都知道不存在永动机，那么分子为什么可以一直做无规则运动？
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永动机 ， 或许是一个永远不会过去的话题 。
科学早已告诉我们 ， 永动机并不存在 ， 但很多人都有这样的疑问：既然永动机不存在 ， 那么为何宇宙万物都在不停地运动呢？为什么分子可以一直做无规则运动呢？
首先 ， 我们要明白永动机的定义 。 永动机 ， 并不是字面意思 ， 并不是“永远不停转动的机器” ， 而是“不需要外部能量输入或者只需要初始能量就可以不断做功的机器”（第一类永动机） 。
永动机的关键不在于“涌动” ， 而在于“做功” 。
通常情况下 ， 永动机可以分为两种 。
先看第一类永动机 ， 不需要外部能量输入就可以永远对外做功 。 它违反了能量守恒定律 。 能量不会凭空产生 ， 当然也不会凭空消失 ， 只能是能量形式的转换 ， 或者物体时间的转换 ， 比如说热能转换成动能 ， 或者你用热水袋取暖 ， 热能就从热水袋传递给你 。
整个过程 ， 总能量是不变的 。
还有第二类永动机 ， 从单一热源吸热 ， 同时不间断地做功的永动机被称为“第二类永动机” 。 这种永动机并没有违反能量守恒定律 ， 但未然了热力学第二定律 。 机械能可以转换成内能 ， 但内能不可能全部转换成机械能而不引起其他变化 。
说了这么多永动机的事情 ， 现在回过头来解释一下为什么分子可以一直做无规则运动 。
分子的无规则运动 ， 也叫“布朗运动” ， 是1826年英国植物学家布朗发现的 。
之所以分子会一直做无规则运动 ， 主要是因为分子都具有能量 ， 单个分子运动规律遵循力学规律 ， 多个分子运动规律遵循统计规律 ， 是没有规则的 。
比仅仅是分子 ， 宇宙万物都有能量 ， 只是大小不同而已 ， 而且微观世界的粒子携带的能量很难被我们发现 。 理论上只有绝对零度的环境中才不存在能量 。 但绝对零度仅仅是理论上的温度最低值 ， 不可能达到 ， 就像我们永远达不到光速一样 。
所以 ， 分子等微观粒子的无规则运动 ， 与永动机没有任何关系 ， 两个完全不是同等概念 。
不仅仅是分子 ， 在更小的微观领域 ， 原子 ， 原子核 ， 电子等微观粒子都在不停地运动中 ， 它们都带有能量 。
同时 ， 量子微观世界的不确定性也注定了任何微观粒子都必须不停地运动 ， 它们的位置和速度都是不确定的 ， 但位置和速度不确定性乘积必须大于等于一个常数 。
也就是说 ， 微观粒子的速度不能确定下来（不能为零） ， 必须一定运动 。
最后有必要补充一点 ， 能量守恒定律表明 ， 能量不会凭空产生 ， 也不会凭空消失 。 其实这里有一个“例外”：那就是真空中的虚粒子对可以“凭空”衍生出来 ， 看起来好像违背了能量守恒定律 。
其实不然 。 虚粒子对在真空中凭空出现 ， 时间非常短 ， 瞬间就会消失 ， 把能量“还给”真空 ， 整体能量依旧保持守恒 。
【都知道不存在永动机，那么分子为什么可以一直做无规则运动？】这在量子世界是被允许的 ， 只要时间足够短 ， 就可以发生 。 这也表明了时间和能量的不确定性 ， 两者的乘积同样必须大于一个常数（如上图） 。
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