美发明家设计出“万年时钟”，不需外力能用一万年，原理是什么？

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不论你在做什么，是在工作和学习，还是在打游戏和睡觉，时间总向同一个方向不停流逝，永不会停止，而钟表是用来记录时间流逝的一种工具，在21世纪今天，时钟应用可以说是非常广泛，人造卫星，航天器，太空望远镜，手机，电脑等等都内置了时钟，时钟能让我们合理安排时间，准确告诉我们，现在应该去做什么事情。

在日常生活中，一块手表使用时长一般不超过15年，就算再精密手表使用年限不超过30年，而手机应用时长就更短了，因为碎屏和更换新机的原因，大多数手机使用一般不超过3年，但是现在有一个名为“万年时钟”的机械时钟据说可以在不需要更多外力的情况下使用10000年，它的原理是什么？

“万年时钟”由美国发明家丹尼·希利斯（Danny Hillis）于1986年提出构想，世界首富杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）的贝索斯探险队（Bezos Expeditions）出资4200万美元，由Long Now Foundation按设计制造，首台原型时钟已在20世纪末首次亮相，直径约两米，1999年12月31日开始工作。2000年1月1日0时，即跨年时刻，日期指示器从01999更改为02000，钟声敲响两次。

如今，首台原型时钟存放在英国伦敦科学博物馆，它既被看成是一项超长科学实验，旨在测试时钟内部机械零件耐力，将会创造吉尼斯纪录，未来它又可能被当作一个20世纪古董，如果没有其它特殊的原因，它将一直被存放在伦敦科学博物馆中，千百年后继续存在。

事实上“万年时钟”并非只有一台，截止2018年6月，美国旧金山梅森堡中心的Long Now Museum＆Store存放了一台原型机，美国内华达州伊利市附近的华盛顿山顶的Long Now Foundation也存放了另一台原型机，位于海拔3000米高度上。

可能有不少怀疑，上“万年时钟”真能持续运行1万年吗？如果真如设计者所说能够运行1万年，那么“万年时钟”将成为历史最悠久的高科技历史文物，我们来了解一下“万年时钟”内部的工作原理。

为何“万年时钟”被认为能运行10000年，原理是什么？

最初，希利斯考虑将电源作为“万年时钟”的动力，就像1840年开始实验的“牛津电铃”一样，180年后的今天电铃仍在敲击，继续几百年应该不成问题，但仍然无法能够让时钟运行一万年，由于无法满足要求，这套方案很快被拒绝。

随后，希利斯考虑了核电和太阳能系统，被称为核电池的放射性同位素热电发生器（RTG）是现在最先进核电池技术，RTG内部存放半衰期87.7年的“钚-238”氧化球，每过去87.7年，钚-238减少一半，几百年就基本没电了，要知道旅行者1号上同位素热电发生器（RTG）42年过去了电力剩下不到一半。而作为绿色能源的太阳能电池板系统就更不靠谱了，一般寿命只有20年，最多不超过50年，根本无法作为“万年时钟”的动力系统。

最后，希利斯决定使用巧妙方式来给“万年时钟”来提供永久动力，设计出一种能够膨胀或收缩的气密箱，它能根据每日温度变化和大气压力变化来获取能量，只需要昼夜温差变化超过6摄氏度，那么就可以创建足够压力，产生出相当于0.113焦耳能量，足够每天运行所需能量，所以“万年时钟”能获得源源不断动力，被物理学家认为能使用10000年。

然而这个世界上没有物品是不坏的，一辆汽车里程60万公里，但中途要经过多次维修，“万年时钟”也是如此，在未来1万年时间里不可能不需要维修，在设计之初，专家预计它需要定期进行人工维护，所以留下了人工上弦端口，不过这种方式至今还没有被使用过。

为了能让“万年时钟”安全地持续下去，对设计提出了几点非常特别要求，首先，时钟内部没有非常贵重零件，例如珠宝，贵重金属或特殊合金，因为这样很容易被某些居心不良的人惦记，存在肯定长久不了，其次，时钟的运行机制便于被人所理解，方便子孙后代去维修和维护。有趣的科学探索内容请关注唯一