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    张祥前 能量的本质是什么

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    张祥前DS 发表于 2019-3-23 17:37 | 只看该作者
    作者张祥前交流微信zhxq1105974776

    在经典力学中,人们一般认为物体以速度V【本文没有特别标注情况下大写字母为矢量,下同】运动时候具有的动能Ek =  mv2/2【v是V的标量形式】,动能反映了物体在空间中的运动程度。

    动能是能量的一种。

    经典力学中还有势能概念。比如,地球表面上存在着一个质量为m的静止物体,这个物体虽然是静止的,但是有能量,具有势能Ep = m g h【Ep为重力势能,g是地球表面重力加速度,  m为物体质量,在大多数情况下,h为物体距离我们设定的参考平面的高度】。

    在电磁学中,电荷同样具有动能和势能,但是,电荷的动能和势能不能用经典力学动能和势能公式来描述。

    在点电荷电场中,点电荷的电势能公式是:

    Ep =k Q q / r

    其中,Q是静止点电荷电量,q是在电荷Q附近产生的电场中运动点电荷,r是两个点电荷之间的距离,k是比例常数。

    到了相对论,人们对能量的认识更进一步,相对论认为一个质量为m。的静止物体,具有静止能量E。 = m。c2

    当这个物体以速度V【标量为v】运动时候,质量变成了m,并且具有运动能量E =m  c2

    而经典力学中动能Ek = mv2/2为:

    Ek = mv2/2 = m  c2﹣m。c2

    相对论拓宽了人们对能量的认识,使人类认识到静止的物体蕴含了巨大的能量。同时使人们认识到物体的质量能量可以相互转化。

    但是,相对论对能量的认识,有着两个不好结果。第一不够彻底,没有指出能量的本质,不能够给能量下一个严格的定义。第二使人认识误入歧途,使人们错误的认为物体的质量变成了能量形式,实在的物体就变成了虚无而消失了。

    统一场论【百度统一场论6版可以搜到】对能量的认识彻底,不但指出相对论能量方程的错误,而且给出了能量严格的定义。

    统一场论的基本原理认为:

    宇宙由空间和物体组成,其余统统不存在,其余都是我们观察者对物体在空间中运动或者物体周围空间运动的描述。

    能量是:

    物体相对于我们观察者在空间中运动程度【动能的来源】或者物体周围空间的运动程度【静止能量和势能的来源】。

    从统一场论给能量的定义中,可以看出,能量的存在需要4个条件:

    1,        物体。

    2,        观察者【特殊情况下物体和观察者可以为一个东西】。

    3,        空间。

    4,        运动。

    没有以上4个条件,能量是没有意义的。那些说真空存在能量,说可以从真空中获取能量的自由能源都是错误的,永远也不会成功的。单独存在着质点,单纯的空间都没有能量,没有观察者,能量也没有意义。

    在统一场论中,把空间分割成许多小块,每一小块叫几何点。通过描述几何点的运动就可以描述空间本身的运动。

    统一场论认为,宇宙任何一个物体【包括观察者身体】周围空间都以光速、以物体为中心辐射式运动,空间这种运动给观察者的感觉就是时间。

    对于任意一个物体o点,相对于我们观察者静止的时候,周围许多几何点以o点为中心,像四周辐射式运动,产生了n条几何点的位移线。

    在统一场论中,o点的质量m取决于周围几何点的位移线条数n。

    相对论中质能关系公式E。 = m。c2在统一场论中得到了解释,物体具有静止能量原因是问题周围空间本身已光速辐射式运动造成的。

    物体的质量和静止能量都反映了物体周围空间光速运动程度,质量表现为散度,反映了物体周围空间光速运动程度。

    而能量可以反映物体周围空间波动程度。统一场论给出了物体周围时空是一个波动过程,波动速度是光速。

    静止能量和质量从不同的角度出发,去反映物体周围光速运动空间的运动程度,二者都是物体具有的一种性质,可以相互转化是正常的。

    但是,如果我们说实在的物体可以转化为虚无的空间,变得没有了,这种认识是错误的。

    下面我们来说一说统一场论给出的能量方程,是如何纠正相对论能量方程的错误。

    设想一个质量为m的火车相对于我们地面的观测者以匀速度V【V的数量为v】直线运动,地面的观测者认为这个火车有动能 mv/2 ,而火车上的观测者认为火车的速度为零,因而动能为零。

    所以讲,现代物理学认为动能相对于不同的参考系是不守恒的,一个物体具有的动能在不同的观测者看来是不一样的。

    但是,统一场论有着不同的看法。统一场论认为一个物体具有能量在相互运动的观测者看来数量是一样的,能量对于不同的参考系仍然是守恒的。不同的观察者看到的只是质点运动形式有所不同,而质点总的能量是不变的。

    统一场论认为任何一个相对于我们观测者静止的质点o点,都不是真正的静止,其周围空间以o点为中心、以光速度C【统一场论认为光速为矢量时其方向可以变化,模不变】辐射式运动。

    因而任意一个相对于我们静止的质量为m’的质点o,统一场论认为都有一个静止动量m。C,当o点相对于我们观测者以匀速度V直线运动时候质量为m,相对论和统一场论认为都认为o点周围空间的光速运动在V的方向上不变,但是,在V的垂直方向上,光速率c变成了

    √(c- v),

    写成矢量形式是C- V, 由于光速不变的限制,C- V和V满足相互垂直的直角三角形函数关系。也就是

    C·V = v c  cosa = v2

    a为V和C之间的夹角。

    以上的统一场论动量公式P = m(C-V)为矢量形式 ,其标量形式为:

    p = m。c = mc√(1- v/c)

    对上式方程两边乘以光速率c,就是统一场论能量方程:

    e = m。c 2= mc2√(1- v/c)

    m。c2为o点的静止能量,这个和相对论的看法一致,mc2√(1- v/c)为o点以速度v运动的时候的能量,这个和相对论的看法稍稍不同。

    相对论认为o点以速度运动的时候能量为mc2,这样相对论认为o点静止时候的能量m。c和以速度v运动的时候能量

    mc2是不一样的。

    而统一场论认为,o点以速度v运动的时候能量为mc√(1- v/c)和静止能量m’c是相等的。

    统一场论这种看法表明质点能量的量必须相对于一个确定的观察者才有意义。不指明相对于那一个观察者,讨论物体能量没有意义。

    m。c是相对于o点静止的观察者测量的,mc√(1- v/c)相对于o点以速度v运动的观察者测量的。而无论那一个观察者都不会测量出o点具有能量mc。

    统一场论强调了不同的观测者,看到了能量有不同的表现形式,而总的能量的数量与观测者无关,观察者不能改变物体总的能量。这种观点应该比相对论的观点要合理一些。

    统一场论能量方程和经典力学的动能公式有什么关系呢?

    经典力学认为,一个质量为m的质点o点相对于我们观测者以速度V【数量为v】运动时候,在我们观测者看来,具有动能 Ek = 1/2 mv。

    将统一场论能量方程

    e = mc√(1- v/c)

    中√(1- v/c)用级数展开为1- v/2c-

    略去后面的高次项,

    e ≈ mc- mv/2

    由e = m’c可知m’c≈ mc- mv/2,

    mc- m’c≈ mv/2,

    这个表明经典动能是物体以速度v运动的时候引起静止能量发生变化的变化量。

    对于光子,相对论和统一场论都认为光子动量为P = mC,光子能量为e = mc

    但是相对论能量方程对光子的动量和能量的来源解释是混乱的,逻辑上讲不通。

    而统一场论动量方程和能量方程很容易解释光子的动量和能量。

    在统一场论动量方程P = m(C-V)中,当光子静止质量为零,其静止动量也是为零,光子运动动量mV = mC,这个表示光子运动速度达到了光速,。

    统一场论能量方程e = mc√(1- v/c)用级数展开为:

    e = m。c = mc(1- v/2c-)

    当光子的静止质量为零,静止能量也是为零。

    光子运动能量 mc= v/2c+),这个表示光子动能为mc,光子只有运动能量了。

    一个相对于我们观测者静止的质点质量为m。,相对论认为有一个静止能量E = m’。c,意思是指这个质点周围n条几何点的光速的平方,n的大小取决质量m。

    统一场论给出了电场力可以表示为Cdm/dt 【d是微分的意思,t是时间,C是矢量光速】,磁场力可以表示为Vdm/dt【V是带电粒子运动速度】。

    相应的,电场能量可以表示为C∫t1,t2  dm/dt ,磁场能量可以表示为V∫t1,t2 dm/dt。电磁场能量是质量变化所形成的,而引力场能量是速度变化形成的。



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