永久磁鐵發電機?

[推薦另一篇， 蒐集了一些真正有科學根據、 實際可行的 海洋能源 相關連結； 另外推薦能源議題相關好文： 電力公司最害怕的事：特斯拉電池與其背後微電網架構的願景。 也請搜尋佔地小、不傷鳥的西班牙發明： 「無扇葉風力發電機」 ]

一般馬達把電能轉換成動能; 如果把馬達裡面的電磁鐵換成永久磁鐵, 有可能讓它自動不停轉動並且反過來產生電能嗎? 還是根本就只會鎖死在一個固定的位置? 多處報導有人發明不需要能源輸入的發電機, 最後卻都沒有大量商品化, 這是因為能源產業害怕被顛覆所以打壓, 還是因為這些報導以及 Youtube 影片全是騙局呢?

眼見政府威脅: 核四不商轉, 後年起就要限電, 既怕死又愛享受電力的貴哥忍不住上網搜尋 「free energy」。 其中有一類的影片讓我特別感到好奇: 「magnetic generator」。 這類的影片宣稱 (或暗示): 只需要把幾塊永久磁鐵放置在正確的位置, 透過彼此之間的吸斥, 就可以產生源源不斷的動力。 其中 「Perpetual Magnetic Generator」 (本文內嵌影片) 跟 「Free Energy step by step」 兩片解釋得最清楚。 [如果 Youtube 影片莫名奇妙沒辦法看的話 (謎之音: 是貴哥自己家裡該換 ISP 了吧?) 本文提到的影片都 映射在這裡, 檔名與標題對照表在 listing.php。 如果您也有點相信陰謀論的話, 請一起參與備份這些影片並分享連結; 後詳。] 另外, 這一部 「free energy generator - outside - filmed in one take」 最奇特: 一方面它的裝置簡單到不可能 -- 它的發電配備甚至不包含會動的零件 -- 另一方面它在野外一鏡到底, 在所有的影片當中, 說明 「我沒有作弊哦!」 的誠意最夠。

先暫停一下, 讓我解釋為什麼本文不想討論 「產生能量大小是否實用?」 的問題。 本文要問的重點是: 像這類以磁鐵的方式, 造成 「能量無中生有」 的現象, 到底是否可能? 答案有三種可能性:

• A. 不可能。 (這一切都是騙局。)
• B. 這裡面有一些影片是真的； 能量守恒定律被打破了。
• C. 這裡面有一些影片是真的; 但這種運作方式會消耗磁鐵或地球的能量 (或質量), 所以其實並不違背能量守恒定律 (或質能守恒定律)。

從物理學的角度來看, B 跟 C 之間當然有 「會不會動搖國本」 的天壤之別 (我也很有興趣想知道); 但是對於志在解決生活問題的工程師, 還有主張以替代能源取代核電/火力發電的環保人士來說, C 已經跟 B 一樣足以令人興奮了 -- 不論是 B 或是 C, 總之它都將撼動社會結構、 徹底改變一般人的生活。 因為, 如果答案是 B 或 C 的話, 雖然大部分影片所展示的能量都很低 -- 只夠克服摩擦力或點亮一顆 LED -- 但其實後續的 「改進設計、 放大產能、 讓它變得實用」, 這些都只不過是工程與技術問題而已, 都是可以克服的 (而且絕對比核電安全、 便宜、 環保、 民主多了)。

回到真實性 (A vs. B/C) 的問題。 網路上有許多支持 B/C 的資料:

1. 1980 年的 Science & Mecanics 雜誌報導: Howard Johnson 發明磁力電動馬達 (magnet-powered motor)。 到了 1995 年, 他為此總共取得三個美國專利。 這一頁 搜集雜誌文章、 專利全文、 及他人評論。
2. 澳洲的電視臺 Sky News 有一則報導: 440% over unity magnetic motor home generator (簡中字幕), 說澳洲發明家 John Christie 及 Lou Brits 發明了磁力發電機 「lutech 1000」。 這一頁 搜集了很多相關文章 (包含發明者自己、 支持與反駁的文章)。
3. 一位 Rickoff 在 Howard Johnson 的專利過期之後, 把自己成功實作的心得寫成一份一百多頁的 pdf 文件 "Rick's Pipe Dream" 詳細描述如何用舊硬碟內的磁鐵 (在文件內搜尋 "hard drive") 建構一個磁力電動機 (magnetic motor-generator)。 他特意選取日常可取得的零件及工具, 並強調知無不言, 希望別人能重複他的實驗。

「如果真的那麼好, 為什麼主流媒體沒有報、 學校沒有教、 產品一直沒有量產呢?」 因為, 這會讓既有的強大能源產業連根拔起。 從既得利益者的角度來看, 當然一定要封鎖並抹黑這種技術跟知識。 這樣的陰謀論不斷地在各個地方出現。 也請搜尋 「nsa Mylow」: 一位 Mylow 上傳影片到 Youtube, 卻被美國國家安全局 (NSA) 要求撤下。 這個案例最有趣之處在於: 不論他的影片是真是假, NSA 的涉入看來確實是真的, 這意謂著...? 貴哥長年推廣 開機隨身碟 對抗 微軟垃圾化舊電腦的企圖 及 令專業無奈的蘋果電子書包, 再加上 資安專家分析美國 DHS 與 TSA 的企圖、 基因專利控制世界 等等爬文經驗之後, 完全相信 「龐大邪惡勢力控制人類社會的陰謀」 並不是一個論點, 而是確確實實的存在。 很多時候, 教育體系甚至是它的 (知情或不知情) 共犯 (例如, 請搜尋 「office 證照卓越」) 更怎能期待學校傳授完整的事實? 如果 B/C 是事實 -- 如果真的可能做出 MPM 或 MMG, 進而危及能源產業的龐大利益的話 -- 那麼夠成功的案例絕對會遭受打壓。 (或者最起碼會被忽略, 例如: 「劉興欽發明波浪發電, 台電拒用」。)

但是另一方面, 陰謀存在的事實, 並不足以證明 B/C 就是真的。 我又反過來搜尋 「magnetic generator hoax」 以及 「magnetic generator scam」。 看到最完整的一篇文章是 這一篇。 (另一篇 只針對一兩個個案, 而且有一點 打稻草人 的味道。) 不過其中解釋最關鍵的概念 「要打破原本磁場的能量, 跟當初造成這磁場的能量是一樣的」 最後卻以這一句結尾: 「這個觀念不容易理解。 要解釋可能得寫上幾百頁; 要學會可能得花上幾個星期。」 這跟它所挑戰的 B/C 支持者論點一樣有點打迷糊仗的感覺: 如果我真的想學的話, 可以給一點科學文獻和關鍵詞當作參考資料嗎? 當磁鐵本身有速度時, 這句話足夠說明永動機器不可能存在嗎? 看完文章之後還是不懂。

在這個爭議當中, 想要說服常民, 最有效的方式並不是靠著高深的術語 (「你不懂磁力啦!」 「你才不懂量子力學啦!」) 正好相反, 越能降低理解門檻的一方, 終將獲勝。 也許反過來說更正確: 以事實為後盾的一方, 不需要訴諸高深莫測來欺騙常民。

主張 A 的一方, 比較辛苦, 因為他們必須說明 「所有的影片都是假的」。 最有力的方式可能是撰寫一支類似 Gravit 重力模擬器 的程式, 並開放原始碼釋出, 供大家檢驗。 它僅採用最基本的物理定律, 然後用電腦快速運算取代複雜的數學式, 讓一般人可以透過模擬, 驗證已知情境、 想像未知情境。 對於爭議影片, 可以要求上傳者提供相關數據。 只要有少數人動手重複實驗, 確認模擬器預測的結果 (而不是影片的結果) 才是正確的, 那就足以戳破一支影片的謊言。 經過許多次戳謊確認後, 大概就可以確認 A 是正確的。 如果程式預測與少數人重複實作結果不同, 需要找人檢驗、 修改程式碼時, 尋找程式設計師會比尋找物理學家要容易得多。 (下面的影片是 gravit 模擬兩個星系之間的引力互動。)

主張 B/C 的一方, 就要像 Rickoff 一樣, 盡量用最容易重複的方式 (常見的材料與工具、 不需要高精密度的施工方法) 進行實驗, 並且用白話清楚的教學文、 開放的授權分享自己的實驗步驟。 能夠讓越多勞作麻瓜部落客 (在下是也) 親手製作出來, 就越多人會看見: 永動機器/磁力發電機是真實可行的! Rick's pipe dream 的門檻還是稍微太高了一點。 (一百多頁的英文 orz) 如前所述, 重點不在於需要產出多大的能量, 而在於只要能持續幾分鐘以上產生任何大於零的能量 (就像上面推薦的幾部影片一樣) 就已經向推翻能源霸權的道路邁出極重要的一大步了。

[4/5 補充] B 違背能量守恒, 特別討論一下。 這類的影片, 屬於 第一類永動機 (而不是第二類永動機), 所以應該可以用更精確的方式說明 B 的謬誤。 如果我們談論的是依靠重力場或電力場產生大於零的能源輸出的永動機的話, 要駁斥 B 比較容易 -- 當永動機的一些零件的位置固定, 其他零件只沿著固定的軌跡移動時, 它在某個組態 (移動零件在軌跡上某個點) 的重力 (電力) 位能及動能, 都可以被精確地計算出來。 事實上, 如果拿組態 (例如旋轉盤的角度) 當橫軸, 畫出每個位置的位能, 那麼不需要寫複雜的模擬程式, 也可以畫圖預測它在每一點的速度, 還可以預測: 當摩擦力損耗動能之後, 旋轉盤只可能會停在哪些位置 (位能極小值的幾處)。 因為重力場或電力場所創造的是 純量勢， 所以很容易算。 不過磁力位能是向量勢 (vector potential) 而不像重力位能或電力位能是簡單的純量勢 (scalar potential): 維基百科; 另外, 這一篇 的第一節是白話文。 也就是說, 磁力場的能量守恒數學式比重力場/電力場版本的複雜很多。 再搜尋 「magnetic field energy conservation」, 找到 這一篇, 完全超出我的數學能力。 總之, 可以確認的是: 古典力學下的磁力場, 確實有精確的能量守恒數學式 (而並不只是一個 「以此類推」 的一廂情願想像)。 只希望有物理學家可以用一個 (移動零件軌跡固定的) 簡單例子算給大家看, 讓大家對這類的永動機器死了心。

只是, 我還是很好奇: 如果那麼多影片全是騙局、 有人還要很認真地寫一百多頁教學文跟大家免費分享 (或是說耍大家)... 那麼他們的動機到底是什麼? 這些現象並不會比向量勢更容易理解啊...

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(本文在 泛科學 引發熱烈討論, 並且被當成愚人節笑話 :-) 可是我真的是對三種答案都不滿意， 很認真地在問啊~~)

手邊沒電腦; 口頭推薦本文嗎? 可以請您的朋友搜尋 「永久磁鐵發電機」。