？

它会是我们苦苦寻找的永动机吗？

地球的自转

我们都知道

地球围绕太阳公转，周期是一年

365天

，而

地球公转的能量来自

太阳的引力

。可是地球的自转是怎么回事？不仅是地球，太阳系的八大行星都在公转的同时自转。究竟是何方力量让行星自转的？

八大行星绕太阳公转

要揭开地球乃至所有行星自转的秘密，就要把时光退回到46亿年前太阳系刚形成的时候。

太阳系形成于一团星云

，这团星云来自上一个恒星晚年的

超新星爆炸

。在形成太阳的过程中，一些比较大的星云碎片开始因为太阳稚嫩的引力而围绕它聚集起来，这便是最初的太阳系。

随着

中心物质逐渐紧致

，幼年的

太阳形成

，而最初的

八大行星

也陆续诞生

太阳形成过程

然而这个时候的太阳系是混沌的，各星体的

引力紊乱

，碎片在这混乱的体系里乱飞，

初期地球的引力将它们吸引，于是这些碎片

纷纷撞向地球

。早期地球经历过无数次撞击，甚至被一颗火星般大小的小行星撞击过。这些撞击为当时还没有自转的地球提供了

巨大的角动量

，于是在堆积到一定的数值后，地球开始了自转。

太阳系乃至整个宇宙中的行星几乎都是这种原因发生的自转。根据估计，地球的自转几乎与它诞生的时间相当，也就是说地球已经自转了46亿年。

地球凭借最初的角动量自转，却一直没有停下来，这不就是我们苦苦寻找的永动机吗？

永动机

永动机的历史很久远，早在

公元前1200年的古印度

，就有人设想过一种永不停止运动的设备，后来这个想法跟随数字一起传入了阿拉伯地区，又经阿拉伯人之手进入了欧洲。

最早的永动机装置在

13世纪

有了雏形，法国人亨内考设想的

圆盘永动机

这种永动机有一个车轮一样的横杆，上面连接着小球，转动时，右边的转动力矩会大于左边的力矩。这时给它一个初始动量，圆盘就会

沿着初始力的方向转动下去，并且

永不止步

这个设想激励了很多人尝试，但从未实现永动。通常情况下，旋转几周后圆盘就会停下来。

文艺复兴时期，达芬奇也试图制作一个永动机，它按照这个设想复刻了一个装置，结果依然失败

随后，各国的工程师们对这个装置进行改良，比如意大利的斯特尔试图

利用水流来带动永动机

。他设计了一个类似于中国水车的结构，希望利用第一缕流水带动这个装置转动，每一次转动会把下面水槽的水带到最上面，然后继续落下。

然而它的装置

没运动多久，运输的水就越来越少

，根本无法到达最顶端，最终

失败

“水流”永动机

欧洲这群机械工程师们就在这个永动机上折腾了几百年，

直到

热力学定律诞生

，人们才意识到了永动机根本不可能实现

。历史上人们捣鼓的永动机分两种，第一种企图利用

机械手段

，在没有能量注入的前提下进行运转。这违背了热力学第一定律，即

能量守恒定律

。物体都会受到空气阻力，因此

在没有外界供能的情况下，这个装置的获得的初始能量很快转化为了空气阻力消耗的能量。

人类制造的“永动机”之一

第二种永动机，是

在保证能量守恒的情况下，试图让其的所有外部能量都转换为机械能

。这种永动机也不会存在，因为光是满足第一定律是不够的，还要满足热力学第二定律，即

熵增的定律

，任何体系都有自发地超熵增的方向发展，也就是

能量无法做到百分百传递，

最终有被消耗完的时候

经过大约300多年的失败，人类接受了永动机不存在，自己

竹篮打水一场空

的事情。

变慢的自转

可依然有人不死心，他们认为，

永动机的确在地球上不存在，但是在宇宙中肯定存在

，毕竟宇宙比我们相信的复杂，很多地球上可以用科学理论解释的事情，放在宇宙里就不一定成立了。很显然，宇宙中的永动机远在天边，近在眼前，就是

地球

然而经过天文学家们的观察，

地球并没有46亿年都维持一个速度自转，

它的速度正在逐渐减慢

。比如地球刚诞生之初的自转速度还是一圈6个小时，而现在自转一圈的速度是大约24个小时。地球平均每3.5万年自转周期增加1秒。为什么会出现自转变慢的情况，按理说，宇宙中是

真空

，没有空气阻力，地球

完全可以凭借最初时的角动量，实现永远自转

然而不要忘了，地球不是一个单独的个体，它时刻都处在各种体系之中，比如它和自己的天然卫星月球。

月球与地球之间存在一个潮汐锁定

，因此引起的

潮汐会产生

摩擦

减缓地球自转的速度

。此外地球自身会因为季节原因调整自己的自转速度，可能与表面的

洋流

有关。

月球与地球的潮汐锁定

人类发射的人造卫星也会消耗地球的自转能量

。一些卫星距离地球的距离很近，刚好贴近大气层，这个时候，双方会造成一定量的摩擦，减缓地球的自转周期。宇宙虽然是真空，但并

不代表它内部不存在

消耗能量的物质

永不止步

我们之所以会觉得地球永动，是因为这个角动量十分巨大，可以支撑地球自转长达46亿年，并且还将在未来继续。可事实上，

这股初始角动量终有消耗完的一天，

届时地球的自转可能就会停止

地月系统中也存在角动量

46亿年对人类来说十分久远，可是对于地球这样的星体来说，根本就

不值得一提

。从地球的角度看，地球根本就没有永动，它再因为其他物质消耗角动量而减速，依然符合热力学第一定律，能量守恒。其实

不只是地球，其他的行星也同样如此。

宇宙没有绝对的永恒，一切物质都将会改变

，这不过这个改变周期太长了，人类短暂的历史很难遇到。

太阳是恒星，然而不要以为它就不会围绕其他星体旋转，太阳也在围绕银河系旋转。银河系也不是静止的，它也会围绕星体运动，至于围绕的是什么，人类目前还没有结论。理论上，

任何天体都在做围绕运动，宇宙的中心有一股人类现在未知的力量，

驱使着整个宇宙

我们赖以为生的太阳，也不会永远用阳光滋养地球。的确已经安稳燃烧了45亿年，根据恒星的寿命来看，

太阳还要燃烧50亿年

，在这期间，太阳的体积会变大。可能要不了几亿年，

太阳的半径膨胀到地球与太阳轨道半径的大小时，地球很有可能

被太阳吞噬

宇宙不存在永恒，因此也就没有永动机存在，相反，它更加诠释了，能量会有消耗完的一天，不管是在地球上，还是在宇宙中，

永动机永远不可能存在

地球的末日

如果地球消耗完了自转的角动量，地球便会停止自转，这个时候，地球

再也没有所谓的昼夜

，面对太阳的一边将会有很高的温度，而背对太阳的一边，将会成为

新的极地

。人类如果到时候还存在，就会

躲去地球晨昏线附近生活

，整个地球再也不能称为生命的摇篮，相反，它会变成

生命的地狱

地球也是有寿命的，

它的寿命与太阳紧密相连

。恒星的寿命与它的体积有关系，因为寿命都是以亿年起步，人类不可能连续不断地观察一个恒星长达数亿年之久。因此人类将宇宙中观测到的各个阶段的恒星串联起来，

总结出了太阳的寿命轨迹图

。此时的太阳还处在

壮年时期

，成为主序星，

它的表面有足够的氢发生核聚变反应，保障能量输出

核聚变反应

但太阳消耗完自己的氢后，它就会

膨胀，成为一颗红巨星

，最后

因为内部的密度过大引发

坍塌

，它会发生

爆炸

，最后只留下一颗白矮星

，没有光亮、没有温度，犹如一座墓碑，诉说这里曾经有过一颗恒星。地球，可能早在太阳结束主序星膨胀时，就已经不复存在了。

所以，没有什么是永恒的，能量不会，星体物质也不会。

追寻永恒的意义

虽然人类试图制造永动机失败了，但这不应该成为人类避而不谈的耻辱。的确，

在没有清楚认知世界认知自我的时候，人类犯了很多在现在看来很可笑的错误

比如古人追求长生不老，然而现代医学表明，

细胞衰老是

不可逆

的过程

，本质上只有延缓衰老，没有抵抗衰老的方法，更不可能有永生。什么喝永生之水，吃仙丹灵药都是没用的，反而会

吃进去很多有害的物质，提前结束生命

炼丹图

再比如，人类希望得到永动机，生产永不眠，但最后结果是，哪怕脱离地球去往宇宙，也没有永动机，看似地球不停自转了46亿年，其实它也在逐渐减慢，很当初大家的永动机实验一样。只是因为

减速的时间跨度太长

，而人类的时间又太短，才会有它永远旋转的

错觉

我们现代人当然可以站在科技的制高点嘲笑前人的愚昧无知，但疏忽了一点，

如果没有当初人们的“犯傻”，人类就不会意识到一些想法和理论是错误的。

比如永动机的设想，早在3000多年前的古印度就存在，直到13世纪人们才开始尝试，很快就发现了问题，于是只过了几百年，人们便修正了永动机的错误，还总结得出了热力学定律。

想象一下，如果人类不去试着制作永动机，这个错误可能会延迟更改，人类的科技会比现在晚一段时间。感谢曾经的人类，某种程度上说，

他们的贡献对人类来说是

永恒

的，因为会

被历史永远记住