“永久”计时器
相信你在看到这个标题时,你一定会认为这必定是什么糊弄人的东西。理由是在此之前,我们已经差不多了弄清楚了“永动机”的发展历史,也清楚了压根不存在什么“永动”。不过,但这个“永久”计时器却是真实存在的,原因就是它将利用得之于大自然的能量让自己持续不断地工作下去。
其实,倘若你们看到过水银气压计,或者你们看到过无液气压计,那么这个现象对于你们来说就是相当简单的了。原来,伴随着气压的变化,水银气压计上的水银柱的高度也会相应地发生变化,而无液气压计则是依据指针随气压变化的位置来判断气压的大小的。18世纪,一位发明家制作出了一个可以长期使用却不需要上发条的计时器,它就是依据气压计的原理制作的。
詹姆斯•霍桑是英国著名的物理学家、天文学家,他于1774年对这个计时器做出如下评价:“这个气压计的水银柱始终在上下运动,对此,我非常感兴趣。究竟是什么原因导致的呢?于是,我仔细对这个小东西进行研究。此后,我发现从理论的层面而言,这个小东西是不可能停止运动的,理由就是即使将气压计拿走,令其可以运动的原动力仍然存在,因为原动力是储存在计时器里的,而这个这个原动力可以令计时器继续工作的时间长达一年之久。在我的一生中,我从不曾看到过如此精妙的仪器。”
不过,令人感到相当遗憾的是,后来,这个计时器被偷走了,直到现在也没有任何关于其下落的音讯,不过倘若想再制造这样一个计时器也并不是什么困难的事情,原因就是在霍桑的手中,一份计时器的结构图仍然存在着。
下面,让我们来看一看这个计时器的构造是什么样的。一个相当大的水银气压计时器是这个计时器的主体结构。即,一个长颈玻璃容器倒放着悬挂在木框上,一个玻璃瓶放置在这个容器的下面,其上面的瓶颈恰好可以令它插入下面玻璃瓶的瓶口,如此一来就可以保证上面的玻璃瓶上下自由运动,下面的玻璃瓶的内部装有差不多150克的水银(如图55所示)。如此一来,一个大型水银气压计就可以在上下两个玻璃瓶之间形成了。

图55:18世纪的“永久”计时器
水银为什么会自己运动呢?其实原因很简单。那就是这就这其中利用了杠杆的原理。即随着气压的上升,上面的容器会下降,下面的容器会上升;随着气压的下降,两个容器又会进行相反的运动。正是此类运动令计时器上面的小齿轮始终向着一个方向旋转。当然,倘若气压不发生任何变化,小齿轮也会停止运动。不过伴随着小齿轮的运动的停止,计时器上的砝码就会开始下落,其下落的势能于是转化成动能,就这样,计时器又获得了运动的能量,于是就继续运动了。实际上,倘若你想利用砝码来令齿轮转动并非易事,不过此计时器的发明者却聪明地想到了将这个问题解决的方法。
另外,还有一个问题需要注意,如果气压变化提供的能力过多,超过了计时器所需,砝码上升的速度就会比砝码降低的速度快,这个时候就需要一个辅助装置来减缓砝码下降了。
实际上,这种计时器和我们所说的“永久机器”还是不太相同的,因为它是需要能量的,只不过这个能量是从大自然中拿来的。上面说的这个计时器就是利用太阳能运转的。不过因为制作这样的计时器成本太高,因此一直无法普及。