第四類永動機理論研究

第四類永動機討論

現(xiàn)在只有一小部分人接觸過該理論，其中懂熵的又是少數(shù)，而大多數(shù)又已經(jīng)完全接受熵增理論，對該理論保持質(zhì)疑的態(tài)度。只有極少數(shù)支持者認為該類永動機不在人類經(jīng)驗范圍之類，即承認了過去熵理論，又展望了未來熵理論，是個不錯的提議，給人類未來帶來了無限希望。

但由于第四類永動機理論所給出的熵拓展和其他支持理論給出的宇宙輸入熵的相關(guān)支持論調(diào)，都未得到實踐的證明和科學(xué)界的嚴格論證，第四類永動機不等于科學(xué)，充其量只能說是假說和科幻。

具有理論支持的未與先前理論正面沖突的第四永動機理論，首次在百度百科詞條零勢無限場理論中被公開提起。大眾可以對此理論保持同情和支持，也可以當做最新的科幻藝術(shù)來欣賞，但要理智和客觀看待，不能與現(xiàn)實的科學(xué)應(yīng)用相混淆。要以科學(xué)界給出的合理意見為準則做參考。

第四類永動機論證

眾所周知，二極管具有單向性，但是對其原理不好理解。不少人士希望通過利用二極管的單向性和電子微觀熱漲落來制造第四類永動機（麥克斯韋永動機），徐業(yè)林老前輩的“無偏二極管”是最典型的代表 ，因為他的實驗測出了微電流，給人們留下了無限的想象。究竟二極管的單向性能否制成永動機，下面給出了一個二極管原理宏觀建模來做類比探討。

如圖1：

如果泵1抽水，水箱2中水位升高，會形成反制泵1的水壓，如果泵1的壓力不夠，水箱2水位上升到一定程度就會停止，好比二極管反向不導(dǎo)通；

如果上述情況泵1的壓力足夠，水會以溢出的形式流通而不能按管路規(guī)矩地循環(huán)，相當于二極管被擊穿失效，當然與二級管不同，在宏觀這是可逆的；

如果泵2往上抽水，泵2抽的水位高，暫時需要維持的壓力比泵1大，但是一旦水進入水箱1，水就會順勢流入水箱2，然后根據(jù)連通器原理流入水池3，阻力極小，形成有效循環(huán)，相當于二極管正向通路。

以上說明該單向水箱結(jié)構(gòu)跟二極管具有相似的性質(zhì)，下面對比徐業(yè)林老前輩用電子微觀熱漲落解釋來解釋無偏二級管（不一定正確），類比討論該結(jié)構(gòu)是否在不加泵的作用下通過水分子熱漲落和其單向性形成永動循環(huán)機制。

考察水箱1上懸掛著的出水口，如果水分子能夠通過熱漲落從水池3經(jīng)出水口躍入水箱1，水池1里的水分子也能躍入管內(nèi)。顯然，往下躍能100%躍入水箱1而往上躍入水箱的水因不一定能準確找到入口而回落的可能性很大，所以在這邊是單向的。

再考查水箱2上的入水口，由于連通器原理，分子的出入是雙向平衡的。

暫且只考慮以上分析，收集熱漲落的單向循環(huán)是可行的，但這種效應(yīng)很小，需要很多集成的并聯(lián)才能顯現(xiàn)出來。

但是這只是必要條件，考慮另一個限制——微觀對熱漲落具有一定存儲性。比如

水箱1上懸掛著的出水口處的水分子需要結(jié)成水滴才能滴入水箱1，而水滴能夠容納很多水分子，這樣會提高對熱漲落的要求。不過電子的情況可能有所不同，因為據(jù)說徐業(yè)林證明了在零下一百多度下無偏二極管仍然存在電流。如果PN結(jié)在微觀仍然存在單向性，無偏二極管違背熱力學(xué)規(guī)律是未嘗不可的。

以上分析過程不能說明無偏二極管是永動機制（無偏二極管電流也可能是擴散或吸收輻射等其他原因），其意義僅在于說明無偏二級管是成功的第四類永動機這個結(jié)論仍然未被證偽。希望第四類永動機作為一面旗幟，引導(dǎo)某些樂觀派的有學(xué)之士繼續(xù)對宇宙的更深層自制進行探索。圖2為二極管原理對照圖：

圖3是改變物質(zhì)的微觀概率取向的實驗設(shè)計。設(shè)計表明未能做成實驗。實驗設(shè)計對溫度沒有具體要求。在轉(zhuǎn)化過程中，系統(tǒng)的溫度低于環(huán)境的溫度，不存在熱損耗。它與機械損耗的本質(zhì)——熱損耗形成鮮明的對比。

實驗設(shè)計1：麥克斯韋妖改成鱔籠的錐形結(jié)構(gòu)。錐形結(jié)構(gòu)發(fā)生形變而具有彈性勢能，能自動復(fù)原而關(guān)門。分子所處A·B兩個空間與分子撞擊錐形結(jié)構(gòu)的時間和位置有差異。使A空間的分子能撞開錐形結(jié)構(gòu)，它的分子能進入到B空間；B空間的分子不能撞開錐形結(jié)構(gòu)，它的分子不能進入到A空間。A·B兩個空間的分子形成濃度差，分子能擴散做功。把熱能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。整個系統(tǒng)中，A空間的分子不斷地開門進入B空間和分子的不斷地擴散、做功。兩者都能使整個系統(tǒng)降溫·吸熱。整個系統(tǒng)熱能能通過熱傳遞得到補充。這樣的帶有錐形結(jié)構(gòu)的“門”是理論上的，它在現(xiàn)實中卻是很難實現(xiàn)。

實驗設(shè)計2：水的密度e水小于溶液的密度el，溶液的濃度相同有：兩個半透膜內(nèi)水的滲透壓大小相等，兩個半透膜之內(nèi)的壓強不再只是液壓，還有水的滲透壓。兩個半透膜的內(nèi)外壓強不同。在兩個半透膜的之外，溶質(zhì)的滲透壓會在半透膜的作用下消失。兩個半透膜具有對稱性，它們產(chǎn)生的滲透壓強的和為0。根據(jù)連通器原理有 ：e水g(h1 h2 h3)=e水gh2 elgh3 0。能形成高度差h1。利用高度差制成永動機并保持水的勻速流速為v 單位是m/s，水的橫切面積是S/㎡。溶液因濃度差產(chǎn)生的壓強與溶液的部分重力壓強（el-e水）gh3的和為零。功率等于壓強，面積，和速度的乘積，和能量轉(zhuǎn)化?？梢酝瞥觯簾崮苻D(zhuǎn)化為重力勢能的效率為（el-e水）g*h3*v*S。它的效率也可以為e水g*h1*v*S。水的流進、流出，重力勢能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，濃度差的增加，彌補了物質(zhì)擴散、做功引起的濃度差的減小。物質(zhì)擴散、做功、降，吸收環(huán)境的溫度，彌補熱能轉(zhuǎn)化損失的熱能。

實驗設(shè)計3：用化學(xué)方法的原電池原理來分析 。：在硅晶體上進行蒸鋁，再進行一次或多次電渡形成結(jié)構(gòu)。不同金屬和P型半導(dǎo)體三者兩兩相連，形成原電池結(jié)構(gòu)。在金屬性不同的作用下，金屬性強的帶正電，金屬性弱的帶負電。帶正電的金屬容易從P型半導(dǎo)體中得到電子，使P型半導(dǎo)體發(fā)生還原反應(yīng)，金屬被氧化；P型半導(dǎo)體容易從帶負電的金屬中得到電子發(fā)生氧化反應(yīng)，金屬被還原。在不同金屬形成的偏轉(zhuǎn)電壓的作用下：金屬性較強的金屬帶正電容易從P型半導(dǎo)體中得到電子，P型半導(dǎo)體空穴增多，空穴產(chǎn)生擴散；P型半導(dǎo)體容易從金屬性弱的帶負電的金屬中得到電子，P型半導(dǎo)體空穴減少，空穴產(chǎn)生擴散。空穴擴散導(dǎo)電相當于原電池中的離子導(dǎo)電。在電壓和空穴擴散的作用下，金屬與P型半導(dǎo)體的結(jié)點處，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)中，吸收的熱量比放出的熱量多，最后使整個系統(tǒng)的溫度降低，擁有了從環(huán)境中吸收熱能的能力。自由電子擴散導(dǎo)電與空穴擴散導(dǎo)電是靠化學(xué)反應(yīng)進行連接的?；瘜W(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了吸熱和放熱現(xiàn)象，使整個系統(tǒng)的溫度降低的。最終形成了物質(zhì)循環(huán)。在多個化學(xué)反應(yīng)中，總反應(yīng)的物質(zhì)沒有發(fā)生改變，產(chǎn)生了物質(zhì)循環(huán)和能量變化，換句話說化學(xué)能沒有發(fā)生改變。所以我們可以說，是把熱能轉(zhuǎn)化為電能，而不是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。物理方法分析。在熱電效應(yīng)的作用下，即不同金屬的自由電子的擴散能形成電壓。在金屬中，自由電子的速度和密度大的擴散后帶正電，反之帶負電。帶正電的金屬容易從P型半導(dǎo)體中得到電子，P型半導(dǎo)體的復(fù)合電子容易發(fā)生漂移現(xiàn)象；帶負電的金屬的自由電子與P型半導(dǎo)體的空穴容易產(chǎn)生復(fù)合現(xiàn)象。不同金屬性的金屬都能與P型半導(dǎo)體都發(fā)生漂移和復(fù)合現(xiàn)象。在漂移和復(fù)合中，我們所說的容易發(fā)生漂移和復(fù)合是指哪一個占主導(dǎo)作用。P型半導(dǎo)體中幾乎沒有自由電子?？昭▽?dǎo)電和離子導(dǎo)電是不同于自由電子導(dǎo)電的導(dǎo)電方式?？昭▽?dǎo)電和離子導(dǎo)電也是不同的。P型半導(dǎo)體能阻止自由電子擴散。在二極管的PN結(jié)中，P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體都有金剛石結(jié)構(gòu)，它們相連產(chǎn)生了正向?qū)妷汉头聪驌舸╇妷骸?dǎo)通電壓一直存在。從伏安特性曲線，可以看出導(dǎo)通電壓與PN結(jié)的寬窄有關(guān)。金剛石的鍵角是109度28分，二極管的由窄到寬，從電場力的分布和空穴在運動方向與電場力的夾角中分析，得出結(jié)論是導(dǎo)通電壓與PN結(jié)的寬窄有關(guān)。因為不同金屬能形成電壓，并且金屬與P型半導(dǎo)體形成的PN結(jié)，沒有N型半導(dǎo)體的金剛石結(jié)構(gòu)。所以金屬性弱的金屬與P型半導(dǎo)體能產(chǎn)生漂移，最終能形成比二極管窄很多很多的PN結(jié)，它需要的導(dǎo)通電壓也就可以忽略不計，能直接降低P型半導(dǎo)體的空穴濃度（或者說，阻擋層很窄，窄到PN結(jié)近乎消失，自由電子和空穴能非常容易地發(fā)生復(fù)合，空穴濃度降低）；金屬性強的金屬與P型半導(dǎo)體形成的PN結(jié)，沒有反向擊穿電壓，在電壓的作用下，能直接發(fā)生漂移，空穴濃度增高。所以在熱電效應(yīng)的作用下，形成的電壓就很容易改變空穴的濃度而發(fā)生空穴導(dǎo)電。在熱電效應(yīng)的作用下，空穴擴散導(dǎo)電和自由電子擴散導(dǎo)電依靠金屬形成的正電荷產(chǎn)生漂移和金屬形成的負電荷產(chǎn)生復(fù)合的連接，實現(xiàn)熱能向重力勢能的轉(zhuǎn)化和電子的循環(huán)。

版權(quán)申明：以上資料為第四類永動機及時空同性假說作者提供給大家探討交流，一定程度上受李世豪同學(xué)“分子動能轉(zhuǎn)化機設(shè)計”的啟示。2100433B

宇宙微觀是離散的，在離散空間物質(zhì)不可能達到最大值。如果把離散空間的信息收集，使收集器熵減而被收集物熵增，宇宙對未來的選擇又會自動帶入新信息補充流失的信息，使熵減。從而收集器獲得額外的熵減，被收集物的熵亦未增加。

時間與熵?zé)o關(guān)，自發(fā)熵減不會引起時間倒流。首先，在沒有未打破熵增規(guī)律的范疇之下，熵的方向是時間方向，但是，熵增的快慢與時間的快慢無關(guān)，該等式應(yīng)寫為 熵的方向 默認未打破統(tǒng)計學(xué)規(guī)律=時間方向，而某些自作主張的科學(xué)家直接把加號后的元素忽略掉了。顯然熵的方向與時間方向一致是數(shù)學(xué)問題，而并非被宇宙的本質(zhì)原理綁架著的問題。所以自發(fā)熵減引起時間倒流 是個偽命題，不能作為永動機不存在的證據(jù)。

總之越接近微觀離散，統(tǒng)計學(xué)規(guī)律就越有可能被打破，越宏觀就越難打破?？梢酝ㄟ^納米技術(shù)把有序微觀結(jié)構(gòu)整合成宏觀材料，成為能讓氣體有序做功的材料。

熱力學(xué)第二定律是有條件的。如果熱力學(xué)第二定律沒有條件，那么它就像萬能鑰匙一樣，能解釋所有的現(xiàn)象。熱力學(xué)第二定律描述的能量轉(zhuǎn)化的條件有：1一定要具有溫度差。2熱能轉(zhuǎn)化為機械能。3它的壓強產(chǎn)生是因為物質(zhì)的平均動能等。改變物質(zhì)的微觀概率取向，它的條件有：1一定要有濃度差。2熱能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。3它至少還有另一個能量轉(zhuǎn)化，用來改變物質(zhì)的微觀概率取向，且只能利用條件2熱能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的部分能量。4它的壓強產(chǎn)生是因為物質(zhì)的量濃度。

首先第四類永動機不是機械，機械不可能制造永動機，第四類永動機是某類特需的有序結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。

現(xiàn)代科學(xué)界認為孤立系統(tǒng)自發(fā)熵減與熱力學(xué)第二定律是完全矛盾的，第四類永動機比前幾類永動機更顯荒謬。但是有科幻狂想家對熵的概念進行了拓展，認為熵是相對微觀概率取向而然的?，F(xiàn)代科學(xué)指的熵都是對極端無序概率取向而然，而其實隨著納米技術(shù)的發(fā)展，微觀概率取向在未來或許可以被人類任意改變。證據(jù) 是現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)很多物質(zhì)偏離了熵最大值，其實就是微觀概率取向有序的結(jié)果。如果人類可以改變微觀概率取向，物質(zhì)的熱力學(xué)規(guī)律將不再受統(tǒng)計學(xué)的完全制約，可以利用納米技術(shù)制造出有序結(jié)構(gòu)的單向半透膜，讓氣體自發(fā)有序地從一端流入一端流出。該機制未違背熱力學(xué)第二定律，根據(jù)對熵概念的拓展，單向透膜熵減的每個環(huán)節(jié)對于發(fā)生作用的表面都是熵增的，只是對這個表面的熵增確是對另一個表面的熵減，總系統(tǒng)消除掉了熵的最高值，形成動態(tài)平衡，永無止境的斗爭，然后人類可以從這個環(huán)節(jié)吸取熵減（有序/負熵流）。

要了解物質(zhì)的微觀概率取向。首先要了解功是什么，及其與功有關(guān)的很多物理量。功等于力和力在力的方向上通過的位移的乘積。物體所受的壓力與受力面積之比叫做壓強。速度在數(shù)值上等于單位時間通過的路程。氣體膨脹對外界做功的公式W=PV。理想氣體的狀態(tài)方程PV=n·R·T。有變形式P=n/V·R·T。從變形式P=n/V·R·T和氣體膨脹對外界做功公式W=PV中，表明了在體積為V1一定時，氣體做功有兩個變量。有W=P·V1=n/V·R·T·V1。一個變量是濃度n/V，另一個變量是溫度T。也就是說濃度和溫度中，其中一個變化了都會引起功的變化。V1代表的物理意義是受力面積和在力的方向發(fā)生的位移的乘積。很明顯：熱力學(xué)第二定律描述的是溫度T，物質(zhì)的微觀概率取向描述的是濃度n/V。熱力學(xué)第二定律的產(chǎn)生受熱機的影響非常的大，熱機是利用溫度進行的熱能轉(zhuǎn)化，熱機利用的溫度要高于環(huán)境的溫度，熱傳遞不利于熱能的轉(zhuǎn)化?？諌簷C在給氣體加壓完成后，溫度不在變化后，氣壓剪再利用濃度n/V進行熱能的轉(zhuǎn)化，利用氣壓、做功，它的氣壓降低、溫度降低，熱傳遞有利于熱能的轉(zhuǎn)化。理想物質(zhì)的狀態(tài)方程只能說明問題。在現(xiàn)實中，因為不能很好的測量濃度、溫度和體積，且它們一直在變化。所以一般不用公式W=n/V·R·T·S·L來進行做功的計算。對于做功的計算，一般是利用能量轉(zhuǎn)化來計算的。有等式：W=n/V·R·T·S·L=UIt=egh·S·v·t。