当前位置: 旋转机 >> 旋转机前景 >> 9个挑战物理学的发明
物理是惊人的!它从本质上解释了整个宇宙如何运作,并帮助我们发展批判性思维和解决问题的能力。从最小的亚原子粒子(subatomicparticles)到最大的星系,我们周围的一切都通过我们已知的物理定律完美地运转。
但是我们当中有很多好奇的人继续挑战这些支配宇宙的定律并试图建立一些违反物理学的东西。虽然绕过物理定律是不可能的,但找出打破这些定律的方法常常有助于了解宇宙的新知识。这里有9个这样的物体/设备,让我们质疑我们所知道的物理!
1永久运动(perpetualmotion)跷跷板-连续运动的概念
永久运动一词是指一种永无休止的运动或一种永不停止的运动。长期以来,永动机一直是科学家们的梦想,如果可能的话,它将推翻热力学第二定律。
永久运动跷跷板是一个概念,两个高尔夫球和一个设计好的结构被用来创造重复的跷跷板运动。球从左到右的连续运动引起结构质心的变化,从而产生振动运动,不需要任何外界影响。
虽然这个想法看起来似乎是合理的,可以让你认为这台机器可以解决世界上的能源问题,但实际情况却大不相同!这台令人难以置信的机器显然违反了“功能原理”(Work-EnergyPrinciple),即在系统上所做的功等于能量的变化量。
在这种情况下,所做的净功为零,这对于像永动机这样的封闭系统来说是不可能的。很明显,我们使用了一些外部能量输入,可能是放置在桌子下面的磁铁的形式,这些磁铁起到了提供振动运动的作用。
2.冈布茨(Gmbc)——纠正自己的物体
如果一个物体没有大脑,它会自动调整自己,让自己停留在一个单一的位置,这种想法只会让你挠头。经常被描述为不应该存在的对象的冈布茨就是这样一个对象,是同类中唯一的一个。
它是世界上唯一的人造物体,无论你如何保持它在地面上,它都能自我修正。尽管冈布茨的想法是由V.IArnold在年提出的。但,作为一个真正的物体,是在年由两名来自匈牙利的工程师彼得·瓦尔科尼(PeterVarkonyi)和达博尔·多莫科斯(DaborDomokos)制造的。
冈布茨本质上是一个凸面三维均质体,当它处于平面上时,只有一个稳定的和一个不稳定的平衡点。冈布茨的密度和重量始终保持一致,它的移动和权利本身只是因为它的形状。
3.向上流动的喷泉
这座上坡喷泉是由著名的詹姆斯·戴森(JamesDyson)发明的,他也是发明真空机器的人。年,他在英格兰的切尔西花园展览上建造了一座建筑,在那里可以看到水沿着斜坡向上流动。当水流违背重力定律时,这种违反物理原理的论证引起了许多人的注意。
然而,秘密在于他用压缩空气把水抽上来。两层塑料之间的加压水和一层向下流动的水创造了水自然向上流动的完美假象。事实证明,这不过是又一个干扰物理学的魔术罢了。
4.一边防弹的玻璃——保护和射击同时进行
正如它的名字所示,这种单向玻璃具有这样的特性:一面可以保持防弹,另一面却可以让子弹穿过。虽然军用车辆上使用的普通防弹玻璃可以防止人被子弹击中,但它也削弱了人从内部向敌人射击的能力。
乍一看,这种令人难以置信的玻璃似乎违反了物理定律,但事实并非如此!我们熟悉的普通防弹玻璃是由一层聚碳酸酯热塑性塑料在普通玻璃层之间构成的。这给了玻璃以力量,使子弹很难从两边穿过。
然而,单向防弹玻璃有一层既硬又软的弹性层。当外面射出的子弹击中玻璃时,坚硬的那层会变平并减慢子弹的速度,然后子弹就会停止撞击柔软的那层。但当子弹从另一侧射入玻璃时,它很容易穿过软层,而柔性软层会对硬层产生应力。这使外层裂开,使子弹很容易通过。
5.蓝锆石(Starlite)——隐藏起来的神奇物质
蓝锆石是一种神奇的物质,于年通过BBC的一个电视节目首次被引入。它是由莫里斯·沃德(MauriceWard)发明的一种塑料材料,具有坚固、无毒、耐热的特性。
这种材料的神奇之处在于,它能承受很大的热量,保护内部的一切。这一特性可以通过在鸡蛋表面涂上蓝锆石来演示几分钟。鸡蛋壳不仅吸收了大量的热量,而且当蛋壳裂开时,鸡蛋完全是生的。莫里斯从来没有分享过他创造这种潜在物质的秘方,他担心这种物质可能会被逆转。在许多应用程序中,他的发现具有巨大的潜力。然而,他在年去世,没有申请专利或将他的发明商业化。
如何创建蓝锆石的方法尚不清楚。然而,在《国际防务评论》上发表的一篇文章提到,星辉石是由多种聚合物和共聚物混合而成,共含有21种有机和无机添加剂,如硼酸盐、陶瓷和其他特殊的屏障成分。尽管开发蓝锆石的公式可能已经随着沃德的去世而被埋葬,但人们已经多次尝试复制这种神奇材料的特性。例如,加拿大发明家特洛伊胡图比(TroyHurtubise)开发了他自己的耐热材料firepaste。
6.一直旋转的陀螺
还记得演员莱昂纳多·迪卡普里奥在电影《盗梦空间》中用来辨别自己是在做梦还是在醒着的陀螺吗?一个陀螺不停地旋转意味着他在一个梦想的世界里,当它停止时,他实际上在现实世界里。但是,如果真的有一个不停旋转的、真实工作的陀螺呢?一个陀螺有可能挑战物理定律并持续旋转吗?
好吧,一家玩具制造公司肯定是想让你相信,通过他们神奇的陀螺叫做“地狱”(LIMBO)。这种令人难以置信的陀螺一开始肯定会让你迷惑不解,因为它几乎无休止地旋转着。事实上,世界纪录保持者是吉尼斯世界纪录上最长的机械旋转陀螺。它的世界纪录的准确时间是27小时9分24秒。
但如果你认为顶尖大学已经成功地挑战了物理学,那你就错了!“地狱”的秘密就在机壳里,机壳里有一个特殊的非对称飞轮电机,一个高端的运动传感器,一个可充电电池和一个先进的芯片系统,它可以持续监测顶部的稳定性,并在每秒钟应用几十个运动修正来保持陀螺旋转。
7.EMDrive-美国宇航局的“不可能”太空推进器
EmDrive是美国国家航空和宇宙航行局(NASA)为实现人类无能量的终极梦想,而研发的一款备受争议的引擎。最初由英国科学家罗杰·肖耶(RogerShawyer)在21世纪初开发的EmDrive引擎不使用任何燃料就能产生推力。
EmDrive的主要概念是通过一个金属锥来聚焦微波,这个锥可以转换成推力,无需任何燃料就能推动宇宙飞船前进。然而,这一观点违反了牛顿的第三运动定律。牛顿第三运动定律指出,对于每一个动作,都有一个相等的和相反的反应。
在EmDrive的例子中,第三定律没有发挥作用,这是不可思议的,因为这些定律完美地统治了我们的宇宙。然而,NASA去年公布了他们对该装置的实验室测试,在他们的实验中探测到了某种程度的推力。
但NASA的说法很快就被德国科学家接受了测试,他们建造了自己的EmDrive,并在真空室中进行了测试。研究人员发现,“推力”显然不是来自微波腔,而是更有可能是由于供电电缆的磁力作用。
8.维拉德(Villard)的轮子——一个永不停歇的轮子
年,法国建筑师维拉德德奥内库尔(VillarddeHonnecourt)首次引进了维拉德轮子。维拉德的轮子是在实际中用来显示永动机的机器的垫脚石之一。
维拉德轮子从理论上讲,维拉德的车轮应该是一个没有停顿或停止的持续运动的车轮。这样的发明将会是一个重大的科学突破,当然,将一些重要的物理定律扔进垃圾箱。
维拉德的轮子是由一个超平衡的轮子组成,上面装有铰链的锤子。锤子的数量应该是奇数,且两个锤子之间的间距相等。这个产品应该在锤子的帮助下持续旋转车轮,但显然它没有!轮子并没有连续的运动,而且每次锤子移动时都会观察到向后的运动,这不是维拉德想要的。从那时起,已经有许多尝试去创造这样一个永动机轮子尝试不同的设计和材料。
9.响尾蛇(TheRattleback)——外星人的东西
响尾蛇是一个半椭圆形的物体,它的轴只能向一个方向转动,顺时针或逆时针。响尾蛇的运动取决于它的设计,它工作时需要一定的地面摩擦力。
响尾蛇只能向一个方向旋转,如果向相反的方向旋转,它会在稍微停下来后自动调整自己。乍一看,这个半椭球面似乎违反了角动量守恒定律,但事实并非如此。
有些响尾蛇在向任何方向旋转时就会改变运动方向。这些特征在一段时间内引起了许多人的好奇。年,戴维·汤伯(DavidTombe)发表了一篇文章,解释了它背后的科学原理,那就是我们都知道的力的相互作用——惯性、重力和摩擦。
尽管这些被设计来挑战物理定律的物体总是失败的,但它们有一个共同点——挑战我们自己的科学概念和探索未知的渴望!这个想法往往会带来突破性的创新,这些创新可能不会违反物理学,但确实违背了我们看待周围事物的惯常方式。