“蛮”fundamental的问题

antimatter

什么是能量(energy)?能量守恒是观察出来的吗？还是有更基本的理论？

我读到电磁力学的时候，老师说能量可以说是储存在电流里，也可以说是储存在电场或磁场里。这是怎么一回事？好像连能量在那里我们都不能很准确的定义，可是偏偏物理所有的东西都在讲能量守恒……

llo_ol

能量的確切定義我不知道，

不過能量有以下幾個功能“：

1 能夠改變物體運動狀態
2 改變物質的形態


能量守恆是通過大量實驗結果統計而得

新人王伏羲

能量守恒在量子力学里是可以违背的，只要不被heisernberg uncertainty priciple禁止就可以了。。。。。

novidx

原帖由 新人王伏羲 于 22-4-2008 03:01 PM 发表
能量守恒在量子力学里是可以违背的，只要不被heisernberg uncertainty priciple禁止就可以了。。。。。

你确定吗？Schrodinger Equation 的推导，好像就是根据能量守恒。你可以举一些例子吗？？

我只知道能量守恒可以在相对论里被违背。E=mc^2，能量可以通过质量的消失而被创造。

llo_ol

我只知道能量守恒可以在相对论里被违背。E=mc^2，能量可以通过质量的消失而被创造。
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沒錯

在相對論裏，能量和質量是同樣的東西，或者換句話說：是一體的兩面

更不可思議的是，時間和長度竟然也是同一個東西，他們的單位都是秒；也可以是米（meter）。這嚴重違反了人們的直覺

antimatter

不，在中学的科学里就有读过了，总共有7、8种能量，原子能就是你所说的一种……这有一点被玩弄的感觉，明明是从质量创造出来的能量，却说那是能量的另一种形态，叫原子能……哈哈，所以就是这样，能量不能被创造和毁灭……因为总可以说成是另一种形态……

可是你不觉得很奇怪吗？如果你有读过牛顿万有引力学说，或是库仑定律，当两个质量，或电荷放在一起的时候，你可以算出它们之间的势能。可是这个势能是在哪里呢？质量或电荷里吗？还是说引力场或电场里？不说势能，就说最基本的动能好了，在不同的参考系里“测量”某个对象的动能都可以得出不一样的结果……

另外，我们也不能很确切的算出一个物体的总能量。我们最多只能算出能量的差……能量就是一个那么抽象的东西，你不知道它在哪里，你不知道它到底有多少，你不知道它是什么东西，可是无可否认，它是物理学里最重要的一个量(quantity)！你说奇怪不奇怪？

(有时读物理有些在魔法世界的感觉，因为看一些魔法的故事，通常都在说什么什么crystal 拥有着很强的能量，可却又不知道那些能量是什么东东……差别只在于他们的能量可以被创造和毁灭，我们只能想破头脑来算能量的差……)

注: 就算是海森堡的不准原理，长时间内，也必须遵守能量守恒吧!

antimatter

我对你说的“時間和長度竟然也是同一個東西”很感兴趣，有没有什么更深一层的解释吗？谢谢。=)

novidx

原帖由 antimatter 于 22-4-2008 08:37 PM 发表
不，在中学的科学里就有读过了，总共有7、8种能量，原子能就是你所说的一种……这有一点被玩弄的感觉，明明是从质量创造出来的能量，却说那是能量的另一种形态，叫原子能……哈哈，所以就是这样，能量不能被创造和毁 ...

你可以明确一点表达你所想表达的吗？？看了你的回答，还是不懂你所要表达的。

你懂为什么核能(E=mc^2)这么重要吗？它是除了太阳能(地球上所有能量都是直接或间接由太阳能转化的)之外，唯一人类知道的另一个能量来源，而且人类可以自己产生；当然太阳能也是核能，但它是不可控制的。当太阳的能量（质量）用完了以后，地球也会跟着毁灭。

[ 本帖最后由 novidx 于 22-4-2008 09:27 PM 编辑 ]

novidx

我想能量没有我们想得这么复杂。动能和位能（势能）是两个基本形式。

我不是读纯物理的，那位高手来帮忙解答吧。

llo_ol

原帖由 antimatter 于 22-4-2008 08:54 PM 发表
我对你说的“時間和長度竟然也是同一個東西”很感兴趣，有没有什么更深一层的解释吗？谢谢。=)

這是個相對論才有的東西，而且我也不太懂，就不好誤人子弟了


至於你那些所謂能量的問題，我也開始疑惑了

就拿動能來説：

如果一個物體A相對B以50m/s的速度移動，相對C卻是靜止的，那麽A的動能到底是多少呢？

新人王伏羲

原帖由 novidx 于 22-4-2008 04:00 PM 发表


你确定吗？Schrodinger Equation 的推导，好像就是根据能量守恒。你可以举一些例子吗？？

我只知道能量守恒可以在相对论里被违背。E=mc^2，能量可以通过质量的消失而被创造。

有，但是那个states存在极短的时间．在极短的时间内t<h/(2mc^2)可以从无变出一个质量ｍ的粒子，违背了能量守恒。这是所谓的虚拟粒子(virtual particle).
这些应该在exchange force model 里有讲到．．．．

如果一個物體A相對B以50m/s的速度移動，相對C卻是靜止的，那麽A的動能到底是多少呢？

对Ｂ来说，Ａ的动能应该是1/2*质量*c^2。但对Ｃ来说，Ａ的动能应该是０。应该是这样的吧。

[ 本帖最后由 新人王伏羲 于 23-4-2008 11:30 AM 编辑 ]

antimatter

原帖由 novidx 于 22-4-2008 09:18 PM 发表


你可以明确一点表达你所想表达的吗？？看了你的回答，还是不懂你所要表达的。

你懂为什么核能(E=mc^2)这么重要吗？它是除了太阳能(地球上所有能量都是直接或间接由太阳能转化的)之外，唯一人类知道的另一个能 ...

其实我没有很明确的问题…… 也不是没有啦，问题就是上面所问的咯！其实我对答案也已略知一二，只是不太想去接受……哈哈！

我想要表达的不是能量很复杂（或许它有一点复杂吧），但是是能量很虚幻，因为它不像是一个具体的东西，而是你怎么看它，他就有什么形态……

其实我们不能说什么是能量的“来源”，毕竟这有反能量守恒原则（能量是不能被制造）。虽说你可以把质量转换成能量（你称之“产生”），但当你把所有的质量转换成能量之后，就不能再多产生一点能量了吧！所以说能量守恒原则还是不被违反的……

另外，核能不是当核聚变或核裂变之后“产生”的能量叫核能。比如说核爆之后产生了光和热，那些都被称之光能和热能，而不是核能。核能是当能量转换成质量的时候，储存在质量里的。比如你可以说碳(Carbon) 有核能，即使它没有发生核聚变或核裂变，因为碳有质量，它可以（经过一定的过程）把质量转换成能量，而不是无中生有的产生能量。又比如，当球自由落下的时候，它落下的能量，我们称之动能，而不是引力势能；我们说势能转换成动能。同样的道理，当核聚变或核裂变发生时，我们说核能转换成光和热能，而不是称那些光和热为核能。这样可以明白了吗？

哈哈，又不明白我要表达什么了是吗？就是说能量和质量的兑换之间并没有“产生”能量，而还是一样的只是能量状态的转变（即从核能转换成热能和光能）。

antimatter

原帖由 llo_ol 于 22-4-2008 09:52 PM 发表



如果一個物體A相對B以50m/s的速度移動，相對C卻是靜止的，那麽A的動能到底是多少呢？

这应该就像新人所讲的吧（只是对B来说，A的动能是1/2*质量*v^2，而不是c）！所以说能量是不是很奇怪咧？不同参考系看同一个物体，动能就不同了！

antimatter

原帖由 新人王伏羲 于 23-4-2008 11:20 AM 发表

有，但是那个states存在极短的时间．在极短的时间内t<h/(2mc^2)可以从无变出一个质量ｍ的粒子，违背了能量守恒。

确实是这样，不过人们还是说海森堡的不准原则没有违反能量守恒原则，因为长时间内，它（不准原则）还是必须遵守能量守恒原则的。所以我有时在想，到底是物理世界的东西本来就遵守能量守恒原则，还是人类一早就先认定能量守恒原则是正确的，再从那里发展物理学的其他东西，然后到最后自圆其说的“证明”能量守恒原则还是对的……就算是不对，（比如不准原则）还是硬硬把它说成是对的。（就比如一个法官，如果他一早认定某个犯人有罪，那么，不管他怎么验证，他得出犯人有罪的几率还是会比较高吧？这在乎你本来的“偏见”会引导你接下来的思绪……也就是说如果你一早认定能量守恒原则是对的，这个概念已经烙印在你脑海中，那么你接下来验证的时候，都会趋向证明它是对的。）

llo_ol

原帖由 antimatter 于 23-4-2008 12:10 PM 发表


这应该就像新人所讲的吧（只是对B来说，A的动能是1/2*质量*v^2，而不是c）！所以说能量是不是很奇怪咧？不同参考系看同一个物体，动能就不同了！

動能會因爲參照系不同而相異，而勢能卻不會，這是不是很奇怪呢？

新人王伏羲

原帖由 antimatter 于 23-4-2008 12:37 PM 发表


确实是这样，不过人们还是说海森堡的不准原则没有违反能量守恒原则，因为长时间内，它（不准原则）还是必须遵守能量守恒原则的。所以我有时在想，到底是物理世界的东西本来就遵守能量守恒原则，还是人类一早就先 ...

赞同。很多人都是被现有的知识锁住，不能突破。。。。可是如果能量守恒不是正确的话，那么可能物理的所有理论，原则都要重写。。。。

動能會因爲參照系不同而相異，而勢能卻不會，這是不是很奇怪呢？

可能是因为势能不被motion所影响，只是被位置影响，所以不同的参考系也可得到一样的答案．．．．

novidx

原帖由 antimatter 于 23-4-2008 12:00 PM 发表


其实我没有很明确的问题…… 也不是没有啦，问题就是上面所问的咯！其实我对答案也已略知一二，只是不太想去接受……哈哈！

我想要表达的不是能量很复杂（或许它有一点复杂吧），但是是能量很虚幻，因为它不 ...

当你把质量看成是能量的另一种存在形式，就不存在“能量产生“的问题。我对这个还很有疑问，但不知道答案，不知道要赞成你还是否定你。我觉得这个可能跟最基本的Particle Physics有关系。

还有所谓的暗物质，暗能量，好多迷啊？！？

novidx

原帖由 antimatter 于 23-4-2008 12:37 PM 发表


确实是这样，不过人们还是说海森堡的不准原则没有违反能量守恒原则，因为长时间内，它（不准原则）还是必须遵守能量守恒原则的。所以我有时在想，到底是物理世界的东西本来就遵守能量守恒原则，还是人类一早就先 ...

有时候感觉到，讨论物理到最后，好像在讨论哲学，宗教。

人类在尝试着最大的努力去了解自然现象背后的原理，但是真正的答案可能永远不会有人知道，直到人类灭亡。

[ 本帖最后由 novidx 于 23-4-2008 05:04 PM 编辑 ]

llo_ol

我懶惰想了，交給上帝吧

kensai

原帖由 antimatter 于 22-4-2008 11:59 AM 发表
什么是能量(energy)?能量守恒是观察出来的吗？还是有更基本的理论？

我读到电磁力学的时候，老师说能量可以说是储存在电流里，也可以说是储存在电场或磁场里。这是怎么一回事？好像连能量在那里我们都不能很准确 ...

很有深度的问题，你是对的
能量守恒是观察出来的，experimental result
暂时还没有一个理论可以proove 到这个东西

就好像会什么 F= dp/dt, 为什么 For every force, there is an equal and opposite reaction?

这些 都是fundamental law of physics, theory proove 不到的

原帖由 novidx 于 22-4-2008 04:00 PM 发表


你确定吗？Schrodinger Equation 的推导，好像就是根据能量守恒。你可以举一些例子吗？？

我只知道能量守恒可以在相对论里被违背。E=mc^2，能量可以通过质量的消失而被创造。

真正的Equation 是 E= gamma mc^2,这个是conserved 的，能量守恒还是被遵守
E=mc^2是 special case,这里能量守恒还是被遵守

这些是我读SR 时读到的，我还没有读到 GR,
所以可能有错误