xiaopang - 2006-12-22 14:15:00
秦始皇陵墓里的“水银河”是怎么回事？
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秦代的科技探秘之一
秦始皇陵墓里的“水银河”是怎么回事 ？
王学理
提问：
（1）据说，秦始皇陵墓里有“水银河”，是真的吗？（2）“水银河”在流动，靠什么？
（3）现在还流动吗？
答曰：这是两千年前，中国人在做的一次“永动机”尝试。
质疑：这可是王学理首次提出的见解，该不是“物理考古”的胡说吧？
据《史记·秦始皇本纪》记载：陵墓内是“以水银为百川江河大海，机相灌输。”《汉书·楚元王传》刘向上书也有“水银为江海，黄金为凫雁。珍宝之藏，机械之变”的话。 秦始皇陵墓里“藏有水银”，长期来人们把它作为“天方夜谭”的一个故事来讲。而对它的可信度，就大打折扣了。至于“机相灌输”几个字是什么意思，不甚了了。翻拣古今人的著述，希冀给予阐释，但令人失望地都给“回避”掉了。根据本人有限的一点知识，经过长期的琢磨，我以为这里揭示了一个中国人思想火花的信息，确应值得重视。
“机”，在古代指的只能是机械，当然还不能同近现代以热能和电能为动力的机器相提并论。“灌输”是流灌、输送的意思。“相”的含义在这里至关重要，因为它把“机”同“输”联系了起来，而且在这里使两者发生一种“互动”的关系。是怎么个“互动”？这就很值得探索。
在秦始皇的地宫里，根据《史记》的记述，不但藏有大量的水银，而且还同江河大海一样地在流通。这是多么新奇的事！但生活常识告诉人们：水的流动要有“源”，靠落差。无源之水，仅靠短暂的外力，必然是一泄而止，还谈什么可“奇”！那么，既然为史严谨的司马迁这么写了，还唯恐后人不理解，还进一步揭示了“能动”的原因，所以就用了“机相灌输”四个字。
我们把这句话翻译过来，应该作这样的表述：在秦始皇陵墓里，以水银做成江河大海的样子。让机械推动水银流动，再使流动的水银河“灌”到原来的机械上。机械获得能量，又推动水银流动。如此周而复始地机械运动，就可以使水银河长流不息。
这个“机相灌输”的全过程，不就是“永动机”吗？
果真如此的话，人们不禁要问：秦始皇陵墓里的水银不是还在流动？那个“永动”的机械设施还在起作用吗？
不消耗任何能量，永不止息地作“功”，那倒是一件很便宜的事！12世纪的印度人，早就萌发了“永动机”的想法。经过伊斯兰世界，又传入西方。13世纪，法国有人最早拿出了“永动机”的设计方案。17世纪到18世纪，在英、法等国产业革命之后，随着机器大工业的建立和发展，围绕能源面临的困难，如何解决动力就成了迫在眉睫的现实。发明“永动机”为生产服务，成了科学家研究的追求。在物理学发达的西方，人们已在寻找这一捷径。不少科学家为之努力不懈，甚至花费了毕生的精力。从18世纪末起，到19世纪初，由机械能到热能的种种试验，可说是件件精妙。按研究者声称：这种永动机一旦运转起来，就不需要再提供能量，就能自动的不断地做功。但无情的事实是，一当停止了外界动能的供给时，这些“永动机”就永远地不动了。因此，法国科学院鉴于这种人力、物力、财力和时间上的浪费，不得不于1775年正式发表声明：从此以后，拒绝接收任何“永动机”设计的审查。
经过几百年，为什么连一台真正的“永动机”发明不出来？只有在1840年～1850年“热力学第一定律”发现并被科学界普遍承认之后，从理论上才正式宣判了利用机械能（即用力学方法）制造“永动机”是一种无结果的徒劳。因为它违背了能量守恒和转化这一科学真理。固然自然界的一切物质都具有能量，其能量也有多种形式，而且可以从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体。并在这转化和传递过程中，能量的总合保持不变。但物质运动，却是不可以随意创造和消灭的。而这第一类永动机的研究，恰恰是在唯心主义观点下进行的，自然免不了幻梦破灭的下场。
但是，梦想制造永动机的人们又在另辟蹊径。企图在不违反热力学第一定律的前提下，或许还能找到一个经济方便的办法。于是，想到海洋和大气蕴藏着取之不尽的能量。希望发明一种热机可以通过降低海水温度和气温，从这一巨大的物质系统中吸取热量，把它转换成有用的机械功。但是在1851年，英国物理学家开尔文通过大量的科学实验，从而提出了一个普遍原理。这就是：任何物质不可能从单一的热源吸取热量，并使之完全变为有用的功而不产生其它影响。这样一来，从理论上也否定了第二类永动机成功的可能性。因为第二类永动机虽然不违背热力学第一定律，给机器提供的能量是来自单一和均匀的热源（海洋、大气层），但在设计热力循环发动机的过程时，都要让热能从低温物体传到髙温物体，或让热能百分之百地转成机械能，这实际上也就违背了热力学第二定律——自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆转的。
恩格斯在《自然辩证法》一书中写道：“一种运动，如果它失去了使自己转变为它所应当具有的各种不同形式的能力，那么即使它还具有潜力，但是不再具有活动力了，因而它部分地就被消灭了。”本来，违背热力学第一定律——能量守恒定律——的第一类永动机和违犯热力学第二定律的第二类永动机，已被科学家彻底所否定，经典作家也作了理论的总结。但是，在科学道路上仍有一些不科学的痴迷者。
中国科学院生物物理研究所的徐业林，就大胆地提出过“能量循环”的所谓“新概念”。即：可以造出一种热机从能量空间的两个热源（几何空间的单一热源）获得能量，使之完全变成有用功而不产生其他影响，以无限止、不衰减地循环使用能力。据《光明日报》1988年9月20日的报道称：徐业林于1986年5月首次制成了一种从温室环境中获得能量并把它转化为电能的实验装置。其带动的检流计，已连续工作了两年零四个月。因此，这一科学实验被认为既具有理论意义，也有重大价值。可见徐业林做出的第二类永动机的成果，无疑地是对热力学第二定律所断言的一个冲击。1986年，他在《潜科学杂志》上首次宣布了这一发明。1988年，又由科学出版社出版了专著《从单一温室环境获得能量的实验与研究》。《光明日报》于2000年3月29日，刊文《巧用环境中能量不需光照能发电的二极管制成》，详细报道了这一发明。随后，《光明日报》于2004年12月2日在头版又刊文《无偏二极管有望开辟新的能源出路》，称：无偏二极管在不需要外加任何能源的条件下，只要环境温度髙于负273℃，该器件就能奇迹般地输出直流电流，是一种取之不尽、完全没有污染的新型能源。
尽管徐业林说“无偏二极管”从环境吸收热量后，半导体中的电子能自发形成电流。电流流过负载电阻，电阻发热，热量散发到环境中。通过环境，再还给二极管。如此循环，二极管就能从环境中吸收热量而持续输出能量。这种要“从单一室温环境获得能量”的所谓“巧用循环”，正如方舟子揭示的那样：违反了热力学第二定律——自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。那么，要从单一和均匀的热源（如海洋、大气层）吸收能量实现循环是不可能的。所以，“无偏二极管”实际就是违反热力学第二定律的第二类永动机[7]。
在科学定律没有发现之前，制造“永动机”曾是近代迷人的一种追求。因为其违背物理学原理而无法制成的认识，也是后有的。我们撇开这些前提条件，总应该承认始皇陵墓内的水银河靠“机相灌输”是制造“永动机”的一次实践。尽管它不可避免地最终要停止“灌输”，但在流动的那段时间里，毕竟体现了江河大海的生机。而这“机相灌输”式的“永动机”，显然是第一类永动机。恐怕当时人也意识到难于持久的循环，就需要外界提供能量。其办法，无论是像机械钟表一样的发条，或重摆般的动能，也毕竟曾使水银河发生了流动。我们不能用现代的科学知识苛求古人，但设身处地的站在历史潮头想一想：这种早熟的想法和精奇的设计，确是难能可贵的一种“发明”。远在两千多年前的中国人力图制造永动机，这一思想和智慧的火花，怎么也应予以肯定。但如果今天仍然有人步失败历史者的后尘、再造什么花样万变的“永动机”，那无疑是一种悲哀了。
［说明：我在1994年出版的《秦始皇陵研究》第二章《丽山园》注17中，引用了《光明日报》1988年9月20日对徐业林的实验报道。此次改稿，据方舟子文再作了补充。］
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