1、1能量守恒定律在杠杆环境下失效再论杠杆对力的放大原理在电动风力发电技术中的应用北京联合互利能源科技开发有限公司总经理 刘守熙 副总经理刘峰、刘冰2012 年初，我们提出电动风力发电观念和技术方案申报 2013 年国家“863”计划，2012 年 5 月 13 日在北京市科委组织专家评审时，专家立即表示反对，认为“用电发电违反了能量守恒定律，毫无意义。 ”当项目负责人提出“在杠杆环境下能量守恒定律失效”时，主持人说：“现在不争论这个问题” ，并且批评工作人员“不认真把关” ，对违反能量守恒定律的的项目也提交专家评审？在其他场合谈到杠杆对力的放大原理时，专家们坚称：“杠杆放大的是力，不是能量，在做
2、功时，消耗 1 度电，不可能发出 1.1 度电来，因为能量守恒定律 170 多年来，从来没有人动摇过它在物理学中的统治地位。 ”对于专家的上述意见，笔者不能苟同，主要有以下几点理由：能量守恒定律不是绝对的、永恒的终极真理评审专家如此崇拜能量守恒定律，那么能量守恒定律是绝对的、永恒的终极真理吗？我们的回答是否定的。首先，我们应该强调的是，习近平主席在 2013 年 7 月 17 日考察中科院时指出：科学技术是世界性的、时代性的，发展科学技术必须具有全球视野、把握时代脉搏。当今世界，一些重要的科学问题和关键核心技术已经呈现出革命性突破的先兆。我们必须树立雄心、奋起直追，推动我国科技事业加快发展。要
3、坚决扫除影响科技创新能力提高的体制障碍，有力打通科技和经济转移转化的通道，优化科技政策供给，完善科技评价体系。要优先支持促进经济发展方式转变、开辟新的经济增长点的科技领域，重点突破制约我国经济社会可持续发展的瓶颈问题，加强新兴前沿交叉领域部署。要最大限度调动科技人才创新积极性，尊重科技人才创新自主权，大力营造勇于创新、鼓励成功、宽容失败的社会氛围。 习近平强调，我们要引进和学习世界先进科技成果，更要走前人没有走过的路。科技界要共同努力，树立强烈的创新自信，敢于质疑现有理论，勇于开拓新的方向，不断在攻坚克难中追求卓越。我们知道，习近平主席并不是职业科学家，但是他是一位彻底的辩证唯物主义者，懂得辩
4、证唯物主义认识论。他没有把科学领域的现有理论绝对化，鼓励科学界树立强烈的创新自信，敢于质疑现有理论，勇于开拓新的方向，不断在攻坚克难中追求卓越。习近平主席的这个辩证唯物主义观点，是在总结人类几千年的科学发展史的基础上提出来的。他没有把包括2能量守恒定律在内的现有科学理论看成是绝对的、永恒的终极真理，是可以质疑的，在其理论所适应的范围之外甚至是可以违反的。这是辩证唯物主义真理观最具体最生动的体现。其次，辩证唯物主义者在承认客观的绝对真理的同时，也承认每一个科学的主观真理都是相对真理。这是因为，人们对于客观世界的认识总是有它的历史的局限性的，也就是说，人的认识就其个别现实来说在本质上是相对的。辩证
5、唯物主义认为，整个自然界的所有发展过程都是互相联系的，自然科学就是要求我们从个别部分和整体去证明这种互相联系，但是，要对这种联系作全面而完善的、毫无遗漏的陈述，并形成绝对正确的认识，这无论对个别还是对所有的人来说都是不可能的。假如在人类发展的某一时期，这种无论是物质的、精神的和历史的联系的认识已经最终完成，那么从此以后，人们的认识的任务就完结，历史进展就终断了，科学就停止了这是多么荒唐的想法！因为，无论是从人的本性或世界体系的本性来说，这个任务都是永远不能解决的。然而，这个矛盾不仅存在于客观世界和人类这两个因素的本性中，而且还是所有智力发展、社会进步的主要杠杆，它在人类的无限的不断地得到解决，
6、正像某些数学课题在无穷极数或连分数中得到解答一样，推动着科学技术不断地向前发展。事实上，客观世界在人的头脑中形成的每一个思想映象，总是在客观上被历史状况所限制。因此，人的认识是一个过程，是由不知到知、由知之不多到知之甚多的转化，这对于永恒发展着的物质世界的人类认识是这样，对于某一具体事物的认识也是这样。例如，自然科学的假设，最初仅仅以有限数量的事实和观察为基础，进一步的观察材料会使这些假设纯化，取消一些，修正一些，补充一些，最后纯粹地构成定律。如果要等待构成定律的材料成熟的时候才作这种研究，要求假设的提出一开始就是正确的，定律也就永远不会产生出来。所以，谁如果宣布某个人的排除了主观上受限制的任
7、何倾向，宣布某一思想体系和能量守恒定律为绝对真理，就等于说，它解决了科学的最终任务，从而到达了认识的顶峰，那么它就从此封闭了一切科学走向未来的道路。其三，根据辩证唯物主义认识论的观点，能量守恒定律只具有相对的真理性。能量守恒定律和所有科学的主观真理一样，必然存在个人的认识能力以及时间和空间的历史局限性，它只具有相对的真理性，它只是人类在认识绝对的客观真理的长河中的一个部分和一个阶段。我们的实验证明，鼓风机的机械能，通过杠杆对风力的放大转换为电动风力发电机机械能已经不守恒了，能量守恒定律在杠杆环境下将失去效力。我们的评审专家企图在杠杆环境下仍然坚持无条件地应用“能量守恒定律” ，真理就会变成谬误
8、。正如我们所看到的，英国化学家波义耳发现的波义耳定律是这样，哥白尼的日心说是这样，德国医生罗伯特迈尔和英国酿酒商人焦耳发现的3的能量守恒定律也不会例外。我们相信，对杠杆对力的放大原理的进一步研究一定还会有新的更具体的发现。 。因此，评审专家企图用热力学第一定律能量守恒定律来评审属于力学范畴的电动风力发电技术，就必然陷入误区。我们的结论是：能量守恒定律不是绝对的、永恒的终极真理，它只具有相对的真理性。我们在科学研究的道路上必须少一些形而上学，多一些辩证唯物主义。面对今天的能源危机和环境危机，我们一定要创造新的理论和新的技术！在探索新能源的实践中应该有所前进，有所发现、有所创新，有所作为。能量守恒
9、定律不能解决当代的能源危机和环境危机评审专家如此看重能量守恒定律，那么能量守恒定律能不能解决当代的能源危机和环境危机呢？我们的回答也是否定的。我们看到，能量守恒定律自 19 世纪 40 年代被全世界公认以来，170多年一直保持着它在科学领域的绝对统治地位。热素说是流行于 18 世纪至 19 世纪初的解释热的本质的一种错误学说，由 18 世纪英国化学家布莱克等人倡导而确立，曾长期占据统治地位。直至 19 世纪 40 年代由于能量守恒和转化定律的发现，并由英国物理学家焦耳精确地测定出了热功当量（即机械功转化为热量的比值） ，热素说才被否定。人类社会进入 21 世纪后，人们遇到了前所未有的能源危机和
10、环境危机，能量守恒定律已经不能满足社会发展的需要了。就是说，仅仅依靠 19 世纪 40 年代发现的能量守恒定律解决不了 21 世纪遇到的能源危机和环境危机。这就是习近平主席讲的科学技术是“时代性的” ，也就是恩格斯说的，人的认识就其本性而言，或者对漫长的世代系列来说是相对的。正如习近平主席前面所强调的：“要坚决扫除影响科技创新能力提高的体制障碍，有力打通科技和经济转移转化的通道，优化科技政策供给，完善科技评价体系。要优先支持促进经济发展方式转变、开辟新的经济增长点的科技领域，重点突破制约我国经济社会可持续发展的瓶颈问题，加强新兴前沿交叉领域部署。 ”习近平主席的这段讲话，应该成为我们评价科技成
11、果的重要标准。我们在评价能量守恒定律的现实价值时，也必须考虑它对经济的贡献，也就是要看这一科技成果是否有利于人类有机体、人的生产实践、生命的保存、物种的保存、经济社会的可持续发展？根据这些标准，我们看不到能量守恒定律能有多大的作为。到目前为止，还没有听说，哪位专家教授，包括中国的和外国的专家教授，应用能量守恒定律发现了可以替代化石能源的新能源，也没有看到有哪位中外专家教授依据能量守恒定律解决了环境污染问题。所以，我们的结论是：从现有的资料来看，能量守恒定律解决不了今天人类遇到的能源危机和环境危机，也不4能为我国经济社会的可持续发展作出什么贡献，更不能为促进我国经济发展方式转变、开辟新的经济增长
12、点作出贡献。因此，我们要问：一些专家教授竭力捍卫能量守恒定律在科学研究中的绝对统治地位究竟有什么经济意义和科学价值？可见，能量守恒定律不仅不能为解决当代能源和环境危机作出贡献，不仅不能在推动我国经济社会的可持续发展方面有所作为，反而在发展新能源的科学探索中起到了严重的阻碍作用，成为我国发展经济，防治大气污染的巨大理论障碍。杠杆对力的放大原理的发现从根本上动摇了能量守恒定律在杠杆原理中的统治地位在传统的和流行的力学之杠杆原理中，只有杠杆的平衡原理和费力杠杆、省力杠杆的概念，没有“杠杆对力的放大原理”这个概念。一些专家教授在论述省力杠杆的应用时，也主要只列举了扳手的例子。不仅如此，一些专家教授在谈
13、到省力杠杆时，还要强调所谓“省力不省功” 、 “省了力费了距离”等观点，以此证明：能量守恒定律是不可动摇的绝对真理；省力杠杆并没有超越能量守恒定律适用的范围；在杠杆原理中，能量是守恒的。我们在研究电动风力发电的实验中，发现了杠杆对力的放大原理：力臂越长，杠杆对力的放大倍数就越高；同理，轮式电动风车的半径越大，力的放大倍数就越高。在实验中，我们初步得出了一些数据来计算杠杆对力的放大倍数并形成了一个公式。轮式电动风车杠杆臂的长度对力的放大倍数计算公式是：25cm*1=1*1. 52=放大 1. 52 倍25cm*2=1. 52*1.52=放大 2.31 倍25cm*3=2.31*1. 52=3 放
14、大.51 倍25cm*4=3.51*1.52=放大 5.34 倍25cm*5=5.34*1.52=放大 8.11 倍25cm*6=8.11*1.52=放大 12.33 倍25cm*7=12.33*1.52=放大 18.75 倍25cm*8=18.75*1.52=放大 28.49 倍（4 米直径）25cm*9=28.49*1.52=放大 43.31 倍25cm*10=43.31*1.52=放大 65.83 倍（5 米直径）25cm*11=65.83*1.52=放大 100 倍25cm*12=100*1.52=放大 152.09 倍（6 米直径）25cm*13=152.09*1.52=放大 231
15、.18 倍25cm*14=231.18*1.52=放大 351.40 倍（7 米直径）525cm*15=351.40*1.52=放大 534.14 倍25cm*16=534.14*1.52=放大 811.89 倍(8 米直径)25cm *17=811.89*1.52=放大 1234.07 倍25cm *18=1234.07*1.52=放大 1875.79 倍(9 米直径)（注：每延长 25cm,力可以放大 1.52 倍这个数据，是我们通过实验测量得出的。 ）下面通过对 6 兆瓦电动风力发电装置的数据分析，将证明能量守恒定律在杠杆环境下失效：6 兆瓦电动风力发电装置扭矩=6000kw*9550/
16、10.8 转=5305556nm/9.8=541383 公斤耗电发电比=541383 公斤/66 倍（5 米直径） =8203 公斤*1000 克=8203000 克 /16 克=512688w/9000w=57 台 9000w 鼓风机。耗电 513 度，可发电 6000 度，耗电发电比：8.5 度：100 度。耗电发电比=541383 公斤/152.09 倍（6 米直径） =3560 公斤3560 公斤*1000 克=3560000 克/16 克=222500w/6000w=37 台 6000w 鼓风机。耗电 222 度，可发电 6000 度，耗电发电比：3.7 度：100 度。耗电发电比=
17、541383 公斤/351.40 倍（7 米直径） =1541 公斤1541 公斤*1000 克=1541000 克/16 克=96313w/4000w=24 台 4000w 鼓风机。耗电 96 度，可发电 6000 度，耗电发电比：1.6 度：100 度。耗电发电比=541383 公斤/812 倍（8 米直径） =667 公斤667 公斤*1000 克=667000 克/16 克=41688w/2000w=21 台 2000w 鼓风机。耗电 42 度，可发电 6000 度，耗电发电比：0. 7 度：100 度。一个简单的逻辑是：发电机转子能按照额定转速转动，就能按额定功率发电，这应该是不用怀
18、疑的真理；同样，6 兆瓦电动风力分布式电源通过 8 米直径的轮式电动风车每小时消耗 42 度电使转子按照额定转速每分钟转动 10.8 转，每小时旋转 648 转，发电机就能按照额定功率每小时发电6000 度，这也应该是不用怀疑的真理。 杠杆对力的放大原理的发现和这一新概念的提出，具有两点意义：第一，丰富和完善了力学之杠杆原理的内涵，并且对所谓“省力不省功” 、 “省了力费了距离 ”等流行观点提出了挑战；第二，杠杆对力的放大原理的发现和这一新概念的确立，意味着能量守恒定律在杠杆环境下失效，将从根本上动摇能量守恒定律 170 多年来在中外科学界的绝对统治地位，可以说是科学研究的一次思想解放。发现了
19、经杠杆放大的力使发电机转子作旋转运动也是做功是对能量守恒定律学术霸气的致命一击6在力学之杠杆原理中，经典力学对做功的定义是：当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功。在这一定义下，长期以来，使我们的专家教授进入了以下误区：误区一，由 F1*L1=F2*L2 的杠杆平衡原理得出能量守恒的结论是不科学的，因为杠杆的平衡原理与能量守恒定律并不存在内在的必然的联系。就是说，由 F1*L1=F2*L2 的杠杆平衡原理是得不出能量守恒的结论的，两者牛马不相及。误区二，所谓“省力不省功”是一个非常模糊的概念，其目的还是要证明省力杠杆也是能量守恒的。其实，我们的实
20、验证明，省力是可以多做功的。可见， “省力不省功”的理论，并不是从现实本身推论出的事实，而是能量守恒概念中推论出来的从概念到概念的文字游戏。误区三，所谓“省了力，费了距离”也是一个不科学的概念，似乎用“费了距离”就把“省了力”的经济价值抵消了，其目的还是要证明在杠杆原理中能量也是守恒的。但事实上并不是这样，增加力臂距离的微乎其微的费用，是远不能抵消省力所产生的巨大经济效益的。误区四，所谓“力使物体在平面内旋转不发生位移不做功” ，也是对学生的误导。我们的研究发现，轮式电动风车，在人造机械风力的作用下，使风车按照力的方向作持续不断的旋转运动，带动风力发电机转子按照额定转速旋转，并按照风力发电机的
21、额定功率发出电来，这也是做功。那种认为“ 力使物体在平面内旋转不发生位移不做功” 的观点显然是错误的。消耗 1.1w 电力可以使一台 6 兆瓦 10.8 转的电动风力发电机的转子转一圈，能发电 155W，难道不是做功吗？不仅如此，有专家还认为：“力是可以扩大无限倍的，但是动力臂也要相应地扩大。 ”但是，接着笔锋一转，又说“力矩是一定的，所以力虽然扩大，但位移（力的效果）却微乎其微。要想提供一个足够大的力，动力的速度必须很大，这是难以办到的。获得个速度需要的能量和放大这个力节省的能量理论上是相等的。所以一切都是省力不省功，也就是能量守恒。 ”我们不知道专家的上述结论是从教科书推导出来的还是从科学
22、实验中得出的？然而，我们的实验却得出了与其相反的结论。我们的实验证明，杠杆对力的放大原理是客观存在的。经测算 0.5 米长的力臂可以将力放大 2.31 倍；4 米长的力臂,也就是 8 米直径的电动风车可以将力放大 812 倍，可以将 667 公斤的风力放大为 541383 公斤的机械能。因此，获得的这个机械能和放大这个能量所要的力无论是在理论上还是在实践中都是不相等的。毫无疑问，能量守恒定律在杠杆环境下失效是不可避免的。可见，从杠杆的平衡原理得出能量定恒的结论是一个误导，因为二者之间没有逻辑关系！可以肯定，在电动风力发电中，经杠杆放大的力所产生的经济价值，远不是加大轮式电动风车半径所增加的工料
23、费以及制造机械风力所需要的7电费可以抵消的。以 6 兆瓦 10.8 转电动风力发电装置为例，8 米直径的轮式电动风车约需 100 万元，按 20 年折旧，每年 5 万元；每年耗电 33.6 万度，每度电按 1 元计算，电费 33.6 万元。每年可发电 4800 万度（全年按8000 小时发电时间计算） ，每度电按 0.60 元计算，经济收益为 2880 万元。可以看出，不仅获得的 541383 公斤的机械能和放大这个力所需要的能量是不相等的，而且其经济价值也是不相等的。37.6 万元与 2880 万元相等吗？它们的比例是： 1.3:100。我们看到，轮式电动风车的直径增加，发电机转子做功就越省
24、力；换句话说也是一样，轮式电动风车的直径越大，力的放大倍数就越高，发电机转子做功的效率也就高。在电动风力发电中，经杠杆放大的力所创造的经济效益，远不是加大轮式电动风车直径所增加的费用可以抵消的。因此，经杠杆放大的“力的效果”无论是力的放大倍数、发电量、还是经济效益都不是“微乎其微” 。 总之：放大后的力与原动力是不相等的，所耗的电能与所生产的电能是不相等的，经济上投入与产出是不相等的，所以，所谓 1 度电不可能转换为 1.1 度电的理论是不能成立的，能量定恒定律在杠杆环境下是彻底失效的。在这里，我们需要对 6 兆瓦电动风力发电装置的技术路线作一个描述：电动风力发电是以电为能源，以空气为动力，将
25、 42 度电网电或电瓶电转换为鼓风机机械能， 鼓风机机械能转换为 667 公斤人造风力667 公斤人造风力通过 4 米距离的力臂放大 812 倍转换为 541604 公斤机械能541604 公斤机械能带动 6 兆瓦 10.8 转风力发电机转子每分钟转10.8 转6 兆瓦 10.8 转风力发电机一小时发电 6000 度。这样这套 6 兆瓦 10.8 转风力发电装置每小时耗电 42 度，发电 6000 度，它的投入产出比是 0.7：100。也就是说，0.7 度电可以转换为 100 度电。由此我们得出的结论是：能量守恒定律在杠杆环境下失效， “1 度电不可能转换为 1.1 度电”的理论被推翻，能量守
26、恒定律 170 多年不可动摇的迷信被破除，认为能量守恒定律是“绝对的、永恒的终极真理”的观点也就不攻自破了。值得强调的是，我们的专家教授为什么只承认省力杠杆而拒绝承认杠杆对力的放大原理呢？那就是要维护能量守恒定律在力学之杠杆原理中的绝对统治地位。长期以来，能量守恒定律通过评审专家不知扼杀了多少创新科研项目，粉碎了多少探索者的创新梦想？我们的电动风力发电项目被评审专家三言两语当场否定，就是其中的一个例子，连起码的答辩权利都不给我们，多么霸道！可见，能量守恒定律已经成为我国实施创新驱动发展战略的严重障碍和绊脚石。我们发现了经杠杆放大的力能使发电机转子作旋转运动也是做功，是在理论和实践的结合上对能量
27、守恒定律力学之杠杆原理中的学术霸气的致命一击。这就再一次证明了超越能量守恒定律的应用范围在杠杆领域使用这一定律，真理就会变成谬误这一辩证唯物主义真理论观点的正确性。这样，做功仅仅定义为“力使物体在力的方向上通过一段距离”是不8全面的，因此，对做功我们应该重新定义，并作如下表述：做功，是当一个力作用在物体上并使物体朝力的方向作有利于对人类有机体、人的生产实践、生命的保存、物种的保存、经济社会可持续发展的运动，包括旋转运动、直线运动、弧线运动、曲线运动和垂直运动。概括起来，本文重点阐述了以下三个要点：一、对能量守恒定律提出了三点质疑：1、能量守恒定律是绝对的、永恒的、最后的终极真理吗？我们的回答是
28、否定的。根据辩证唯物主义观点和我们的实验证明，能量守恒定律只具有相对的真理性，在杠杆环境下能量守恒定律失效。2、能量守恒定律能不能解决当代的能源危机和环境危机，我们的回答也是否定的。能量守恒定律具有不可避免的历史局限性，解决不了当代人类遇到的的能源危机和环境危机。3、能量守恒定律能为我国的经济发展作出贡献吗？能为人类社会的可持续发展作出贡献吗？我们的结论是：能量守恒定律不能为我国的经济发展作出贡献，更不能为人类的可持续发展作出贡献。二、通过对杠杆原理的研究和电动风力发电的实验，获得了三个新发现：1、发现了杠杆的不平衡原理。这一原理应用到电动风力发电中，可以使杠杆围绕支点作连续不断的旋转运动。2
29、、发现了杠杆对力的放大原理。这一原理应用到电动风力发电中，可以用 4 米长的力臂将力放大 812 倍，可以将 667 公斤的力通过 4 米半径的轮式电动风车转换为 541383 公斤机械能，在这里能量是不守恒的了。3、发现了通过杠杆放大的力使风力发电机转子旋转也是做工。这样，做工不只有位移一种形式，力使物体作旋转运动也是做工，而且是很重要的做工。三、电动风力发电技术取得了三项颠覆性创新成果：1、人造机械风力发电是对传统风力发电的颠覆。这一成果将终结风力发电靠天吃饭的历史。2、实现 1 度电发 100 度电的目标是对能量守恒定律的颠覆。这一成果将动摇能量守恒定律 170 多年在物理学中的绝对统治地位；3、发现了力使物体“做旋转运动 ”也是做功是对经典力学关于 “做功” 定义的颠覆。这一成果对所谓“省力不省功 ”、 “省了力费了距离” 、 “物体在平面内旋转不发生位移不做功”等流行的力学观点提出了挑战。综上所述，杠杆对力的放大原理的发现和在电动风力发电中的应用，将无可辩驳地证明：能量守恒定律在杠杆环境下失效。（原载风光能源双月刊 2013 年第 6 期）9
