5.20　“永動(dòng)”的時(shí)鐘

　　我們?cè)谶@本書里已經(jīng)談到好幾種想象的“永動(dòng)機(jī)”，而且也解釋過(guò)發(fā)明永動(dòng)機(jī)是沒(méi)有希望的。現(xiàn)在我再來(lái)談一談一種“不花錢”的動(dòng)力機(jī)，所謂“不花錢”的動(dòng)力機(jī)，就是不要什么人照顧，卻能夠長(zhǎng)時(shí)期工作的機(jī)械，這種機(jī)械所需要的動(dòng)能是從四周的自然環(huán)境里得到的。

　　大家大概見(jiàn)過(guò)氣壓計(jì)這個(gè)東西吧。氣壓計(jì)有兩種：水銀氣壓計(jì)和金屬氣壓計(jì)。在水銀氣壓計(jì)里，水銀柱的上端隨時(shí)跟著大氣壓力的變化升起或降下；在金屬氣壓計(jì)里，在大氣壓力變化的時(shí)候，指針會(huì)跟著擺動(dòng)。

　　十八世紀(jì)時(shí)候，一位發(fā)明家利用了氣壓計(jì)的這種運(yùn)動(dòng)來(lái)發(fā)動(dòng)時(shí)鐘的機(jī)械，他就這樣造出一只時(shí)鐘，能夠不要外力就使鐘自動(dòng)地走起來(lái)，而且可以不停地走著。英國(guó)的有名機(jī)械師和天文學(xué)家弗格森看到這個(gè)有趣的發(fā)明以后，曾經(jīng)這樣評(píng)價(jià)（在1744年）道：“我仔細(xì)觀察了上面說(shuō)的那只時(shí)鐘，它是由一個(gè)特別裝置的氣壓計(jì)里的水銀柱升降帶動(dòng)的；我們沒(méi)有理由可以相信這只鐘會(huì)在什么時(shí)候停下來(lái)，因?yàn)橘A藏在這只時(shí)鐘里的動(dòng)力，即使把氣壓計(jì)完全拿走，也已經(jīng)可以維持這只鐘走一年之久。我應(yīng)該率直地說(shuō)，根據(jù)我對(duì)于這只時(shí)鐘的詳細(xì)的考察，無(wú)論在設(shè)計(jì)上或者制造上，它的確是我見(jiàn)到過(guò)的機(jī)械里最精巧的一種。”

　　可惜這只時(shí)鐘沒(méi)有能夠保留到今天，它給人搶走了，現(xiàn)在藏在什么地方也沒(méi)有人知道。不過(guò)現(xiàn)在還留下來(lái)那位天文學(xué)家所作的構(gòu)造圖，因此還有可能把它重新制出來(lái)。

　　在這只時(shí)鐘的構(gòu)造里，有一只大型水銀氣壓計(jì)。盛水銀的玻璃壺掛在一只框架上，一只長(zhǎng)頸瓶倒插在這玻璃壺里，在玻璃壺和長(zhǎng)頸瓶里一共裝了150公斤水銀。玻璃壺和長(zhǎng)頸瓶是活動(dòng)的，可以移上或移下。當(dāng)大氣壓力增加的時(shí)候，一組巧妙的杠桿會(huì)把長(zhǎng)頸瓶移下，玻璃壺移上；氣壓減低的時(shí)候，相反的把長(zhǎng)頸瓶移上，玻璃壺移下。這兩種運(yùn)動(dòng)會(huì)使一只小巧的齒輪總是向一個(gè)方向轉(zhuǎn)。只有大氣壓力完全不變的時(shí)候，這個(gè)齒輪才完全靜止不動(dòng)——但是在靜止的時(shí)候，時(shí)鐘仍舊會(huì)由事先提升上去的重錘落下的能量繼續(xù)帶動(dòng)。要使重錘能夠提升上去而又要靠它的落下來(lái)帶動(dòng)機(jī)械，是不容易做到的，但是古時(shí)候的鐘表匠卻很有發(fā)明能力，把這個(gè)問(wèn)題解決了。氣壓變動(dòng)的能量太大，超過(guò)了需要，使得重錘提升上去比落下來(lái)更快；因此得有一個(gè)特別的裝置，等到重錘提升到不能再高的時(shí)候，會(huì)讓它自由地落下去。

　　這種或者類似的“不花錢”的動(dòng)力機(jī)，跟所謂“永動(dòng)機(jī)”有重大的、原則性的區(qū)別，這個(gè)區(qū)別不難看出。在“不花錢”的動(dòng)力機(jī)里，動(dòng)力不是象永動(dòng)機(jī)的發(fā)明家所想的那樣“無(wú)中生有”，它們的動(dòng)能是從機(jī)械外面得到的，在我們這個(gè)例子里就是從四周的大氣得到的，而大氣是從太陽(yáng)光得到這些能量的。“不花錢”的動(dòng)力機(jī)實(shí)際上是跟真正“永動(dòng)機(jī)”一樣經(jīng)濟(jì)的，只是這種機(jī)器的制造成本跟它所得到的能量來(lái)比嫌太貴了些。

　　下面我們還要講到另外一類“不花錢”的動(dòng)力機(jī)，那時(shí)候我們預(yù)備舉例來(lái)說(shuō)明，為什么這種動(dòng)力機(jī)在工業(yè)上采用時(shí)常是很不合算的。

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