无工质推进的电磁引擎EMDrive并没有违反物理定律

“不可的”无燃料电磁引擎EMDrive或许已得到合理解释。EMdrive或许能够得到工程应用，无工质推进的电磁引擎EMDrive，并没有违反物理定律。

关于Roger Shawyer的EMDrive，电磁引擎EMDrive千真万确的存在推力，但原理上却解释不通，也无法通过可靠可信原理途径提升推力，更无法定量地控制推力大小。其实可以用一种很简单的方式解释，这样的解释符合牛顿定律。就如同冰箱、空调看似违反了热力学第二定律，实际却是遵守了，只是人们的对规律认识不到位。电磁引擎Drive的工作原理如同冰箱、空调的工作原理一样简单可以理解。Drive只是光年引擎（LYdrive）的一种，光帆也是光年引擎的一种。

在解释Drive的原理之前，我们介绍一个物理界里的＂精灵妖兽＂

1871年，他在《热理论》一书的末章《热力学第二定律的限制》中，设计了一个假想的存在物，即著名的＂麦克斯韦妖＂ （Maxwell＇s demon）。

在麦克斯韦构想中，麦克斯韦妖有极高的智能，可以追踪每个分子的行踪，并能辨别出它们各自的速度。这个理想实验如下：

＂我们知道，在一个温度均匀的充满空气的容器里的分子，其运动速度决不均匀，然而任意选取的任何大量分子的平均速度几乎是完全均匀的。现在让我们假定把这样一个容器分为两部分，A和B，在分界上有一个小孔，在设想一个能见到单个分子的存在物，打开或关闭那个小孔，使得只有快分子从A跑向B，而慢分子从B跑向A。这样，它就在不消耗功的情况下，B的温度提高，A的温度降低，从而与热力学第二定律发生了矛盾＂。

而这个存在物就是＂麦克斯韦妖＂，小妖精掌握和控制着高温系统和低温系统之间的分子通道。它利用了分子运动速度的统计分布性质。因为根据麦克斯韦分布，即使是低温区，也有不少高速分子，高温的系统中也有低速度的分子，通过这样一个能够控制分子运动的小妖精，在两系统的中间设置一个门，只允许快分子从低温往高温运动，慢分子则从高温往低温运动，在＂小妖＂的这种管理方式下，两边的温差会逐渐加大，高温区的温度会越来越高，低温区的温度越来越低。

因为如果麦克斯韦小妖真的存在的话，那么我们就有可能造出违反热力学第二定律的第二类永动机。

麦克斯韦妖用来解释Drive是最合适的，用一个比较恰当的比喻是，热能不能自发地从低温物体传导到高温物体，而冰箱却能实现了。冰箱违反了物理定论了吗？没有，同样Drive只是在另一个物理现象中的＂冰箱＂。

下面借助麦克斯韦妖的这只精灵，解释为什么Drive是符合所有物理定律的。

根据Drive目前网上找到论文，我作为一个大学本科毕业的电气工程专业毕业的工程技术人员，看到所有理论都是正确的，不管是Roger Shawyer 的最初发明原理说明，还是杨娟教授的实验论文，NASA的实验总结和网络上形形色色的说明。他们都是用完整的理论去论述这个事情。而他们所做的最大的错误在于，没有将公式推导限定在工程实例里。所以得出了夸大，进而造成错误的结论。

就好像将冰箱空调的制冷范围－20℃到100℃这个范围放到到绝对零度和核聚变中心温度一样，不只是得不到一个好的冰箱空调，还会造成人们觉得冰箱空调是违反物理规律的。不可能实现的一种永动机。

Drive的合理解释是，在麦克斯韦妖的技术上，外加一个磁场、电场、变化的电磁场、能势场（如重力场）或其他非物质的可以作用到高低速粒子的作用力（在无工质推进工况下是这样）。也可以加一个外在物质，作用于高低速粒子（如化学能加粒子的驱动、即化学火箭）。其中无工质推进中，利用这个原理推进的引擎，我在这里定义为LY引擎（lightyear drive）。

说到这里，大家可能明白了，类Drive的原理就是，通过不断折返微波，在腔体内形成一个非常稳定，有序的能势场，而且这个能势场相对于腔体粒子来说是一直是同一个方向的。当腔体的粒子，被这个一个有序的能势场筛选。腔体中的粒子就会被稳定地朝一个方向加速或减速。从而达到无工质推进的。

在Drive里，动量的守恒是一直被质疑的，他们认为动量在这个推进过程是不守恒的。其错误认识源自对系统的划分上的错误，比如他们认为微波发生装置、电池、微波，波导和腔体都是一个整体。微波，及变化的微波都不能作为一个整体来思考。如果将微波量子化，粒子量子化。整个Drive不能再既宏观又微观的情况下去讨论动量守恒。（这种错误只有非物理专业的人会犯，物理专业素养很多人还会给出更多的能量不守恒依据）。还有一个是物理知识较丰富的人如（教授、博士毕业的，他们会通过公式推导来论证动量是否守恒。但也是存在不少的错误）。

为了减少人们对能量守恒，动量守恒的定论使用方式的错误。这里引入一个非常好理解的说法。就是动量去了哪里？动量就在腔体的粒子里。而这些粒子的动量可以通过热辐射释放到外部空间中。当腔体的粒子冷却下来，就可以继续一次选择性定向粒子加减速。从而达到无工质推进的可能。

当然，如果上面的描述不能解释Drive，那么将会带来物理界的一朵新的乌云。（1900年4月27日，英国著名物理学家威廉．汤姆生提出两朵乌云，第一朵乌云迈克尔逊－莫雷实验与＂以太＂说破灭和第二朵乌云，黑体辐射与＂紫外灾难＂，提出了一个好的问题进而开拓出相对论、量子力学这两个新的视野）。而无工质推进的光年引擎带来一个乌云是，为什么动量守恒？我们可以不基于物理知识做自然哲学角度思考，正负电子湮灭，会产生光。其动量是如何守恒？或许是动量的产生？而动量最终会湮灭在真空，如光等电子辐射将会分散消失？又是什么限制住了光速？当类空调冰箱的原理不能解释电磁引擎、不能解决无工质推进更深层次的原理，将会带来物理新知识。只需要解释清楚动量（或者说这是一切星辰、粒子运动的源泉，不能用现在物理的动量来表达）是如何在核聚变、核裂变，正负粒子湮灭等现象中产生，然后又在湮灭在真空。这一个过程中的相对论公式不足以解释清楚？如果可以解释，那么是否能够脱离粒子的宏观实体而传递这个运动源泉（找不到合适词汇描述）。如果可以解释，是否可以认为，无工质推进只是利用核聚变、核裂变，正负粒子湮灭等运动源泉产生的运动，达成宏观实体不需要像化学火箭、电推一样的粒子分离就能实现空间内可控运动？

希望这个无工质推进不是乌云，而是一种可解释的现象。

本文所描述的原理是通过实验验证的。

这种麦克斯韦妖＋外部能量＋稳定在粒子相对方位的电磁场对粒子有序选择性的加减速的方式。及本文的所描述的原理是可以通过实验来验证的。这个实验也是我一直想做，而没有物质基础去做的。这个装置非常简单，使用一个优化的腔体（一定不会是Drive圆台形），腔体的材质是很薄的玻璃，在玻璃的某些部分可以掺杂一些特殊的元素。这个玻璃腔体的外表面足够光滑。使用电镀银、金或铜得到一个反射微波性能很好的共振腔。形成一个高强的变化磁场。从半导体微波发生器引出微波，经过波导到达腔体。将能源、微波发生器、腔体、波导都放在一个温度极低的水或冰容器里。再将这个装满水和实验装置的容器放在一个磁悬浮小车上。让这个实验装置在真空的环境下稳定地运行。如果磁悬浮小车能够定向移动。那么本文的解释是可以得到验证。

关于类Drive的驱动器应用。

如果本文的描述是可以行的，lightyear drive光年引擎的原理是可以行的。那么。不管这个力量是一千瓦1牛。还是一千瓦1微牛。其最终都能帮助人类解决光年跨越难题。也许，这里写不过是科幻。

那么我们科幻一下，如果人类实现了无工质推进，规模化的无工质推进。其科幻场景是什么样的呢？

刘慈欣的流浪地球将会是旅游地球。

沧海桑田不再被感叹，斗转星移已是家常。

人类可以在每一个恒星周围安家。太阳系八大行星都是宜居星球。人们可以把金星火星移到跟地球同一轨道，可以去木星运输氢气回来制造水。

生命将会在银河系、整个宇宙蔓延。这才是地球进化出人类的目的。智慧生命存在这个星球是有任务的。生命远行扩散，为每个生命创造更美好的生存空间是每个生命的责任，请承担起我们自己的责任。

审核编辑：符乾江