從古至今，人類(lèi)一直在想方設(shè)法借用外力來(lái)協(xié)助自身的生產(chǎn)和生活。比如，我們借助牛的力量來(lái)耕田，借助馬的力量來(lái)遠(yuǎn)行，借助水和風(fēng)的力量來(lái)灌溉和磨面。

雖然這些外力對(duì)我們起到了巨大的幫助，但終究存在著各種局限性，有沒(méi)有什么方法，可以讓我們獲得無(wú)窮無(wú)盡的動(dòng)能呢？

在13世紀(jì)，有一位法國(guó)人提出了一種叫做“魔輪”的發(fā)明。魔輪的中間是一個(gè)大齒輪，齒輪邊緣安裝著12根長(zhǎng)度相同的活動(dòng)短桿，每個(gè)短桿的末端裝有一顆鐵球。

發(fā)明者認(rèn)為，在理想情況下，這個(gè)大齒輪可以在沒(méi)有任何外力的情況下，永遠(yuǎn)旋轉(zhuǎn)下去。

這就是人類(lèi)對(duì)于永動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的最早想法。

學(xué)過(guò)初中物理的小伙伴都知道，杠桿的力矩，也就是驅(qū)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，等于力的大小和力臂長(zhǎng)度的乘積。在兩邊的力都相等的情況下，哪一邊的力臂更長(zhǎng)，杠桿就會(huì)向哪一邊傾斜。

人們最初設(shè)計(jì)的永動(dòng)機(jī)，也可以看成是一個(gè)杠桿。

在任一時(shí)刻，右側(cè)鐵球連接的短桿呈伸直的狀態(tài)，離齒輪中心比較遠(yuǎn)；左側(cè)鐵球連接的短桿呈下垂?fàn)顟B(tài)，離齒輪中心較近。因此，如果把整個(gè)系統(tǒng)看成一個(gè)杠桿，那么杠桿右側(cè)的力臂大于左側(cè)的力臂。

同時(shí)，由于每一個(gè)鐵球的重量都是相等的，所以發(fā)明者認(rèn)為，在任一時(shí)刻，右側(cè)的力矩必定大于左側(cè)的力矩，齒輪會(huì)在鐵球的帶動(dòng)下始終順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

1847年，英國(guó)物理學(xué)家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，成功驗(yàn)證了能量守恒定律。

從此人們認(rèn)識(shí)到，能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其它物體，而能量的總量保持不變。

正因?yàn)檫@個(gè)原因，第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是根本不可能實(shí)現(xiàn)的。