基本介紹
- 中文名：第四類永動機
- 外文名：無
- 解釋：不是機械
- 定義：某類特需的有序結構的物質
- 現狀：還處於爭議中
- 實驗現狀：三個實驗設計，未能做成實驗
簡介,觀點,理論研究,討論,論證,
簡介
首先第四類永動機不是機械，機械不可能製造永動機，第四類永動機是某類特需的有序結構的物質。
現代科學界認為孤立系統自發熵減與熱力學第二定律是完全矛盾的，第四類永動機比前幾類永動機更顯荒謬。但是有科幻狂想家對熵的概念進行了拓展，認為熵是相對微觀機率取向而然的。現代科學指的熵都是對極端無序機率取向而然，而其實隨著納米技術的發展，微觀機率取向在未來或許可以被人類任意改變。證據是現在發現很多物質偏離了熵最大值，其實就是微觀機率取向有序的結果。如果人類可以改變微觀機率取向，物質的熱力學規律將不再受統計學的完全制約，可以利用納米技術製造出有序結構的單向半透膜，讓氣體自發有序地從一端流入一端流出。該機制未違背熱力學第二定律，根據對熵概念的拓展，單向透膜熵減的每個環節對於發生作用的表面都是熵增的，只是對這個表面的熵增確是對另一個表面的熵減，總系統消除掉了熵的最高值，形成動態平衡，永無止境的鬥爭，然後人類可以從這個環節吸取熵減（有序/負熵流）。
要了解物質的微觀機率取向。首先要了解功是什麼，及其與功有關的很多物理量。功等於力和力在力的方向上通過的位移的乘積。物體所受的壓力與受力面積之比叫做壓強。速度在數值上等於單位時間通過的路程。氣體膨脹對外界做功的公式W=PV。理想氣體的狀態方程PV=n·R·T。有變形式P=n/V·R·T。從變形式P=n/V·R·T和氣體膨脹對外界做功公式W=PV中，表明了在體積為V1一定時，氣體做功有兩個變數。有W=P·V1=n/V·R·T·V1。一個變數是濃度n/V，另一個變數是溫度T。也就是說濃度和溫度中，其中一個變化了都會引起功的變化。V1代表的物理意義是受力面積和在力的方向發生的位移的乘積。很明顯：熱力學第二定律描述的是溫度T，物質的微觀機率取向描述的是濃度n/V。熱力學第二定律的產生受熱機的影響非常的大，熱機是利用溫度進行的熱能轉化，熱機利用的溫度要高於環境的溫度，熱傳遞不利於熱能的轉化。空壓機在給氣體加壓完成後，溫度不在變化後，氣壓剪再利用濃度n/V進行熱能的轉化，利用氣壓、做功，它的氣壓降低、溫度降低，熱傳遞有利於熱能的轉化。理想物質的狀態方程只能說明問題。在現實中，因為不能很好的測量濃度、溫度和體積，且它們一直在變化。所以一般不用公式W=n/V·R·T·S·L來進行做功的計算。對於做功的計算，一般是利用能量轉化來計算的。有等式：W=n/V·R·T·S·L=UIt=egh·S·v·t。
觀點
宇宙微觀是離散的，在離散空間物質不可能達到最大值。如果把離散空間的信息收集，使收集器熵減而被收集物熵增，宇宙對未來的選擇又會自動帶入新信息補充流失的信息，使熵減。從而收集器獲得額外的熵減，被收集物的熵亦未增加。
時間與熵無關，自發熵減不會引起時間倒流。首先，在沒有未打破熵增規律的範疇之下，熵的方向是時間方向，但是，熵增的快慢與時間的快慢無關，該等式應寫為 熵的方向+默認未打破統計學規律=時間方向，而某些自作主張的科學家直接把加號後的元素忽略掉了。顯然熵的方向與時間方向一致是數學問題，而並非被宇宙的本質原理綁架著的問題。所以自發熵減引起時間倒流是個偽命題，不能作為永動機不存在的證據。
總之越接近微觀離散，統計學規律就越有可能被打破，越巨觀就越難打破。可以通過納米技術把有序微觀結構整合成巨觀材料，成為能讓氣體有序做功的材料。
熱力學第二定律是有條件的。如果熱力學第二定律沒有條件，那么它就像萬能鑰匙一樣，能解釋所有的現象。熱力學第二定律描述的能量轉化的條件有：1一定要具有溫度差。2熱能轉化為機械能。3它的壓強產生是因為物質的平均動能等。改變物質的微觀機率取向，它的條件有：1一定要有濃度差。2熱能轉化為其它形式的能。3它至少還有另一個能量轉化，用來改變物質的微觀機率取向，且只能利用條件2熱能轉化為其它形式的能的部分能量。4它的壓強產生是因為物質的量濃度。
理論研究
討論
現在只有一小部分人接觸過該理論，其中懂熵的又是少數，而大多數又已經完全接受熵增理論，對該理論保持質疑的態度。只有極少數支持者認為該類永動機不在人類經驗範圍之類，即承認了過去熵理論，又展望了未來熵理論，是個不錯的提議，給人類未來帶來了無限希望。
但由於第四類永動機理論所給出的熵拓展和其他支持理論給出的宇宙輸入熵的相關支持論調，都未得到實踐的證明和科學界的嚴格論證，第四類永動機不等於科學，充其量只能說是假說和科幻。
具有理論支持的未與先前理論正面衝突的第四永動機理論，首次在中文百科詞條零勢無限場理論中被公開提起。大眾可以對此理論保持同情和支持，也可以當做最新的科幻藝術來欣賞，但要理智和客觀看待，不能與現實的科學套用相混淆。要以科學界給出的合理意見為準則做參考。
論證
眾所周知，二極體具有單向性，但是對其原理不好理解。不少人士希望通過利用二極體的單向性和電子微觀熱漲落來製造第四類永動機（麥克斯韋永動機），徐業林老前輩的“無偏二極體”是最典型的代表，因為他的實驗測出了微電流，給人們留下了無限的想像。究竟二極體的單向性能否製成永動機，下面給出了一個二極體原理巨觀建模來做類比探討。
如圖：
二極體原理巨觀建模-單向水箱結構如果泵1抽水，水箱2中水位升高，會形成反制泵1的水壓，如果泵1的壓力不夠，水箱2水位上升到一定程度就會停止，好比二極體反向不導通；
如果上述情況泵1的壓力足夠，水會以溢出的形式流通而不能按管路規矩地循環，相當於二極體被擊穿失效，當然與二級管不同，在巨觀這是可逆的；
如果泵2往上抽水，泵2抽的水位高，暫時需要維持的壓力比泵1大，但是一旦水進入水箱1，水就會順勢流入水箱2，然後根據連通器原理流入水池3，阻力極小，形成有效循環，相當於二極體正向通路。
以上說明該單向水箱結構跟二極體具有相似的性質，下面對比徐業林老前輩用電子微觀熱漲落解釋來解釋無偏二級管（不一定正確），類比討論該結構是否在不加泵的作用下通過水分子熱漲落和其單向性形成永動循環機制。
考察水箱1上懸掛著的出水口，如果水分子能夠通過熱漲落從水池3經出水口躍入水箱1，水池1里的水分子也能躍入管內。顯然，往下躍能100%躍入水箱1而往上躍入水箱的水因不一定能準確找到入口而回落的可能性很大，所以在這邊是單向的。
再考查水箱2上的入水口，由於連通器原理，分子的出入是雙向平衡的。
暫且只考慮以上分析，收集熱漲落的單向循環是可行的，但這種效應很小，需要很多集成的並聯才能顯現出來。
但是這只是必要條件，考慮另一個限制——微觀對熱漲落具有一定存儲性。比如
水箱1上懸掛著的出水口處的水分子需要結成水滴才能滴入水箱1，而水滴能夠容納很多水分子，這樣會提高對熱漲落的要求。不過電子的情況可能有所不同，因為據說徐業林證明了在零下一百多度下無偏二極體仍然存在電流。如果PN結在微觀仍然存在單向性，無偏二極體違背熱力學規律是未嘗不可的。
以上分析過程不能說明無偏二極體是永動機制（無偏二極體電流也可能是擴散或吸收輻射等其他原因），其意義僅在於說明無偏二級管是成功的第四類永動機這個結論仍然未被證偽。希望第四類永動機作為一面旗幟，引導某些樂觀派的有學之士繼續對宇宙的更深層自製進行探索。下圖為二極體原理對照圖：
PN結單向原理對照單向水箱
三個圖片是改變物質的微觀機率取向的實驗設計。設計表明未能做成實驗。實驗設計對溫度沒有具體要求。在轉化過程中，系統的溫度低於環境的溫度，不存在熱損耗。它與機械損耗的本質——熱損耗形成鮮明的對比。
實驗設計1：圖1麥克斯韋妖改成鱔籠的錐形結構。錐形結構發生形變而具有彈性勢能，能自動復原而關門。分子所處A·B兩個空間與分子撞擊錐形結構的時間和位置有差異。使A空間的分子能撞開錐形結構，它的分子能進入到B空間；B空間的分子不能撞開錐形結構，它的分子不能進入到A空間。A·B兩個空間的分子形成濃度差，分子能擴散做功。把熱能轉化為其它形式的能。整個系統中，A空間的分子不斷地開門進入B空間和分子的不斷地擴散、做功。兩者都能使整個系統降溫·吸熱。整個系統熱能能通過熱傳遞得到補充。這樣的帶有錐形結構的“門”是理論上的，它在現實中卻是很難實現。
實驗設計2：圖2中，水的密度e水小於溶液的密度el，溶液的濃度相同有：兩個半透膜內水的滲透壓大小相等，兩個半透膜之內的壓強不再只是液壓，還有水的滲透壓。兩個半透膜的內外壓強不同。在兩個半透膜的之外，溶質的滲透壓會在半透膜的作用下消失。兩個半透膜具有對稱性，它們產生的滲透壓強的和為0。根據連通器原理有 ：e水g(h1+h2+h3)=e水gh2+elgh3+0。能形成高度差h1。利用高度差製成永動機並保持水的勻速流速為v 單位是m/s，水的橫切面積是S/㎡。溶液因濃度差產生的壓強與溶液的部分重力壓強（el-e水）gh3的和為零。功率等於壓強，面積，和速度的乘積，和能量轉化。可以推出：熱能轉化為重力勢能的效率為（el-e水）g*h3*v*S。它的效率也可以為e水g*h1*v*S。水的流進、流出，重力勢能轉化為其它形式的能，濃度差的增加，彌補了物質擴散、做功引起的濃度差的減小。物質擴散、做功、降，吸收環境的溫度，彌補熱能轉化損失的熱能。
實驗設計3：用化學方法的原電池原理來分析 。圖3：在矽晶體上進行蒸鋁，再進行一次或多次電渡形成圖3的結構。不同金屬和P型半導體三者兩兩相連，形成原電池結構。在金屬性不同的作用下，金屬性強的帶正電，金屬性弱的帶負電。帶正電的金屬容易從P型半導體中得到電子，使P型半導體發生還原反應，金屬被氧化；P型半導體容易從帶負電的金屬中得到電子發生氧化反應，金屬被還原。圖3中，在不同金屬形成的偏轉電壓的作用下：金屬性較強的金屬帶正電容易從P型半導體中得到電子，P型半導體空穴增多，空穴產生擴散；P型半導體容易從金屬性弱的帶負電的金屬中得到電子，P型半導體空穴減少，空穴產生擴散。空穴擴散導電相當於原電池中的離子導電。在電壓和空穴擴散的作用下，金屬與P型半導體的結點處，發生了化學反應。化學反應中，吸收的熱量比放出的熱量多，最後使整個系統的溫度降低，擁有了從環境中吸收熱能的能力。自由電子擴散導電與空穴擴散導電是靠化學反應進行連線的。化學反應產生了吸熱和放熱現象，使整個系統的溫度降低的。最終形成了物質循環。在多個化學反應中，總反應的物質沒有發生改變，產生了物質循環和能量變化，換句話說化學能沒有發生改變。所以我們可以說，圖3是把熱能轉化為電能，而不是化學能轉化為電能。物理方法分析。在熱電效應的作用下，即不同金屬的自由電子的擴散能形成電壓。在金屬中，自由電子的速度和密度大的擴散後帶正電，反之帶負電。帶正電的金屬容易從P型半導體中得到電子，P型半導體的複合電子容易發生漂移現象；帶負電的金屬的自由電子與P型半導體的空穴容易產生複合現象。不同金屬性的金屬都能與P型半導體都發生漂移和複合現象。在漂移和複合中，我們所說的容易發生漂移和複合是指哪一個占主導作用。P型半導體中幾乎沒有自由電子。空穴導電和離子導電是不同於自由電子導電的導電方式。空穴導電和離子導電也是不同的。P型半導體能阻止自由電子擴散。在二極體的PN結中，P型半導體和N型半導體都有金剛石結構，它們相連產生了正嚮導通電壓和反向擊穿電壓。導通電壓一直存在。從伏安特性曲線，可以看出導通電壓與PN結的寬窄有關。金剛石的鍵角是109度28分，二極體的由窄到寬，從電場力的分布和空穴在運動方向與電場力的夾角中分析，得出結論是導通電壓與PN結的寬窄有關。圖3中，因為不同金屬能形成電壓，並且金屬與P型半導體形成的PN結，沒有N型半導體的金剛石結構。所以金屬性弱的金屬與P型半導體能產生漂移，最終能形成比二極體窄很多很多的PN結，它需要的導通電壓也就可以忽略不計，能直接降低P型半導體的空穴濃度（或者說，阻擋層很窄，窄到PN結近乎消失，自由電子和空穴能非常容易地發生複合，空穴濃度降低）；金屬性強的金屬與P型半導體形成的PN結，沒有反向擊穿電壓，在電壓的作用下，能直接發生漂移，空穴濃度增高。所以在圖3中，在熱電效應的作用下，形成的電壓就很容易改變空穴的濃度而發生空穴導電。圖3在熱電效應的作用下，空穴擴散導電和自由電子擴散導電依靠金屬形成的正電荷產生漂移和金屬形成的負電荷產生複合的連線，實現熱能向重力勢能的轉化和電子的循環。
著作權申明：以上資料為第四類永動機及時空同性假說作者提供給大家探討交流，一定程度上受李世豪同學“分子動能轉化機設計”的啟示。
