祛魅科学(六)：永动机悖论与科学的双标_风闻

　　惯例先声明：如果把科学看成一种工具的话，我永不反对，还会非常欢迎，好用的工具谁不爱。同样惯例先声明：以我这样一种水洗煤的水平，材料方面一般是引用些众所周知的刻板印象，加上些自以为是的逻辑推理，马马虎虎自圆其说，将就一下看看就行，欢迎观察者网的观友们斧正。

　　我先把刻板印象罗列一下：永动机英文是Perpetual Motion Machine ，我又百度了一下每一个单词的翻译，没有明显歧义和永动机一词非常相配。继续百度，永动机的定义是：不消耗能量而能永远对外做功的机器。具体分两类：第一类，因违反热力学第一定律而不能实现永远对外做功的永动机；第二类，因违反热力学第二定律不能实现永远对外做功的永动机。这些都是刻板印象，因为我对第二类永动机还没有琢磨透，今天就以第一类永动机为例子来讨论。热力学第一定律即热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。发现热力学第一定律的大名鼎鼎的焦耳正是从事永动机研究多年，才得到热力学第一定律这个让永动机从根本上不成立的定律。这里有一个我最心水的，良创工坊的永动机小视频《永动机，手工DIY》，很能帮助我们认识第一类永动机。

　　看了这个小视频，《三体》章北海父亲的名言：要多想。这个小视频给人第一印象就是永动机，要多想之后，就明白这个小视频更是极为有力的证明了热力学第一定律。好了问题出现了，想一下1842年的焦耳当时的科技水平，测量精度等等，今天这个这个小视频放到1842年应该算是一种很不错的实验吧。以1842年的时代，这个小视频表现的动能和势能转换效率应该是接近百分百了，摩擦导致的热能损失应该是能忽略不计的，很自然的就能得出热力学第一定律了。也就是说这个小视频是符合热力学第一定律的实验要求，但今天我们第一印象却是永动机，永动机不存在，究竟是哪里错了？

　　那我们看看问题是什么。首先热力学第一定律是对的；其次不能实现永远对外做功的永动机，这也是非常正确的。怎么会出问题了呢？问题就出现在这是一种把两个正确的话语放在一起掩盖了一个更为真实的事实。关键就在于“不能实现永远对外做功的永动机。”这句话里多了一个的定语“对外做功”。我们看看热力学第一定律是怎么发现的，按照科学的思路需要建立一个相对封闭的实验环境，其次要忽略掉影响微小的因素，永动机小视频可不正好满足这两个最基本的实验条件。然后再看不能实现永远对外做功的永动机的条件要求对外做功，对外做功意味着开放的环境。我们看看热力学第一定律的条件，相对封闭的系统，忽略影响微小的因素；再看看不能实现永远对外做功的永动机的条件，开放的环境。问题是什么，科学它双标了，两句话用的标准是截然相反的，双标了。

　　双标不可怕，现实的人没有不双标的，但是西式双标的精髓就是只能西方双标，别人不允许双标。跑题了，科学双标不可怕，永动机这里还有比双标更可怕的，悖论，双标只是小儿科。按照热力学第一定律的成立条件，在一个相对封闭的系统内，能量才能守恒，一旦是一个开放的环境，能量自然无法守恒。因为系统一旦开放，必定产生热交换，一旦忽略掉这些极其微小的热交换，能量是一定守恒的。在开放的环境下，甚至连能量总值都计算不出来，更别说能量守恒了。外面这个事情一说起来就是俄罗斯套娃，外面总有外面，谁能确定外面没有外面，自然没有开放的环境了，自然就是一个相对封闭的实验条件了。看明白了热力学第一定律的成立条件之后，就明白不对外做功的永动机是应该成立的，热力学第一定律和不对外做功的永动机是一个一体两面的说法。那么按照第二句话不能实现永远对外做功的永动机的成立条件，在开放的环境里，对外做功是绝对的，热交换是绝对的，是可以看成是一种对外做功。只要还是永远对外做功，那么是一定还有外面的外面，那么热力学第一定律是不成立的，能量怎么算都不会一样。有人说你别用俄罗斯套娃，用别的行不行，可以但我水平不够说不清楚。

　　把两个正确的话语放在一起掩盖了一个更为真实的事实，这个事实就是永动机悖论，更是科学的悖论。最讲科学的科学用了一个“对外做功”的定语这样一种完全不科学的话术掩盖了科学的悖论。科学的悖论是什么，科学是一个以相对封闭的实验条件得出的阶段性成果，却要求人们在一个开放的环境去当成真理应用。这不是不行，但科学却不搞对立统一的科学观。一说科学就要求按照实验条件来，一到现实就说按科学规律来。为了掩盖这样的悖论，自然会用一些话术来满足形式上的正确，比如“对外做功”的永动机不存在。

　　到了科学发展了近三百年之后的今天，科学面对不能寸进的现状，科学教自然就应运而生了。在科学蓬勃发展的时期，科学教反而无法出现，因为当你信仰今天的科学，明天的科学却是要推翻今天的科学的。今天的情形却正好相反，科学教是万万不敢让人去质疑科学了，科学可能就消亡了。我说请放心，如果把科学当成工具，别宗教化，科学反而是能活的很好。