能量自由转化、“有限”宇宙及周期律

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1、能量自由转化 ，“有限”宇宙及周期律第一节 理论及初步论述能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物 体转移到另一个物体，而总的能量保持不变。俄国学者 罗蒙诺索夫能量守衡定律是被无数事实证明了的，但是，仔细观察一下这条定律在现实中的应用， 我们就不难发现还有一个很重要的前提：即能量从一种形式转化成另一种形式时需要通过 一定的途径，而且必须要通过一定的途径。比如，要把电能转化为机械能，需要利用电动 机；要把机械能转化为电能则需要利用发电机(当然，有时候发电机和电动机即为同一个 体)；假如要把电能转化为热能，则需要利用电炉等当然，在这些转化过程中总的能 量并没有发生

2、变化，并且实现这些转化的途径也不是唯一的：要把电能转化为机械能可以 通电使线圈产生强磁场驱使铁器移动；电能转化成热能则只需使电流流过电阻即可实现； 压迫石英晶体即可以实现机械能与电能的转化。 那么，我们换一个角度来考虑问题：能量是否可以不必通过一定的途径就能进行转化 呢？就是说，能量可以自由转化：要把电能转化成热能，可以不必利用电炉，也不必 让电流流过电阻就能实现；电能转化成机械能也不必利用电动机；机械能转化成电能也不 必利用发电机、压迫石英晶体等；任何一种能量转化时，也不必要通过任何途径，不必依 靠任何介质就可以实现。 物理学的发展史表明，人类总是先发现一些特例，然后才发现包含这些特例的普遍

3、规 律：阿基米德的浮力定律人们本来发现可适用于水中，后又发现在所有的液体及气体中同 样适用；光，人们认识到它的波动性因为光的干涉现象，后来又因为光电效应的存在， 认识到了它的微粒性，从而对光的波粒二象性有了完整的理解；又比如，人们先发现电流 流过导体时在导体的周围可以产生磁场，后来又发现在磁场中运动的导体也可产生电流， 从而揭示了磁电的互换性。 能量守衡定律的发现相信是又一个例子：先是发现能量可以通过一定的途径进行转化 我们现在所接触到的所有现象都是这样；后来将发现能量可以自由转化，不受任何条 件的限制。事实上，世界上只存在一种能量（能是物质的存在和表现形式，任何一种能量 都可以认为是代表相应

4、的物质只计较物质的质量，而不计较物质的种类），由于它所 表现出来的形式不同，使人们对它的感知也不同，因而人为地把它分成各种形式，如热能、 机械能、电能等它们之间为什么可以相互转化？我们可以解释：因为它们都是能的一 种，同样的理由也可以很容易地理解：任何能量之间的转化在理论上是可以不必受限于任 何条件的只要它们等值。 有许多事情一直令人们感到困惑：如92年奇人杂志增刊，刊84年10月8日我国回 收落入河内卫星，起用有特异功能的张宝胜确定卫星水底位置，最后打捞成功；而一直困 扰人们的“不明飞行物”及其不可思议的飞行路线、飞行状态的突变、超光速的飞行速度， 以及当不明飞行物出现时所发生的许多不可思议

5、的事情又是怎么回事？（而此类报道比比皆是）离人类最近的几个星球被证明是没有生物存在的而且距离我们有几百万光 年的距离。所谓的“外星人”驾驶的“不明飞行物”难道是经过几百万年，甚至更久时间 的飞行到达地球的吗？(根据相对论，当物体以光速为其飞行速度飞行时，时间相对于这 个物体来说是静止的。只对其它不以光速飞行的物体是消耗时间的。所以我们说太阳光到 达地球需花费八分钟多一点的时间，这个时间是对我们地球以及地球上的一切相对而言的。) 爱因斯坦的相对论以及许多基于相对论的物理定理都是以光速为宇宙中的最快速度， 并确认光速为宇宙中的最快速度为前提的。“不明飞行物”的许多现象很难证明都是地球 人所为，而如

6、果以“外星人”的存在来解释的话，唯一可以理解的是确有超光速存在。用 相对论来解释超光速的存在，以及超光速时可能出现的情况已是力所不能及了。那么，用 基于能量守衡定律的能量可以自由转化理论是否可以解释这一切？毫无疑问这是可以的。 那些利用现在人类所掌握的知识无法进行解释的一切现象，用这个理论就可迎刃而解了 世界上一切事物的存在以及表示这些事物存在而表现出来的各种现象都是能量的转 化罢了。放眼宇宙，能量无处不在：我们所接触到的一切都是能及其转化所产生的，解释 这多彩的世界自然也可以用能及其转化的观点。第二节 能量的转化及其来源爱因斯坦的质能方程式=2，（能量=质量光速的平方，都采用基本单位。) 以

7、及可以证明这个方程式的核裂变、核聚变以及自然放射性元素衰变的事实存在，使人惊 叹贮藏于物质之中的巨大能量，证明了物质是能量的高效、巨大的存贮库。同时也说明了 物质其实也是能的一种表现(存在)形式。因为物质也可以通过一定的途径转化成其他形式 的能。但是现在能够实现质能转化的途径只有通过核裂变，核聚变及放射性元素自然衰变 这少许几条，而且能够通过这几个途径进行质能转化的材料种类以及其数量非常有限。这 些质能转化过程中真正转化为能量的质量损耗也很小，大部分成为衰变产物或聚变产物。 虽然又有一种理论认为在核爆炸过程中其实并不存在真正的质量亏损，因为反应物所 亏损的质量变成了光子等物质，并由其携带巨大的

8、能量在以光速运动时的光子质量为 其静止质量的五倍（也有认为以光速运动的光子是没有质量的，即质量为零，但光子以光 速运动显然是带着极大的动能的，根据相对论质能方程式，它又可以随时变为质量。否则， 质量为零的光子以光速运动，理论上它的动能应该为零，因为光子的质量为零，但实际上， 当我们被暴露在阳光下时，可以明显地感到阳光的热，虽然其中主要是红外线携带的能量， 但实验可以证明，光子是带有能量的。显然，光子携带的能量不为零。）但是，光子的质 量其实只是其静止的质量，因高速运动而携带的巨大能量（质量）在光子最终碰撞到任何 其他物质而速度衰减时，必将将一部分能量（质量）传递给了其他物质。最终，光子还是 光

9、子，或干脆连光子的能量（质量）也完全转移到了另外的物质中。在这个过程中，光子 只是起了一种载体的作用：将核爆炸反应物所亏损质量后释放的巨大能量携带并最终还原 成质量。即物质不能变为纯粹的能。这当然是对的，当这些能最终释放时，仍将还原成质 量。显然，能是物质（质量）的表现形式，而物质（质量）则是能的贮存形式或相对静止 形式，能量守衡显然应是能量质量守衡。 爱因斯坦的质能方程式同时告诉我们：能量也可以密集成物质。但是以现在人们所掌 握的技术来看，人类尚不能用人工方法实现这种转变，其中一个很重要的原因就是在能源 供应日趋紧张的今天，研究这个过程极不现实。人类所发现的许多现象首先总是在自然界中存在，然

10、后人们去研究它，最终用人工方法制造出这些现象。能质转化现象也应该不例 外： 太阳内部的热核反应使自己每秒钟向宇宙放出 3.81026焦耳的能量，地球接收到其 中的二十亿分之一，约为 1.71017焦耳的能量。地球的质量为 6.01027克，地球从产生 到现在的年龄为 46 亿年。根据牛顿第二运动定律，即加速度定律，地球每秒钟从太阳所 接收到的能量假如是用来对地球的自转速度加速的话，那么，对地球的加速度将为 1.71017J/S(6.01027g103g/Kg)=2.8310m/s2，在地球存在至今的 46 亿年内的 时间从太阳所接受的能量将使地球加速到2.8310m/s23.6103s/h2.

11、410h/d3.65102d/y4.6109y，结果约为 4.11109m/s 之巨，远远大于光的传播速度。也就是说，就算地球自转的初速度为零，太 阳提供的能量也可以把它加速到 4.11109米/秒。而实际上，现在地球自转一圈经过的 距离为 4 万公里，即 4.0107米，所花费的时间为 23 小时 56 分多一点，即 86160 秒多 一点。据此可以算出地球的自转速度约为 464m/s，与 4.11109m/s 相差 8.86106倍。 当然上面所算的太阳对地球自转速度的影响是假设把地球所接受的能量全部用来对地球加 速上；假如除去事实上地球对太阳 54%的能量反射，(即算有 99%的能量反射

12、，后面几个例 子也是有意义的。)加速度也可达到 4.11109m/s246%，约为 1.89109m/s2，也将是地 球现在自转速度的 8.8610646%4.08106倍，也即只要用四百零八万分之一的能量 用来对地球加速就可把地球的自转速度从零加速到现在的速度。而其实，地球由于受万有 引力的影响，除了具有一定的公转速度之外，也应该具有一定的自转速度。即地球早期的 自转速度不可能为零。不过，我相信可以肯定，地球早期绕太阳公转的速度与今天必定存 在差异，即公转一周未必正如现在一般为 365 天，也即初期地球刚形成时一年的天数，每 天的小时数等，都未必会与今天相同。假如地球所接受的能量全部用来对地

13、球加热，设若地球的比热与比热比较大的水的比 热一样大，即1卡/克，地球的初时温度为零摄氏度，则地球这46亿年内所吸收的热量 为1.71017J/S3600s/h24h/d365d/y4.6109y4.25.871033K（卡）。(其中 4.2是热功当量的换算系数。)这些热量可以把地球加热到5.871033K(1K/g 6.01027) 9.78105。就算地球最初的温度为绝对零度(-273.15)也完全可以使 地球汽化，并且实际上地球的平均比热比水的比热要小得多。(干泥土的比热只有 0.22K/g，水的比热为1K/g，虽然水占据了地球表面积的71%以上，但构成地球质 量的绝大部分并不是水，因为

14、地球的直径远远大于水的深度。)这些热量只需其中的很小 一部分用于对地球加热就可以把地球从绝对温度加热到适于生物生存的温度。同样算上54%的 能量反射，也只需其中的很小一部分。而且根据我们现在的理论，早期地球上的表层温度 绝不可能为绝对零度：现在我们认为达到绝对零度时，分子或原子将停止运动，物体不具 有热能，内能为零，绝对零度是最低温度。 假如把地球所吸收的热量形成汽油贮存起来：汽油的燃烧值为1.1104卡/克，则 5.871033（1.1104）46%2.451029克。这比地球本身的质量还要大上四十多倍， 也就是说，与地球同等质量的汽油完全燃烧所产生的热量也只及地球46亿年内从太阳所吸 收热

15、量的不足四十分之一。 除上面这三个途径其中形成汽油一条途径还可指地球上的一切燃料，(不包括核燃料。 )汽油因其燃烧值较大，用来举例。虽然氢的燃烧值比汽油还要大上三倍，并且地球上的 氢颇为丰富。但由于水中的氢要把它分离出来所耗费的能量与其燃烧后放出的热量从理论 上来说是一样的，故不作评述。就算水中的氢能解离出来为我们所用，其所能放出的热量 也比不上与地球同等质量的汽油完全燃烧所放出的热量。而地球上游离氢的含量则极小。(水的分子结构式为H2O)所消耗、贮存的不足地球吸收的热量的百分之三的能量外，最重 要也最有可能的一个途径只有能质转化了。(到现在为止，我们认为物质是能量的最高密 集体。)那么，这些

16、能量能转化成多少物质呢？计算可知为 （1.71017J/S3600s/h24h/d365d/y4.6109y）（3105）2 46%1.261023g乘以97%（设若其他各种方式贮存的吸收能量占3%）的比例，约为 1.221023g，不足地球质量6.01027g的四万分之一。这是目前为止唯一可以解释地球所 接受的巨大能量的贮存形式。由此可以推断，早期地球的质量略小于今天地球的质量。除 非地球尚有一种质量亏损的途径，如向宇宙空间释放能量（辐射或是其他方式），否则早 期地球质量自然应该小于现在的地球质量。当然，还有一部分能量存在地壳内部的高温层 内，但其所占的比例肯定是极小的。 在人类社会漫长的历史进行程中，人们用燃烧贮有太阳能的燃料来取得能量，这些能 量大多都产生热能。但是在人类的发展史上，尤其是近代工业的飞速发展，对能源的需求