永動機，或許是一個永遠不會過去的話題。

科學早已告訴我們，永動機并不存在，但很多人都有這樣的疑問：既然永動機不存在，那麼為何宇宙萬物都在不停地運動呢？為什麼分子可以一直做無規則運動呢？

首先，我們要明白永動機的定義。永動機，并不是字面意思，并不是“永遠不停轉動的機器”，而是“不需要外部能量輸入或者隻需要初始能量就可以不斷做功的機器”（第一類永動機）。

永動機的關鍵不在于“湧動”，而在于“做功”。

通常情況下，永動機可以分為兩種。

先看第一類永動機，不需要外部能量輸入就可以永遠對外做功。它違反了能量守恒定律。能量不會憑空産生，當然也不會憑空消失，隻能是能量形式的轉換，或者物體時間的轉換，比如說熱能轉換成動能，或者你用熱水袋取暖，熱能就從熱水袋傳遞給你。

整個過程，總能量是不變的。

還有第二類永動機，從單一熱源吸熱，同時不間斷地做功的永動機被稱為“第二類永動機”。這種永動機并沒有違反能量守恒定律，但未然了熱力學第二定律。機械能可以轉換成内能，但内能不可能全部轉換成機械能而不引起其他變化。

說了這麼多永動機的事情，現在回過頭來解釋一下為什麼分子可以一直做無規則運動。

分子的無規則運動，也叫“布朗運動”，是1826年英國植物學家布朗發現的。

之所以分子會一直做無規則運動，主要是因為分子都具有能量，單個分子運動規律遵循力學規律，多個分子運動規律遵循統計規律，是沒有規則的。

比僅僅是分子，宇宙萬物都有能量，隻是大小不同而已，而且微觀世界的粒子攜帶的能量很難被我們發現。理論上隻有絕對零度的環境中才不存在能量。但絕對零度僅僅是理論上的溫度最低值，不可能達到，就像我們永遠達不到光速一樣。

所以，分子等微觀粒子的無規則運動，與永動機沒有任何關系，兩個完全不是同等概念。

不僅僅是分子，在更小的微觀領域，原子，原子核，電子等微觀粒子都在不停地運動中，它們都帶有能量。

同時，量子微觀世界的不确定性也注定了任何微觀粒子都必須不停地運動，它們的位置和速度都是不确定的，但位置和速度不确定性乘積必須大于等于一個常數。

也就是說，微觀粒子的速度不能确定下來（不能為零），必須一定運動。

最後有必要補充一點，能量守恒定律表明，能量不會憑空産生，也不會憑空消失。其實這裡有一個“例外”：那就是真空中的虛粒子對可以“憑空”衍生出來，看起來好像違背了能量守恒定律。

其實不然。虛粒子對在真空中憑空出現，時間非常短，瞬間就會消失，把能量“還給”真空，整體能量依舊保持守恒。

這在量子世界是被允許的，隻要時間足夠短，就可以發生。這也表明了時間和能量的不确定性，兩者的乘積同樣必須大于一個常數（如上圖）。