永动无功——永动机简史

DeathKing posted @ 2011年6月12日 13:08 in Book with tags geek Hacker 趣史 永动机 , 20806 阅读

  通俗历史通常把永动机看作是工程学上“怪胎”或者“好奇心产物”,但它并没有为我们解释这些东西在当时是如何被理解。它也没有告知我们,在早期的科学及工程学史上,仍然有这么一些人尝试着去实现永动机这种无用的蠢事。

  有时,有些装置被冠以特别的称谓,比如“主教威尔金斯的磁永动机”。通俗文章给读者留下了一种印象:这些永动机的发明者们都认为机器能够永恒的运动下去。实际上,这些装置很多时候只是被文字描述或者绘图以说明,以表述对永动的追求,仅此而已。


Bhaskara 轮(Hans-Peter Gramatke制图) 辐条弯曲的Bhaskara 轮
Bhaskara轮(Hans-Peter Gramatke 制) 辐条弯曲的Bhaskara 


  关于永动机的最早研究文档,是由印度数学家 Bhaskara(c.1159) 撰写的。他构想的一种设备是一个轮子,轮子周围的容器中注满水银。而随着轮子转动,水银也会在容器中流动,以致轮子的轴的一边总是较重。或许,这样的一个永动机不足以成为印度永恒哲学的一个例证。但这样的想法在阿拉伯语文献中再次出现,其中一个即为包含了六个永动机的装置。这样,永动机就从伊斯兰教的世界,传到了欧洲。


 Villard轮
 Villard

  Villard de Honnecourt 生于 12 世纪晚期,1225 年至 1250 年期间,他大概生活和工作在法国北部。他的那本由 33 页羊皮树叶,画有 250 幅图画的速写本留存了下载,现收藏于法国巴黎国立图书馆。这些图画,展示了教堂的设计,投石机的原理以及样机。他通常被认为是一个建筑师,但我们并没有找到他所设计或者他参与的建筑。他周游了许多地方,但我们并不了解他靠什么谋生。

  他最出名的设计是有关于一个永动机:永动轮。这是不平衡的轮子,他用铰链绑着铁锤或者棍棒按照一定的间隔围绕在他的边缘。左图是这个机械的示意图。轮子应该与整个框架以及水平轴垂直。他还显示了铁锤与转轴之间不均等的距离。也许,他仅仅只是个示意图罢了。尤其是处于高位的那两个铁锤看起来不一样。与 Villard 的其他图纸相比,这个图纸异常的“粗略”,就像是一个漫不经心的作品。如下是 Villard 的说明:

 

 

  很多时候,一些技艺精湛的匠人想要发明一个能自己转动的轮子。这就有一个方法,通过使用一组不能够使轮子平衡的重锤或者水银。
  Villard 提及到水银说明他对 Bhaskara 的装置很熟悉,揭示了欧洲已经接触到了 Bhaskara 的设计。Villard 声称他的机器可以用于锯开木头或者抬升重物。
 
  Villard 的图示展示了七个铁锤,他也坚持使用奇数个铁锤(来保持不平衡),他解释道:
 
  下降的一方总有四个铁锤而上升一方也仅三个,因此,锤子或者重物在企及最高点后总会向左边落下,并永动不止。
 
  但是,无论锤子的数量是奇数还是偶数,这个轮子总是会很快的停下来。 这个设计被复制了多次,但经常使用偶数个铁锤。

  Mariano di Iacopo, 被称作 Taccola(大约1382-1458Siena),是用文字阐明工程设计的艺术工程师先驱之一,他用高效的绘图作为交流的媒介。他生活在一个战乱频发的年代,但他总是积极的参与各种各样的军事或民用工程项目。

Taccola轮模型(德意志博物馆 藏) Taccola的失衡之轮的绘图


  在这页上,我们可以看到他所设计的击破防御工事的机器。在这些机器之间叠有一个巨大的失衡的轮子,且轮子用铰链给挂住。这个装置或许为历史上该时代中的工程师所熟知,deriving from Arabian sources(此句意义待考)。


Leonardo da Vinci

  Leonardo da Vinci 1452-1519),也就是那位被称作“天才”的人。他的天赋涉及艺术、工程、音乐、物理甚至数学。他最出名的手札(一些图纸的合集和一些遗失的手稿的评论),大多数都是他随手批注,并没有为了出版而采用一个统一的格式。包含了源于他人的创想以及设计,和一些原创的作品,但并没有指明究竟什么是什么。Leonardo从不羞于表现自己的天赋,但他总是干些无法善始善终的项目。(译注,伟大的坑文化先师!)

  Leonardo 关于永动机的惊世评注把永动机研究者比作炼金术士经常被引用。“哦,那些追求永动机的家伙们,你们在你们所奉行的荒唐的计划中空余徒劳。不如以炼金术士自居吧!(本句话的翻译,读者可以参考百科上的译法:永恒运动的幻想家们!你们的探索何等徒劳无功!还是去做淘金者吧!)”。最后提及的是“seeker after gold”,其中至少有一个翻译被误以为是“淘金者”。

  Leonardo 十分仔细地分析了几种不同版本的失衡轮移动重物的情况,并揭示出了他们为什么不起效。

 

Moreover, you might set yourself to prove that by equiping such a wheel with many balances, every part, however small, which turned over as the result of percussion would suddenly cause another balance to fall, and by this the wheel would stand in perpetual movement. But by this you would be deceiving yourself... As the attachment of the heavy body is farther from the center of the wheel, the revolving movement of the wheel round its pivot will become more difficult, although the motive power may not vary.[From Dircks (1861)]

 
最后一句评述尤其具有说服力。用现代的话来说,他阐明了尽管一个重物从转轴移动得更远,重力的转矩也就越大,但此时转轮的惯性也同时增加,使得重力转矩在增加或者维持物体运动上不在具有效果。

 

列昂那多·达·芬奇  这个我要慢慢、好生翻译,恩!

占位符

DeathKing's PS

依旧是个很长的翻译工作,在未完成之前,希望不要莫名转载和引用。

原文链接:http://www.lhup.edu/~dsimanek/museum/people/people.htm

 

 

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λ 说:
2011年7月12日 22:58

貌似在哪里也看到个中文版的挺全的,不过图片链接失效了。

DeathKing 说:
2011年7月13日 09:12

哦……找到了给我说一声,我就停止翻译了,毕竟时间也不多,算是个天坑。

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λ 说:
2011年7月13日 11:06

在网上搜了搜,发现搜索结果被覆盖了 网上另外有个外国人收集的永动机资料大全,那个才吐血。

 

你的博客版版面有点窄,弄宽了文章会好看些~

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DeathKing 说:
2011年7月13日 11:17

提供的那个链接里就有丰富的关于永动机的资料,不过很多东西我翻译不好。

找不到合适的风格,所以就将就这个了。

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Mike Ma 说:
2011年7月21日 06:06

永动机?难道世界上没人意识到宇宙就是一个永动机?

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λ 说:
2011年8月21日 20:17

我们就在宇宙中啊,既然像你说的,那为什么还没找到使用方法 

这次的版面宽多了~

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λ 说:
2011年8月21日 20:25

我是来观察你的版面的……这页右上角的前一篇文章点不了。

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DeathKing 说:
2011年8月21日 23:15

Chrome点得了。我现在用的是他们的电脑,360浏览器,Webkit。


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