要省力必须用机器

省力的杠杆

人类在劳动中，会想各种各样办法来使自己省力。譬如说，人们会利用一块小石头来垫起自己的木棒，用比较小的力气把很重的石头撬起。要将水从深井中提上来，摇动一个轱辘要比直接提桶省力得多。这与孩子们都喜欢玩的跷跷板类似，一个比较重的成年人，只要他坐在离支点比较近的地方，一个小孩就能把他抬起来。这些其实就是杠杆原理。图中小石头作为木棒的支点，大石头距支点近，人手距支点远，因而用很小的力就能把大石头撬起。提水的轱辘省力的道理也相同，人力离轴心的距离比水桶重力离轴心的距离大，因而可以用比较小的力提上一桶水。在平地上要移动一重物，只靠推，非常费劲，因为物体与地面的摩擦力很大，但一个圆筒推着滚就很省力，因为滚动摩擦力很小，聪明的搬运工人会在重物下面垫上一些滚木，能工巧匠做起各种车子，都是利用滚动摩擦力小的原理。

各种省力机械

人们想了很多省力的办法，但没有人力还是不行，车还要人拉，水还要人提，磨还要人推，当然有些可以让牛、马去做。慢慢人们也了解到有些大自然的力量是可以代替人力做工的，从高山上下泄的溪水，可以让它冲到机叶上，推动机器转动；空旷地区的风，可以吹动风车转动，代替人力来做工。

科学家们总结了劳动人民与自然斗争的成果，用“功”字代替“工”字，而且总结出做功需要能量。能量这个概念，人们并不是很早就清楚的。能量需要一个来源，这就是能源。高山上的水，地球上刮的风，会劳动的人，都是能源。

虽然在现实中，做功都需要有能量的来源，但是人们不甘心，机器转动非要从高山上流下的水吗？非要自然吹动的风吗？一旦没有水怎么办？没有风怎么办？难道没有能源就不能使机器转动起来？的确，机器的设计有好坏之分，好的机器所耗费的能源要少得多，那是不是能设计出一种不需要能源的机器？或只要原始一点推动力，就让机器能转个不停，那该有多好。从机器开始为人类服务的那天起，就有人竭尽精力想发明永远转动的机器——永动机。

在我国著名的小说《三国演义》中，有聪明的政治头脑，又懂气候变化规律，预测东风将至而假装“借东风”的诸葛亮，曾经为了运输粮草，制作了自己会行走的“木牛流马”。这可能是我国历史上唯一有记载的一种“永动机”，当然这是小说家之言，不是史学家的记载；何况在小说中也语焉不详，很难知道诸葛先生的设计到底是怎么回事！好像现代有好事者曾经想按照诸葛亮的思路试作“木牛流马”，结论是：不过是一种独轮车，只是在轮子的四周装上四条腿，防止车的倾倒，另有一个小小的机关，可以停止车的行动，目的只是为了欺骗他的政敌司马懿而已。“木牛流马”并不会自己行走，还是需要士兵这个能源去推动。

全世界的人都一样，都有制作永动机的想法。在科学发展史上有记载的永动机就有以下这些。