永动机，曾经是很多人的梦想，因为有了永动机，意味着拥有无尽的能量。不过现有大自然法则表明，永动机是不存在的，相关专业机构也早就停止了关于永动机的任何专利申请。
但是，纵观我们周围的世界，大到各种宇宙天体，小到微观世界的分子和原子，都是一刻不停地在运动，尤其是分子，为什么会永不停息地做无规则运动？
首先让我们来了解一下什么是永动机。
永动机其实可以分为两类，而我们通常所讲的永动机指的是第一类永动机，不需要外界能量输入，就能持续对外做功的机器。
在相当长的一段时间里，人们对永动机的追求甚至达到了狂热的地步，尤其是当永动机的概念传到欧洲之后，引起极大的轰动，也掀起了制造永动机的狂潮。
但是结果无一例外，想制造出永动机的梦想都破灭了。那么为什么永动机不可能被制造出来呢？
先来说说第一类永动机，这类永动机其实违背了能量守恒定律，该定律告诉我们，能量不会凭空消失，当然也不会凭空产生，只能在不同的形式之间转化，或者从一个物体转移到其他物体，在这个过程中，总能量一直保持不变。
因此，如果没有外界能量输入，任何物体都不可能持续对外做功，因为任何机械运动在做功的过程中都会有摩擦，摩擦就会使得一部分机械能转化为热能。
还有第二类永动机，从大自然中的海水或者空气中不断吸取热量然后持续不断地转化为机械能的装置，就是第二类永动机。
这类永动机虽然没有违反热力学第一定律，也就是能量守恒定律，但违反了热力学第二定律。
热力学第二定律有两种表述方式。第一，热量不可能自发地从低温物体转移到高温物体。第二，不可能从单一热源取热使之完全转化为有用功而不产生其他影响。
无论是第一类永动机还是第二类永动机，都有一个基本特点：做功。也就是说，判断是否是永动机的关键一点就是做功，而非运动。说白了，运动与做功并没有什么必然联系，不要被「永动机」这三个字迷惑了，永动机并不是永远转动的机器。
明白了永动机的概念，我们再来看看分子为何可以永不停息地做无规则运动。
物理课上我们都学过，分子的这种无规则运动其实就是布朗运动，是由英国植物学家布朗在1826年发现的，他通过显微镜观察水中花粉的运动，发现了这种不规则运动。
分子是能够保持物体物理性质和化学性质的最小颗粒，分子之间存在着间隙，间隙的大小与分子之间的引力和斥力有关。
一般来讲，气体分子之间的间隙较大，分子之间的作用力就比较小，因此气体有很大的流动性，容易被压缩。而液体分子的间隙相对较小，分子之间会表现为引力和斥力，分子会在平衡位置做无规则运动，分子的引力也很难约束分子的位置，所以液体通常都没有固定形状，如果液体分子的距离变小就会表现为斥力，所以液体很难被压缩。
而固体分子的间隙很小，分子间的作用力很大，只能在固定位置最无规则运动，所以固体都有固定的形状。
一旦物体受热，就会吸收能量，于是分子的运动就会变得更剧烈，间隙也会随之增大。所以，分子的无规则运动也是分子的热运动。
而构成物质的分子都具有能量，单个分子的运动遵循力学规律，大量分子的运动遵循统计规律，是没有规则的。
理论上分子，只有在绝对零度的状态下，物体才会停止运动，也没有能量。不过绝对零度只是理论上的最低值，现实中的任何温度都是高于绝对零度的，所以组成物体的分子一直都拥有能量，当然也会一直运动。
刚才也讲了，永动机并不等同于永远在运动，说白了，永动机的概念与分子的无规则运动完全是两码事。
永动机与做功息息相关，与运动没有直接关系，如果我们简单粗暴地把永动机定义为永远运动的机器，那么宇宙中任何物体，包括你我在内，都是永动机。
其实这是对永动机的误解。分子等微观粒子的运动并不涉及到做功，只是在单纯的做热运动，因此与分子的无规则运动并不是永动机。
有人可能还有这样的疑问，小到分子大到宇宙天体都具有能量，这些能量到底来自哪里呢？
追根溯源，宇宙中一切物体的运动都来自于宇宙诞生之初的纯能量，也就是宇宙大爆炸释放出来的超级能量。宇宙大爆炸之初就是纯能量，逐渐冷却之后开始形成基本粒子，然后是各种宏观物体。
而按照科学家的预测，在熵增定律的支配下，极其遥远的未来宇宙的熵会达到最大，届时宇宙中所有物体都会衰变为光子和轻子，此时的宇宙会处于完全的热力学平衡状态，没有任何能量交换，这种状态其实也宣告了宇宙的死亡！
