美國(guó)商務(wù)部專利與商標(biāo)局有一項(xiàng)禁令，不可以授予永動(dòng)機(jī)類申請(qǐng)以專利證書(shū)，這項(xiàng)禁令是在102年前就開(kāi)始的。事實(shí)上，很多國(guó)家都有類似的禁令，或在專利機(jī)構(gòu)，或在科學(xué)主管機(jī)構(gòu)，比如法國(guó)科學(xué)院早在1775年就宣布不再刊登永動(dòng)機(jī)的通訊論文。

為什么科學(xué)界會(huì)認(rèn)定，永動(dòng)機(jī)不可能造出來(lái)呢？

很久以前就有人對(duì)永動(dòng)機(jī)感興趣，甚至連達(dá)·芬奇都做過(guò)類似的工具。在中世紀(jì)，由于沒(méi)有煤炭、石油等現(xiàn)代燃料可供應(yīng)用，人們?cè)O(shè)計(jì)的永動(dòng)機(jī)大多是個(gè)純機(jī)械工具，比如在一個(gè)轉(zhuǎn)輪上設(shè)計(jì)不同長(zhǎng)度的懸臂，想讓轉(zhuǎn)輪一直轉(zhuǎn)下去，結(jié)果所有的工具最終都以失敗而告終。

之所以中世紀(jì)的人們會(huì)相信一個(gè)機(jī)械可以不靠外部能量和力量永久轉(zhuǎn)下去，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)熱力學(xué)第一定律尚未形成。在19世紀(jì)初，很多科學(xué)家都相信風(fēng)靡一時(shí)的“熱質(zhì)說(shuō)”，即把熱認(rèn)為是一種物質(zhì)，然而，“熱質(zhì)說(shuō)”卻無(wú)法解決很多熱力學(xué)中的關(guān)鍵性問(wèn)題。

通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)，英國(guó)物理學(xué)家焦耳最終證實(shí)了能量守恒定律，即今天人們所說(shuō)的熱力學(xué)第一定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而能量的總量保持不變。

在能量守恒定律下，機(jī)器不可能不靠任何能量來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)，而能量不可能憑空產(chǎn)生，不消耗能量的永動(dòng)機(jī)，自然不可能存在。而通過(guò)機(jī)械精巧設(shè)計(jì)，想讓機(jī)械能實(shí)現(xiàn)守恒，在地球上也是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)有摩擦，一部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以達(dá)·芬奇的永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)。人們將這一類永動(dòng)機(jī)稱為第一類永動(dòng)機(jī)，為什么叫“第一類”呢？因?yàn)檫€有第二類。

第二類永動(dòng)機(jī)看似是符合能量守恒定律的，有人設(shè)想，既然大自然中那么多能源，要知道，就連空氣中都是有氧元素的，可不可以實(shí)現(xiàn)將能源全部轉(zhuǎn)化，即制造出從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響的熱機(jī)。事實(shí)上，后來(lái)人們想出來(lái)的大部分永動(dòng)機(jī)，就是這種“第二類永動(dòng)機(jī)”。

第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，這一定律有很多表述方式，其補(bǔ)充了能量守恒定律，即能量轉(zhuǎn)化是有方向性的。德國(guó)物理學(xué)家的克勞修斯表述為“熱量不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體”，英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文表述則是“不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，大海里有的是氫元素和氧元素，但是想完全將其轉(zhuǎn)化為能量為人類所用是不可能的。換言之，內(nèi)能不可能在沒(méi)有任何損耗的情況下，全部變?yōu)闄C(jī)械能。