永动机，这个话题仿佛有着一种神奇的魔力，始终萦绕在人们的脑海中，似乎永远都不会过时。

尽管科学已经以确凿的证据向我们表明，永动机在现实世界里是不可能存在的，但还是有许多人心中充满了疑惑：既然永动机不存在，那为什么宇宙中的万物都在一刻不停地运动着呢？又为什么分子能够一直进行无规则的运动呢？

我们首先得明确永动机的确切定义。

永动机，并非像它的字面意思那样，仅仅是 “永远不停转动的机器”，它有着更为严格的内涵，即 “不需要外部能量输入，或者只需要初始能量就可以持续不断对外做功的机器”（这便是第一类永动机的定义）。

所以，永动机的核心要点并非仅仅在于 “运动”，更关键的是 “做功” 这一行为。

一般而言，永动机可以被划分为两种不同的类型。

我们先来了解一下第一类永动机。

这类永动机宣称不需要外部能量输入，却能够永远地对外做功。然而，它的设想从根本上违反了能量守恒定律。根据能量守恒定律，能量既不会无缘无故地产生，也不会无缘无故地消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者在不同的物体之间进行转移。

例如，在热机工作的过程中，热能可以转化为动能；当我们使用热水袋取暖时，热水袋中的热能会传递到我们的身体上。在这整个过程中，总的能量始终保持不变。

接下来看看第二类永动机。

从单一热源吸收热量，并且能够不间断地对外做功的机器被称作 “第二类永动机”。这类永动机虽然没有违背能量守恒定律，但是却违反了热力学第二定律。热力学第二定律指出，机械能可以转化为内能，但是内能不可能全部转化为机械能而不引起其他任何变化。

说了这么多关于永动机的知识，现在让我们回到最初的问题，来解释一下为什么分子能够一直做无规则运动。

分子的这种无规则运动，也被称为 “布朗运动”，它是在 1826 年由英国的植物学家布朗所发现的。

分子之所以会一直进行无规则运动，主要原因在于分子本身都具有能量。对于单个分子而言，它的运动规律遵循力学规律；而当多个分子一起运动时，其运动规律则遵循统计规律，呈现出毫无规则的状态。

其实，不仅仅是分子，宇宙中的万事万物都蕴含着能量，只是能量的大小各不相同罢了。而且，微观世界里的粒子所携带的能量非常微小，很难被我们轻易察觉。从理论上来说，只有在绝对零度的环境中，才不存在能量。但绝对零度仅仅是理论上所认为的温度最低值，在现实中是根本不可能达到的，这就如同我们永远无法让具有静止质量的物体达到光速一样。

所以，分子等微观粒子的无规则运动，和永动机之间没有丝毫关联，它们完全是两个不同的概念。

在微观世界里，不仅仅是分子，像原子、原子核、电子等更小的微观粒子也都在不停地运动着，因为它们同样都带有能量。

同时，量子微观世界所具有的不确定性也决定了任何微观粒子都必须持续不断地运动。根据不确定性原理，微观粒子的位置和速度都是不确定的，并且它们位置和速度不确定性的乘积必须大于等于一个常数。

这也就意味着，微观粒子的速度无法确定下来（不能为零），它们必须处于运动状态。

最后，很有必要补充一点。

虽然能量守恒定律表明能量不会凭空产生，也不会凭空消失，但实际上存在一个看似 “例外” 的情况：那就是真空中的虚粒子对可以 “凭空” 产生，这乍一看似乎违背了能量守恒定律。

但实际上并非如此，虚粒子对在真空中突然出现的时间极其短暂，它们会在瞬间消失，并将吸收的能量 “归还” 给真空，从而使得整体的能量依然保持守恒。

这种现象在量子世界中是被允许存在的，只要时间足够短，就有可能发生。这一现象也进一步揭示了时间和能量之间的不确定性，它们两者的乘积同样必须大于一个常数。