首先，地球肯定不是永動(dòng)機(jī)，而且這個(gè)世界上也根本不存在永動(dòng)機(jī)，關(guān)于這點(diǎn)早在幾百年前在科學(xué)界就已經(jīng)成定論了，世界各大權(quán)威科學(xué)結(jié)構(gòu)也早就不受理任何關(guān)于永動(dòng)機(jī)的專(zhuān)利申請(qǐng)了。

當(dāng)然，如果你非要以一種科幻甚至玄幻的思想質(zhì)疑我的觀(guān)點(diǎn)，認(rèn)為永動(dòng)機(jī)可能存在，那又是另一回事了。基礎(chǔ)科普工作必須以基本的科學(xué)事實(shí)為依據(jù)，這是最起碼的要求，這也是為什么科普總是不那么討人喜歡，因?yàn)樗偸秋@得很鼓噪乏味，看起來(lái)沒(méi)有什么新的創(chuàng)意。

但是沒(méi)有辦法，畢竟咱也不是專(zhuān)業(yè)的科學(xué)家，只是科普推廣者。雖說(shuō)如此，在科普的同時(shí)，我也盡可能提出一下我的大膽設(shè)想，開(kāi)拓大家的思維，這這方面肯定不是重點(diǎn)。

有點(diǎn)跑題了，言歸正傳。我們先來(lái)看看永動(dòng)機(jī)為什么不存在。

首先，什么是永動(dòng)機(jī)？永動(dòng)機(jī)的概念并不能從字面理解，也就是說(shuō)，永動(dòng)機(jī)并不是“永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)器”。永動(dòng)機(jī)可以分為兩類(lèi)，而一般情況下我們所說(shuō)的永動(dòng)機(jī)指的是第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)，也就是“不依賴(lài)外部能量輸入，就可以持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器”。

可以看出，永動(dòng)機(jī)與運(yùn)動(dòng)并沒(méi)有直接關(guān)系，最關(guān)鍵的一點(diǎn)在于“做功”。

第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，也就是熱力學(xué)第一定律，所以是不可能存在的，除非你推翻了能量守恒定律，否則永動(dòng)機(jī)永遠(yuǎn)不可能存在。

不過(guò)在科學(xué)家提出能量守恒定律之前，很多人都熱衷于永動(dòng)機(jī)的研究，其中不乏一些專(zhuān)業(yè)人士，尤其是在蒸汽機(jī)出現(xiàn)之后，人們對(duì)永動(dòng)機(jī)的熱度一下高漲起來(lái)。

為什么會(huì)這樣？其實(shí)很簡(jiǎn)單，蒸汽機(jī)確實(shí)是個(gè)好東西，但也有一點(diǎn)“不好”，蒸汽機(jī)需要不斷輸入能源才能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去，而能源并不太容易獲取，如果能發(fā)明一種不依靠外部能源就能讓蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)器，簡(jiǎn)直太完美了。

于是人們開(kāi)始想盡各種辦法試圖設(shè)計(jì)出某種永動(dòng)機(jī)，比如說(shuō)“魔輪”，還有“磁鐵永動(dòng)機(jī)”，但后來(lái)都被證明是不可能的。

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，尤其是熱力學(xué)定律出現(xiàn)之后，人們對(duì)永動(dòng)機(jī)的熱度銳減，也終于明白了永動(dòng)機(jī)是不可能存在的，永動(dòng)機(jī)就像是我們總想“不勞而獲”，那是不可能的。

說(shuō)完了第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)，下面一起了解一下第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)。

在第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)被否定之后，有些人并不死心，試圖通過(guò)其他方式制造出永動(dòng)機(jī)。有人就這樣設(shè)想，能否設(shè)計(jì)出這樣的裝置，可以不斷從海洋，大氣甚至宇宙中吸取熱能，然后把熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

這其實(shí)就是第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)，指的是“從單一熱源吸熱使其完全變?yōu)橛杏霉?，而不產(chǎn)生其他影響！”

這類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，也就是“不可能從單一熱源吸熱使其轉(zhuǎn)化為有用功而不纏身其他影響”。該定律除了上面的表述方式之外，還有其他兩種表述方式，分別是：

第一，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體。

第二，在一個(gè)孤立的系統(tǒng)里，系統(tǒng)的熵不會(huì)減小，只能保持不變或者變大。熵是衡量物體混亂程度的物理量，熵越大代表越混亂，越小代表越有序。其實(shí)這就是熵增原理，在一個(gè)孤立的系統(tǒng)里，理論熵可以保持不變，但那只是完美情況，實(shí)際上熵只會(huì)變大，也就是宇宙會(huì)無(wú)情地走向混亂，而且這個(gè)過(guò)程是不可逆的。

如果你想制造出第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)，就需要推翻熱力學(xué)第二定律，推翻“熵增原理”，否則就不要想了。

了解了這么多永動(dòng)機(jī)的概念，下面再來(lái)看看地球?yàn)楹文芤恢鞭D(zhuǎn)動(dòng)幾十億年。

其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是因?yàn)閮蓚€(gè)字：慣性！

牛頓運(yùn)動(dòng)定律告訴我們，運(yùn)動(dòng)并不一定需要力的作用，因?yàn)?strong>力并不是運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。在沒(méi)有受到外力作用時(shí)，物體會(huì)保持兩種狀態(tài)，靜止或者勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這就是物體的慣性。

當(dāng)然，地球的狀態(tài)既不是靜止，也不是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但可以近似看做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榈厍蛟谔?yáng)引力與自身離心力的作用下，受到的合力相當(dāng)于零，所以地球的轉(zhuǎn)動(dòng)只是一種慣性作用。

慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，是物體的固有屬性，所以慣性會(huì)一直存在。正因?yàn)榈厍蜣D(zhuǎn)動(dòng)的慣性一直存在，所以能夠一直保持幾十億年之久。

在地球轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，除了太陽(yáng)引力和自身離心力之外，幾乎不會(huì)受到任何其他力的作用，太空中幾乎沒(méi)有任何物質(zhì)，地球的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)受到任何摩擦力的影響，所以轉(zhuǎn)動(dòng)的速度受影響很小。當(dāng)然月球的潮汐引力的確會(huì)影響地球的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，這又是另一話(huà)題了，與慣性無(wú)關(guān)。

所以，只要地球誕生的時(shí)候在轉(zhuǎn)動(dòng)，就會(huì)一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去，直到有外力作用讓地球停下來(lái)，否則在慣性的作用會(huì)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。

于是，問(wèn)題就變成了：地球誕生的時(shí)候，為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？

答案是：地球的轉(zhuǎn)動(dòng)是“娘胎里帶的”，也就是來(lái)自太陽(yáng)，太陽(yáng)誕生的過(guò)程就一直在轉(zhuǎn)動(dòng)，地球只是繼承了太陽(yáng)的部分角動(dòng)量罷了。

那么，太陽(yáng)誕生之初為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？答案藏在萬(wàn)有引力里面。

我們都知道，牛頓早在三百多年前就提出了萬(wàn)有引力定律，揭示了萬(wàn)物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，萬(wàn)物之間都受到萬(wàn)有引力的支配，當(dāng)然包括太陽(yáng)在內(nèi)的恒星也是如此。

太陽(yáng)就是在萬(wàn)有引力的作用下誕生的，具體來(lái)講是這樣的。

太陽(yáng)誕生之前，宇宙中早就充滿(mǎn)了大量星際塵埃和氣體云分子，也就是星際云，這些星際云基本都是原始恒星死亡之后的殘留物，其中大部分都是由氫和氦組成的。

宇宙大爆炸之后，就開(kāi)始不斷冷卻。在冷卻的過(guò)程中，浩瀚的宇宙空間每個(gè)區(qū)域的溫度密度不可能完全一樣。而某個(gè)區(qū)域，密度和溫度會(huì)更高，引力也通常會(huì)更強(qiáng)，于是在萬(wàn)有引力的作用下，會(huì)吸引周?chē)嗟男请H云聚集過(guò)來(lái)。

隨著星際云不斷聚集，質(zhì)量開(kāi)始越來(lái)越大，引力會(huì)繼續(xù)變大，進(jìn)而吸引更多的星際云。結(jié)果就像滾雪球那樣，星際云團(tuán)不斷變大，到了某個(gè)臨界點(diǎn)，星際云核心溫度和壓強(qiáng)足夠高，于是就會(huì)引發(fā)宇宙中的大事件，核聚變，也宣告一顆新的恒星誕生了。

而在星際云不斷向內(nèi)聚集的過(guò)程中，一切都不是平靜發(fā)生的，而是充滿(mǎn)了各種碰撞，摩擦，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的高能射線(xiàn)，異常明亮，這實(shí)際上就是吸積盤(pán)，每個(gè)恒星誕生的過(guò)程幾乎都會(huì)形成一個(gè)龐大的吸積盤(pán)。

在吸積盤(pán)形成的過(guò)程中，由于星際云之間不斷的碰撞，摩擦，再加上受到的引力大小并不一樣，就會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)最終會(huì)越來(lái)越快，由內(nèi)而外形成巨大的吸積盤(pán)，最中心的位置旋轉(zhuǎn)速度最快，邊緣的位置旋轉(zhuǎn)速度最慢。

太陽(yáng)的形成過(guò)程并不是一蹴而就的，而是一個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的過(guò)程。當(dāng)然，太陽(yáng)誕生之后，會(huì)花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間“打掃現(xiàn)場(chǎng)”。太陽(yáng)剛誕生時(shí)，太陽(yáng)系其實(shí)是相當(dāng)狂暴的，幾乎只有龐大的吸積盤(pán)。

然后太陽(yáng)開(kāi)始憑借強(qiáng)大的影響力一點(diǎn)點(diǎn)塑造出井然有序的太陽(yáng)系。在引力的作用下，吸積盤(pán)外圍的邊角料也開(kāi)始聚集在一起，形成了如今我們看到的八大行星，矮行星還有各種小型天體，包括我們的地球。

可以看出，對(duì)于地球來(lái)講，太陽(yáng)就是“母親”，地球就是太陽(yáng)“生”出來(lái)的。根據(jù)角動(dòng)量守恒定律，地球當(dāng)然也會(huì)繼承太陽(yáng)的部分角動(dòng)量，從一開(kāi)始就會(huì)自轉(zhuǎn)。

如何理解角動(dòng)量守恒定律？具體的公式描述就不講了，舉個(gè)例子就明白了。很多人看過(guò)花樣滑冰運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員通常都會(huì)用自轉(zhuǎn)展示自己高超的技術(shù)。而在自轉(zhuǎn)時(shí)，通常會(huì)先張開(kāi)雙臂用力旋轉(zhuǎn)，然后收緊雙臂，自轉(zhuǎn)速度自然就會(huì)變大，利用的原理就是角動(dòng)量守恒。

不僅僅是地球，太陽(yáng)系其他七大行星的自轉(zhuǎn)也都是“娘胎里”帶的，都是天生的，之后也都是憑借慣性一直轉(zhuǎn)動(dòng)到今天。

這也是為什么地球的公轉(zhuǎn)方向與太陽(yáng)自轉(zhuǎn)方向一直，而自轉(zhuǎn)也公轉(zhuǎn)方向也是一直的。從太陽(yáng)的北極方向來(lái)看，太陽(yáng)系八大行星的公轉(zhuǎn)方向都是逆時(shí)針，自轉(zhuǎn)方向也基本都是逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)然，除了天生的因素，后天也會(huì)影響到太陽(yáng)系八大行星的轉(zhuǎn)動(dòng)屬性。在后天的數(shù)十億年的漫長(zhǎng)歷史里，各種碰撞等宇宙事件不可避免，而在碰撞的過(guò)程中就可能改變行星的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

這也是為什么如今太陽(yáng)系八大行星的自轉(zhuǎn)其實(shí)都不太正常，地球的自轉(zhuǎn)軸就有一定角度的傾斜，但傾斜角度并不大，像天王星的自轉(zhuǎn)軸傾斜角度甚至達(dá)到了98度，幾乎可說(shuō)是躺著轉(zhuǎn)動(dòng)的。

而金星則更邪門(mén)，自轉(zhuǎn)方向與其他所有行星的自轉(zhuǎn)方向相反。這些異?，F(xiàn)象其實(shí)都是受到了撞擊的影響。地球在誕生初期受到了一顆火星大小的小行星撞擊，撞擊后的碎片形成了月球，而這次撞擊也大大改變了地球的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，當(dāng)同時(shí)也帶來(lái)了意想不到的效果，月球穩(wěn)定了地球的自轉(zhuǎn)軸，讓地球的氣候更加穩(wěn)定，擁有了春夏秋冬四個(gè)季節(jié)。

所以，地球的自轉(zhuǎn)不但與所謂的永動(dòng)機(jī)沒(méi)有任何關(guān)系，而且從誕生之初就開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)了，在慣性的作用下一直轉(zhuǎn)動(dòng)到今天，而且還會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。

那么，地球會(huì)不會(huì)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去呢？

當(dāng)然不會(huì)，即使地球不會(huì)滅亡，也不會(huì)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。你可能會(huì)質(zhì)疑：剛剛你不是說(shuō)慣性會(huì)一直存在嗎？

確實(shí)，慣性會(huì)一直存在，但慣性并不僅僅表現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)一方面，你在那里一動(dòng)不動(dòng)也可以是因?yàn)閼T性。

地球的轉(zhuǎn)動(dòng)有兩種，圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。隨著時(shí)間推移，地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)速度都會(huì)變得越來(lái)越慢，只不過(guò)變慢的速度非常有限，以人類(lèi)短暫的壽命不可能感受到，甚至整個(gè)人類(lèi)文明史也很難感受到這種變化。

為什么地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)都在變慢呢？

地球公轉(zhuǎn)速度變慢是因?yàn)樘?yáng)，太陽(yáng)燃料過(guò)程中不斷消耗燃料，質(zhì)量會(huì)慢慢變小，對(duì)地球的引力當(dāng)然也會(huì)變小，這就會(huì)導(dǎo)致地球公轉(zhuǎn)軌道外移，地球漸漸遠(yuǎn)離太陽(yáng)，公轉(zhuǎn)速度就會(huì)變慢。

而地球自轉(zhuǎn)速度變慢主要是因?yàn)樵虑?，?zhǔn)確來(lái)講是因?yàn)樵虑虻?strong>潮汐引力作用。這種潮汐引力作用是雙向的，月球在潮汐引力的作用下被鎖定了，其中一面永遠(yuǎn)朝向地球，另一面永遠(yuǎn)背對(duì)地球。

同時(shí)，潮汐引力作用也會(huì)拉拽著地球，讓地球自轉(zhuǎn)速度變慢，這意味著地球上的一天時(shí)間會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)。

事實(shí)上也正是如此，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，大約每一百年時(shí)間，地球自轉(zhuǎn)就會(huì)慢1.6毫秒，看起來(lái)時(shí)間很短，但時(shí)間長(zhǎng)了，累積起來(lái)就非常明顯了。比如說(shuō)，恐龍時(shí)期的地球一天時(shí)間大約只有23.5小時(shí)。當(dāng)然，以目前人類(lèi)短暫的文明史來(lái)看，我們也不必在于地球自轉(zhuǎn)會(huì)變慢，畢竟那對(duì)我們的影響非常有限。