理论派

永动机与时间

我们生活的世界,有一些异想天开的人以及一些不知自然科学为何物的人,总会想要研究出一些什么听起来赛博朋克,实际上狗屎一坨的东西。当然我们这群人,总说想象是好的,虽然带着一些嘲讽,却反而让这种想象不断延展,这也是为什么民间科学家总是无法被打倒的原因之一,你能说他研究的东西不着边际,是错的,但估计没人会说,你这家伙,不要搞什么科学,这个问题我们可能不止一次在不同的文章中说过——毕竟搞科学艺术研究的权利,可是宪法保证的,在此情况下,“大梦谁先觉”?

这里我们简单说说大家都想要的永动机问题,今天我们这篇文章,与其他一些同类文章不怎么相似,因为我们不过分针对某个特定问题提出长篇大论,而是提出一种结构性困境,其前提是需要我们理解,在现行物理概念中,永动机与时间两个概念的具体含义。

一般来说我们所谓永动机,可以顾名思义,就是指可以永远对外做功的某种器械或者组织结构或者干脆就是机器,因为涉及到做功,所以一般机械往往需要能量输入,比如电力、柴油或者汽油作为能源,而永动机往往意味着我们不需要这样的东西,但是在现实理论中,永动机却常被分为两种类别:第一种是不消耗外部能量,但可以持续对外做功,这种设想,在物理意义上是违背能量守恒的。第二种是从某个单一热源吸收热量然后全部转化为动力,或者说功,而不引起其他变化的,这一点似乎更好理解一些。但第二点是违背热力学第二定律的。

当然可能还有一些新的永动机设想类别,但基本上还是依托于前两者而导出,所以我们的主题还是在这两种上,当我们说到能量守恒定律时,我们大概能想到,在做功转化的过程中,能量是必然会被消耗的,也就是说,必须要依靠外部能量,才能有产出,他就想我们常说的巧妇难为无米之炊一样,没有米作为原料,我们是做不出“米饭”的,当然我们要说的问题不是要讨论如何在这种前提下做出无米之炊来,而是讨论一下,时间问题——这个被预制在永动机概念中,却很少作为对永动机批判和反思的理念。

我们大多数人可能没有意识到永动机的最大问题是不让机器在不消耗能量,或者在单一热量输入而不产生其他动力、功或者变化,而是永远在这种情况下动下去,这里最重要的问题是,带有时间意义的“永远”两个字,当我们说到永远时,我们大概能意识到我们陷入了一个时间困境,谁都不知道永远有多远。但我们这里可以简单分出几个关于永远的理解:

无始无终的永恒。

有始无终的永远。

永远,这个概念,在汉语中,往往带有如下词义:没有终点的持续。这就意味着当我们说道永远时,必然躲不过上述这两种类型,一种常见于哲学与宗教教义中,比如说到上帝的永恒,它往往使得这个词有两重意思,一种是在时间中的无始无终的永远,一种是在时间之外的没有所谓始终的非时间的永恒,在宗教概念中的永恒实际上会与现实产生矛盾,这一点我们暂时不论,就光看无始无终而言,在已知的可观测宇宙中,从宇宙诞生到宇宙灭亡,这个过程中的时间,实际上就是所谓的永远。而另一种是我们理解的永远,就是有始无终的永远,因为永动机这个概念,是从人类诞生以后才出现的,那么我们必然要面对的是,永动机在出现之前,没有他的历史性。

首先我们从第一个问题开始谈,就是所谓无始无终的永恒理念,这一点凡是了解物理学的人应该都不难理解,时间、空间概念,或者干脆就是时间、空间,其本身是在宇宙诞生“之时”,而开始出现的,也就是说,时间是在宇宙发展范畴之内的,这会带来一个问题:

假设有一个机器,它在宇宙诞生之时就开始动,开始做功,一直到宇宙灭亡,时间寂灭,他也没有停下来。它实际上和永动机共享了一种在时间范围内存在的共同表现形式,那么我们怎么知道,一个机器到底是不是永动机?

这个问题其实并不狡诈,但是在形式上我们确实无法进行有效分辨——从本体角度看,一个永动机当然应该是不消耗能量或者使用单一热量全部转化的,但它们始终在时间范围内,时间本身寂灭了,永动机自然也就停下来了,而且二类永动机要比一类永动机更早停下,因为有可能他的热源消失要比他早。他消耗完热源,自然就停了。但即便如此,也有可能在宇宙灭亡瞬间,一起停下来,那么在形式上我们永远也分辨不出一个机器,到底是运行时间够长,还是永动。

因为我们之前或许谈到过,一切对于本体论的理论研究与分析,终究还是认识论,也就是说,在本体上我们可以设想绝对不可能与绝对可能,然要认识他,反而更难,因为本体,在一定程度上,就像物自体一样,可能无法被认知,但可以被设想,要设想起来,只要把一个概念足够纯粹化,就够了,但认识他们,却总会陷入真理难题。

不妨让我们以鸡蛋为例,通常大家都会认真思考一个传统难题,就是到底先有蛋,还是先有鸡的问题——一些生物学家或者哲学家会信誓旦旦告诉我们先有鸡,另一些会告诉我们先有蛋。但我们应该明确知道,这个问题最根本的解法,不是在答案,而是在问题之上,其原因是,当我们讨论先有鸡还是先有蛋时,我们必然是已经预设了我们讨论的是鸡蛋和鸡的起源问题,然而在生物学角度看,鸡什么时候成为鸡实际上是一个难题,因为鸡不是一开始就凭空出现的,他们既然是卵生禽类,鸡就必然有祖先,其祖先在一段时间内也是卵生禽类,那么这个问题就诡异了,当我们问先有鸡还是先有鸡蛋时,我们其实是在问,第一只母鸡在从其概念尚不足以匹配母鸡范畴时,是否已经生了蛋,还是在他成了第一只母鸡,而不是母鸡前一种生物形态时,才有了她的蛋——所以这个问题实际上没有必然正确的回答,其结果是,必然会造成我们的思维混乱——我们可能会设想,一只鸡要孵蛋,如果先有蛋,那么谁来孵蛋——但这在生物进化角度,这个时间尺度上,完全不成为一个可明确辨析的问题——我们知道今天的人,和 10000 年前的人虽然都是人,但有很多差异,那么其结果是,在某段时间内,身体结构差异巨大的母鸡,都有可能是母鸡,但其卵生过程却有可能处于一个同样的漫长演化过程,甚至一个蛋在母鸡的演化过程中在什么时候可以称为一个鸡蛋,也不够明确。

所以时间问题不是一个简单的可以被忽视的问题,尤其是在永动机问题中,既然提到了永动,就不能不谈,这里我们不妨再谈谈这个问题,他会引导我们思考一个哲学议题,如果时间本身是永动机之永动的根本前提,那么即便永动机本身不需要消耗能量,或者只需单一热源即可全部转化为做功,那么逻辑上永动机应该被表述为一种在无限时间范围内不需要依靠任何能量一经启动就不会停止做功的机器,或者在无限时间范围内一经启动就不会停止的符合热力学第二定律的单一热源做功机器,那么至少在概念上,当我们谈论宇宙范围内的永动机时,我们说的永动机,不是永动机。

因为随着宇宙范围内时间的寂灭,他失去了在时间范围内的运动前提,也就不存在永远了。也就是说,即便我们说设想了一种永动机,那也不是我们可以接受的永动,而是在宇宙时间内的长期持续运动。

但上述还有一个问题,就是有始无终,即从发明永动机到宇宙中时间寂灭的永动,它实际上才是人类可能会制造出来的永动机——尽管物理学会否定,但不妨先这样设想,假设我们确实制造出了一个永动机,这个机器会有一个不能不给出的结构性前提:

该永动机于 xxxx 年,xx 月 xx 日启动。

这个结构实际上是给永动机带来了一个基本认知框架,即永动之永,被划给了永远,而不是永恒,因为一旦永动机成功制造出来,他们必然只能是人类的产物,必然的人类产物,就不是永恒之物,也不可能走出时间范围。

当然谈到时间我们可能还会想到很多问题,比如古希腊哲学家以及近代哲学家们可能认为宇宙的行星运动本身就是一个永动机式运动,但不是真的永动机,因为他们会预设神,作为一个第一推动者,这实际上指出了一个问题,就是人和上帝进行了同样的操作,人启动了永动机,上帝作为第一推动者,推动了宇宙的运动……但这样的话,也容易让神,进入时间领域,尽管这可能对它没啥影响。

现实是,永动机本身并不是描述机器的自然状态,而是表示一种可能,一种特性,因为当我们真的发明了永动时,我们应该能理解,把永动机用到生产上,既然如此,永动机基本上会存在一个现实状况,即,人可以启动它,也就可以停止它。这个问题倒是与时间无关,但当它不动的时候,永远在动这个概念,就不能与他的本体相配了。

当然谈到时间,很多人可能想到时间停止的问题,一般人可能羡慕这种能力,但实际上如果人本身在时间之内,我们应该不难理解,有能力停止时间的人,并不能重启时间。

这个问题倒是值得分析。

#时间