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名利守恒，恶囹相随
liu005777 2016-5-4 15:59
—— 有感于高山院士英年早逝 古人云：命中有时终会有，命里无时莫强求 有待遇就有考核，有诱饵必藏着钓钩 生命由多重因素复合成 每一个因素都有终止的时候 当一切享受都已用尽 等待的只有牢狱囚身 当某一因素过早获取 剩下的就是轮回来生 世界兴能量守恒 人生讲名利一定 超越程序与自我 激情过后是悲悯 目标过多常爬坡 目标太大要压垮 追名逐利要适当 得失尽量保健康 美酒需要时间酿制 顶峰依靠跬步累积 时间不到众人斥责 名利催人生命早息 据长江日报 发布时间：2016/5/4 9:21:48，2016年5月3日5时55分，中国科学院院士、中国地质大学（武汉）地球科学学院教授 高山 ，因病医治无效在汉逝世，享年54岁。 标题的后半部分更适于身陷牢狱的贪官
个人分类: 随笔|1799 次阅读|0 个评论
守恒：参考文献数与期刊因子的相关性
热度 2 zlyang 2015-5-28 10:22
守恒：参考文献数与期刊因子的相关性 在 诸平 老师 2015-05-18，《参考文献数与期刊因子的负相关并非偶然个案（修改稿）》 http://blog.sciencenet.cn/blog-212210-891014.html 里， 俺认为： （1）对于热门期刊，一定是负相关的； 对于冷门期刊，需要研究。 （2）换言之，当期刊总量、文章总量不变时，增加参考文献的数量，一定引起期刊影响因子的增加。 当期刊总量、文章总量的增加速度，低于参考文献数量的增加速度时，一定引起期刊影响因子的增加。 貌似被诸老师的进一步研究所证实。 诸平，2015-05-25，《我国几种期刊参考文献数与期刊因子的相关性：正、负相关均有》 http://blog.sciencenet.cn/blog-212210-892948.html 诸平，2015-05-27，《top1100（2013）: Refs.与期刊因子相关性不显著》 http://blog.sciencenet.cn/blog-212210-893579.html 诸平，2015-05-28，《926种出版物：参考文献数与期刊因子呈现负相关》 http://blog.sciencenet.cn/blog-212210-893696.html 敬请诸平老师的批评指正！ 相关链接： 刘立，原著：Diana Hicks，et al，2015-04-23，NATURE发 表“恰当运用科学计量学进行科研评价十原则莱顿宣言” http://blog.sciencenet.cn/blog-71079-884649.html Diana Hicks, Paul Wouters, Ludo Waltman, Sarah de Rijcke Ismael Rafols. Bibliometrics: The Leiden Manifesto for research metrics. Nature, 520(7548): 429-431. 23 April 2015. http://www.nature.com/news/bibliometrics-the-leiden-manifesto-for-research-metrics-1.17351
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最易混淆和错误理解的两个基本物理量—质量与能量
热度 5 chenfap 2013-12-30 10:22
最易混淆和错误理解的两个基本物理量—质量与能量 最近在网上偶然看见有人建议用汉字书写比赛的方法来纠正对汉字的误写，还提到‘冒’字是最易写错的汉字，人们常误把‘冒’字中‘目’之上的两横和两竖相连接，而应当是分开的！。这使我连想到，在物理学中有两个基本物理量，即质量与能量，最易混淆和错误理解；虽然这几年有些中文物理杂志，如《大学物理》、《物理》等，常刊登一些说明质量与能量有何区别的文章，本博也发表过好几篇强调质量与能量有所不同的博文，然而从网上可以看到，还是有不少人对质量与能量这两个基本量，有着错误的理解和混淆。为了改变这种现象，是否也可采取对物理概念进行分辨比赛的方法来纠正对物理概念的混淆和错误理解呢？对物理概念的混淆和错误理解之纠正不是小问题，因为一个国家的科学技之发展与提高是建立在国民的科学知识水平之上的。 关于质量与能量的物理概念之涵义、它们的基本特性和与物理规律的联系、以及它们彼此的区别，本博已作过比较详细的介绍，就不再重复了。下面只列出一些比较，供大家参考： 1 、质量是用来描述物体惯性的大小以及用来大致比较物体所含物质多少的物理量，而能量是用来描述物体做工之本领和所处状态的物理量。一个物体的能量不仅与其质量有关，还与其运动状态有关。故质量与能量并不彼此等价。 2 、在相对论的 4 维表述中，质量是标量，而能量是 4 维向量的时间分量。 3 、在相对论中存在能量守恒定律而不存在质量守恒定律。 4 、一个物理体系的质量有可能全部消失而仅出现能量（如正负电子湮没为光子，光子质量为 0 ，能量不为 0 ），而一个物理体系的能量不可能全部消失而仅出现质量（即除质量外，这个体系的能量为 0 ）。
个人分类: 未分类|5138 次阅读|12 个评论
关于相对论中不存在质量守恒规律的对话
热度 2 chenfap 2013-11-23 12:54
关于相对论中不存在质量守恒规律的对话 乙：此博曾发表过博文，认为在相对论和基本粒子理论中，不存在质量守恒规律，我认为其证明可能有错误。因为在证明中只考虑了粒子的质量，没有考虑了粒子之间的相互作用所对应的质量，但粒子之间的相互作用是具有能量（势能或结合能）的，而一定的能量要对应着一定的质量。 甲：这个证明可能说的不够详细，但我认为它没有错误。在相对论和基本粒子理论中于一定的条件下，一个物质体系可以全部用粒子来表达。若采用这种表达，当两个粒子存在相互作用时，其中一个粒子放出表示该相互作用的虚粒子，之后另一粒子则吸收这个虚粒子。所说的证明就是采用这种看法的，要注意虚粒子也有能量和质量的，故证明中应包括了虚粒子（但未强调指出，这是缺点！）。既然整个物质体系（包括相互作用）全部用粒子来表达了，就不应当再重复考虑势能或结合能所对应着的质量。 乙：一个物质体系也可以部分用粒子、部分用场来表达；如果用场来表达相互作用，这相互作用的能量和质量就应当考虑吧，结果会如何呢？ 甲：对。如果用场来表达相互作用，这相互作用的能量和质量就必须考虑。但要
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质疑所谓“Bs介子新的实验结果，及其分析结论”
可变系时空多线矢主人 2011-7-12 20:50
质疑所谓“Bs介子新的实验结果，及其分析结论” 1 ．宇宙大爆炸和物质和反物质彼此湮灭的观点 粒子物理标准模型认为： 宇宙诞生伊始，物质和反物质一样多。 物质和反物质相遇后会立即湮灭。 那么，星系、地球乃至人类就都没有机会形成了。 因此，有科学家进而提出，可能是由于物理定律存在轻微的不对称，使粒子的电荷不对称，导致宇宙大爆炸之初生成的物质比反物质略多了一点点，大部分物质与反物质湮灭了，剩余的物质才形成了我们今天所认识的世界。 这就把“生成的物质比反物质略多”与“物理定律存在轻微的不对称，例如：宇称不守恒（CP-violation）”联系起来了。 2 ．Bs介子新的实验结果，及其分析的结论 英国《新科学家》网站7月6日报道： 美国费米国家加速器实验室（Tevatron）Dzero实验小组成员、英国兰卡斯特大学的格纳迪·鲍里索夫表示，Bs介子是非比寻常的粒子，因为其能变成自己的反粒子又变回来，这使它们成为研究宇称不守恒的完美对象。 此前就有科学家预测，Bs介子里可能含有额外的宇称不守恒。 牛津大学的盖·威尔金森表示：“异常高的宇称不守恒最有可能解释物质和反物质之间的不对称。” 去年，Dzero实验小组的科学家研究了制造出Bs介子的质子和反质子之间的碰撞，Bs介子接着衰变为介子。该团队发现，介子比反介子更多。 而认为，这是发现了迄今最大的宇称不守恒。 并且，标志着：制造出的物质比反物质更多，正如宇宙诞生之初的那样。 然而，随着收集到的数据越来越多，科学家们开始对新的发现感到无所适从。 现在，鲍里索夫和同事重复了该研究，新结果支持原来的结论。 剑桥大学的凡尔伏·吉布森表示：“这个结果并不能解释所有与物质—反物质不对称有关的问题。但是，它可能标志着新的物理学。” 迄今为止，世界上最强大的加速器——大型强子对撞机（LHC）都没有探测到超对称的迹象，所谓超对称粒子的存在性，也令很多理论物理学家非常担心。 因而，Dzero科研小组的发现，可能正是他们孜孜以求的线索，他们表示，超对称性很容易解释这个测量结果。 科学家们表示，不管如何，仍然需要更进一步的研究来解释为何宇宙中只由物质充满；而无反物质。 3 ．本 的有关论点与论据 3 ． 1 ．正、反粒子并不相互抵消 通常认为电子和正电子对撞会只是产生一对光子。 但是，这并未能在“能量与动量守恒与转化”方面得到具体实验的充分证实。 本 按所创建的《时空可变系多线矢世界》新理论体系，在全面满足“能量与动量守恒与转化”的条件下，重要的结果是由电子、正电子在强力作用下，结合为激发态的中微子，再经一定的弛豫时间放出相应的光子，而转变为稳态的中微子。由于中微子是电中性的，且静止质量很小趋近于 0 ，在现有一般实验中观测不到，而忽视其存在。 这是对现有通常认为电子和正电子对撞会只是产生一对光子观点的重要修正。有重要的理论意义和实际作用。 而且，微中子与反微中子都是由电子与正电子相互作用下结成的，只有正负电荷互换的差别，但两者不能相互抵消，表明：正负电荷互换不守恒。 正 介子与负 介子 , 正 介子与负 介子 , 以及更重的正、反介子等等也都是由相同较轻的正、反粒子相互作用逐次结成的，只有正、反粒子互换的差别，但两者也都并不能相互抵消。 正 介子与负 介子各 ~139.59 兆电子伏 , 其相应的结合能和稳定性也都较正 介子与负 介子 , 有所下降。平均寿命降到 ~2.55 秒 而由正、反的重介子，以及较轻的正、反粒子等等也并不相互抵消，而是逐次结成各类超子。其结合能、稳定性和平均寿命也都相应显著下降。 正、反质子也是由正、反的超子，以及较轻的正、反粒子等等并不相互抵消，而是逐次结成。只不过是其结合能、稳定性和平均寿命都相应显著增大。 这些都表明：正反粒子互换不守恒。 可见：“‘正、负电荷’、‘正、反粒子’互换不守恒”是普遍规律。 也正因如此，各类正、反粒子由其原始粒子组成的条件和几率就会有显著差异，这可能正是宇宙中实际上稳定出现和存在的就仅是正粒子的原因。 因此，由电子、正电子到中微子，到各种介子，到各种超子，到质子，到中子，到各种原子的，各种基本粒子的转化变换规律，都能与实际观测结果相符地具体表明：一切物质都是由“电子”与“正电子” 逐次组合、转变而成。电子、正电子是最基本的粒子。 但是，上述各基本粒子逐次组合、转变的过程，还都伴随着“组成粒子”结合能的显著改变。 而电子与正电子结合能的显著改变，就显示出它们还有更深层次的结构。 显然，它们的具体结构必将在更高能量条件下才会显现。因而，电子与正电子的具体结构，就还须在更高能量条件下，作更深层次的实验观测、分析研究，才能解决。 实验表明：质子与反质子在强力作用下形成激发态粒子，并很快在弱力作用下转化为非激发态的正、反 超子。它们也可能会在一定条件下衰变为介子。 质子与反质子都是由正、反超子，以及较轻的正、反粒子等等结成的。 各种超子与反超子都是由正、反介子，以及较轻的正、反粒子等等结成的。 Bs介子中只能以如此的过程制造出的质子和反质子，并使它们碰撞。但是，整个演变过程，也不会有正、反粒子相互抵消。 3 ． 2 ．所谓“大爆炸（ big bang ）宇宙论” 所谓“大爆炸（ big bang ）宇宙论”是按通常的“都卜勒 (Doppler) 效应公式”，根据实际观测到的星系光频率的“红移”量与其距离成正比，而判定：距离观测点较远 ( 也应是距今较早的景象 ) 的星系，相对有较大的速度的“哈勃 (Hubble) 公式”。 还从爱因斯坦引力场方程对坍缩尘埃云的解里存在被“事界”包围的奇点。 从而推断出：宇宙万物是从坍缩尘埃云里被“事界”包围的奇点开始大爆炸瞬间诞生，逐渐膨胀、转变而形成。 并由实际观测到的所谓“低温背景辐射”，而解说为宇宙年龄约为 10 万年时，光子退耦产生的低温背景光子气体遗留至今。作为所谓“大爆炸宇宙论”的重要实证。 其实，在引力场质量中心处确有奇点。但是，它并无实际意义，而应从格林函数积分中扣除。 “哈勃公式”和“低温背景辐射”也都不能解释为大爆炸的结果。（具体情况请看下两节） 而所谓“大爆炸宇宙论”，实际上，只是对这些现象的误解。 参看本 博文： “ 无限浩瀚的宇宙根本不可能由所谓 “ 大爆炸 ” 开始诞生！” （地址： http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=37964 ） 因而，所谓“由于物理定律存在轻微的不对称，使粒子的电荷不对称，导致宇宙大爆炸之初生成的物质比反物质略多了一点点，大部分物质与反物质湮灭了，剩余的物质才形成了我们今天所认识的世界”就更无根据。 3 ． 3 ．关于“宇称不守恒” 物理矢量的各种对称性都可由变分法严格证明，应具有相应的守恒量和守恒律。 但是，却发现，并实验证实了，弱相互作用下，宇称不守恒。进而还确认有不少强相互作用领域存在对称性物理量不守恒的具体事实。 它们为什么不守恒，却至今尚未得到解答。 本 按所创建的《时空可变系多线矢世界》新理论体系，从时空可变系各自然力多线矢的不同维数，以及相应的守恒量和守恒律都是随各对称性物理量的维数而不同的特点，而具体提出： 对称性守恒量的不守恒是把实际有更高维的矢量误认为 3 维或 4 维而产生的。 可考虑在相应的实验中，全面、完整计入各类各维的力多线矢重新检验各相应守恒量的守恒。 对称性守恒量的这种不守恒，应与“‘正、负电荷’、‘正、反粒子’互换不守恒”不是一回事啊！
个人分类: 物理|3280 次阅读|0 个评论
能量耗散法则是一个通俗的科学发展普遍法则
热度 3 jitaowang 2011-3-27 07:22
能量耗散法则是一个通俗的科学发展普遍法则
注 : 在圈子中日前我写了一个帖子 : “ 熵产生 ( 又称耗散函数 ) 是热二律的普适判据 ”. 接着 张学文老师 zhangxw 的帖子 中 提出了他的看法 : “ 我看法是如果一个真理普遍应用于多个场合，用最通俗的语言表达它，就有利于大众理解它。 ” 我很赞成 , 同时认为目前对熵产生 ( 又称耗散函数 ) 是热二律的普适判据的提法是比较通俗合理的 . 当然也欢迎张老师和广大网友提出更好的具体意见和建议方案 . 毕竟现代热力学的第二定律是一项当今人类宏观经验的总结 . 需要所有相关人士，包括自然科学家、人文社会科学家和哲学家，的共同关心和应用 . 能量耗散法则是一个通俗的普遍法则 众所周知 , 能量守恒法则是一个通俗的普遍法则 . 同样 , 能量耗散法则也是一个通俗的普遍法则 . 首先这两个普遍法则是不同的 , 不能加以混淆 . 同时又都要通俗、简洁地加以表达 . 汽车在平地上行驶 . 根据平移不做功的法则 , 汽车不论开到多远 , 是不是可以不消耗任何能量吗 ? 答案一定是否定的 . 因为汽车消耗汽油的原因就是能量消耗在各种地面摩擦、轴承摩擦、汽缸摩擦、空气阻力、等能量的散失上面 . 那么汽车燃烧汽油时生成的推动汽车对外作功能量是不是被消灭了 ? 答案一定也是否定的 . 大家也一定知道 : 能量守恒法则 : 能量可以转换成不同的能量形式 , 但是能量是不生不灭的 . 那么如何解释以上的现象呢 ? 大家就会说 : 汽车燃烧汽油时生成的对外作功能量最后都转化为环境中的热量 . 那么是不是还可以利用这些环境温度的热量来对外作功呢 ? 不能 ! 因此 , 这些环境温度的热量 , 就被称为 “ 废热 ”. 这种原来可以对外作功的能量变成不能对外作功的废热 , 就被称为能量的 “ 耗散 ”, 即 ( 能对外作功的 ) 有效能量的 消耗 和 散失 . 当然开尔文也曾经把这样的变化称为能量的 “ 退化 ”. 但是目前来看 , 可能是能量的 “ 耗散 ” 概念和名词更容易被理解和接受 . 能量守恒法则和能量耗散法则在热力学领域中就分别被称为是热力学第一定律和热力学第二定律 . 而熵产生就是耗散函数 , 是体系耗散程度的度量 , 热力学第二定律也因此可以定量地表达为 di S ³ 0 ( 注意量纲不是能量 , 而温度和熵产生的乘积 T di S 才是能量的量纲 ). 同时 , 能量守恒法则和能量耗散法则在广阔的力学领域也是普遍适用的 . 例如 , 在国际上有一本比较知名的 “ 物理化学 ” 教材是 P. Atkin J. de Paula: “Atkin’s Physical Chemistry”, 8th ed, Oxford: Oxford University Press (2006). 其中 “ 第 3 章 第二定律 (The Second Law)” 中 p.77 讨论 “ 自发过程的方向 (The direction of spontaneous change)” 时说到 : “ 自发的变化总是伴随着能量的耗散 (… spontaneous changes are always accompanied by a dispersal of energy).” 接着就是非常明确的小节题目和表述 : “§3.1 能量的耗散 (The dispersal of energy) 我们似乎已经找到自发变化的方向标 . 它就是导致孤立体系总能量耗散的变化方向 . 这一法则可以说明弹跳球的变化趋势 , 因为它的能量会以地板原子的热运动形式被分散掉 . (We appear to have found the signpost of spontaneous change: we look for the direction of change lead to dispersal of the total energy of the isolated system. This principle accounts for the direction of change of the bouncing ball, because its energy is spread out as thermal motion of the atoms of the floor. )” 注 : 在英文中对 “ 耗散 ” 一词可以用 “dissipation”, “dispersion” 或 “disperal” 等 . 这本 Atkin 的书中还有一个附图 , 如图 1. ( 但是图 1 并不是 “Atkin’s Physical Chemistry” 一书中的原图而是我绘制的类似示意图 . ) 我再列举另外一个力学的例子 . 图 2 表述一个球体在曲面内运动时的能量耗散 . 先由红球从势能最大的位置开始 , 经历势能变成动能最大的底部白球位置 , 再到粉红球的位置 , 最后由于摩擦等因素的能量耗散变成热能而停留在曲面的最低处 . 总之 , 能量耗散的法则是普适的 , 表述也是很通俗的 , 应用非常广泛 . 图 1 弹跳球的 “ 能量的 耗散 ” 图 2 球在曲面内的运动 所有这些都是平时常见的现象 . 再举一个例子 , 如 : 树上的苹果会掉到地上 , 既可以从力的角度来解释 , 也可以从变化前后能量的耗散来进行解释 . 因此 , 这一 “ 能量耗散法则 ” 的通俗性和普遍性是没有问题的 . 问题的 遗憾一面在于 : 是至今绝大多数热力学教科书并没有把熵产生和耗散函数等重要的基础概念及数学表达式 , di S ³ 0, 列入实际的教学中 . 更不知晓 1865 年克劳修斯的热力学第二定律对复杂体系 ( 同时包含自发过程和非自发过程体系 ) 的 “ 补偿 ”, 即热力学耦合的表述 . 把 1865 年克劳修斯的表述结合熵产生原理的数学表达式 , 就得到 . 可惜目前绝大多数热力学教科书并没有引用把 1865 年克劳修斯对复杂体系的的热力学第二定律表述 . 其中也包括了 Atkin 的这本书 . 这本书虽然引入了能量的耗散概念 , 却没有跳出经典热力学的框子 . 因此热力学学科和教学长期停留在经典热力学阶段只能处理简单体系的阶段达到一百多年之久 . 相应地也延误了一届又一届的学子和一代又一代的学人 , 对此必须迅速改变这样的现状 ! 去年 8 月我在日本参加 21 届国际化学热力学会议 (21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics, ICCT2010) 时 , 也见到 Atkin 本人 , 他也亲自听取了我的报告 , 并 表示要看了我的 “ Modern Thermodynamics – based on the extended Carnot theorem ” ( 英文版 ) 书以后再作进一步的思考 . 最后要说明一点 ! 能量耗散法则是不能违背的客观科学发展规律的法则 , 但是它不是一个悲观的法则 . 特别是弄清1865年克劳修斯的“补偿”即 “热力学耦合”表述，并得到复杂体系的熵产生原理的数学表达式, 以后 , 就成为一个说明达尔文进化论和科学发展、科技发展、和社会进步的积极法则. 客观体系是我们生活在幸福的地球村! 照射到地球上的太阳能在耗散, 即 di S 1 0; 而生物的进化、科学技术发展、和人类社会进步都是 di S 2 0, 负的熵产生过程 ( 不是 “负熵产生体系”更不是所谓的 “ 负熵 ”); 整个地球体系的熵产生仍然是大于等于零 , di S ³ 0. 认清这一点 , 我们就会反对不能推动进化的战争、动乱等行为，更充分地享用大自然给予地球村的恩惠，有多好啊！因此我说现代热力学就是自然科学发展观 , 它不仅可以指导我们对客观世界的认识 , 也对人文社会科学和哲学都会有深远的影响 !
个人分类: 科学发展|9766 次阅读|10 个评论
小概率与大概率是等概率+守恒模式
yanghualei 2010-9-29 23:12
1.小概率与大概率是等概率 小概率事件不经常发生，但一旦发生要么收益很大要么损失较大；大概率事件经常出现，但其发生后所造成的收益和损失相对前者都比较少，故在收益和损失的重要性上，小概率事件和大概率事件是等同的即小概率和大概率是等概率的。 2.守恒的模式 在一定条件1下要求对象P可以表示为P=F(X,Y...),这里F(X,Y...)就是在1条件下P的形态，进一步说可以把F(X,Y...)看做P的数理，定义故P与F(X,Y...)是恒等的。 当P在不同的场所则P有不同的形态，譬如P在1与2场所则P的形态分别为F(X,Y...)与G(M,N...),由于F(X,Y...)与G(M,N...)在本质上P上是相同的，故F(X,Y...)与G(M,N...)也是恒等的。
个人分类: 自然哲学|3460 次阅读|3 个评论
理论的普适性和效率
yanghualei 2010-8-28 09:55
理论一般具有普适性和抽象性，通俗点是同类的共性，类间的差异性；效率性是理论在解释、预测以及调控现象的能力大小，现在做一个猜想1：是否高度普适的理论即普适度趋近于无穷大时的理论，此理论在解决一体问题时，相对其它低普适度的理论效率是最低？ 暂且不理会命题正确与否，做简要分析下： 如果普适性为无穷,则它能解决所有问题,说明理论是高度 抽象 概括 的， 是所有问题共性的 提炼 ,不 偏袒 于任何一具体问题,不带有任何具体问题的差异性 ； 在解决某一个具体问题, 因为其都是共性（参照问题）与差异性（未知问题）的集合体， 必须具体问题具体分析, 不但要 明白它在一个系统内所具有的共性,同时还 的了解其 自身与其他问题的差异性,才能真正做出 最 有效率的方案 ，总之高度普适度的理论是差异性（效率）严重贫瘠的理论，在解决具体问题中，效率最差即不具备实用性；难怪有人不喜欢哲学，原来是因为不实用，距离生产力太远，光说大实话，瞎想不办事，以牺牲效率换来普适度，惨痛啊！ 说到这在继续做猜想 2 ：理论的的普适度和效率度之和是个常量？即普适度和效率度等效？说的太多了，在想下 简单的符号描述： 取一个理论vi , 普适度函数 为 p, 此 理论 普适度 p i =p(vi） （ i=1,2....n)， 然后取一个效率度函数X,vi为理 论的效率度 X i =x(vi) 猜想 1:若 p i 则X i 0 ? 猜想2： p i+ X i=k（i=1,2....n)?
个人分类: 生活随笔|4096 次阅读|0 个评论
正确理解狭义相对论（二）---、能量守恒、质量可变
chenfap 2010-6-2 05:30
正确理解狭义相对论（二）---、能量守恒、质量可变 我们已经指出过，对于一个孤立体系，能量守恒、质量可变。所谓孤立体系，是指既与外界无物质交换、也与外界无相互作用的体系。 为了说明孤立体系的能量守恒但质量可变,我们将从狭义相对论中孤立体系的4维动量守 恒定律讲起，这个守恒定律曾在博文Id=302143 中讲过。我们所要研究的是由一群粒子所组成的孤立体系，它与外界无物质交换，即没有粒子流进或流出，也与外界无相互作用，或者说完全不受外力作用。又根据基本粒子理论，我们假定粒子之间的作用力（内力）为接触力，因之作用、反作用大小相等、方向相反且同时出现，因之可一对一对地相消（若不是接触力，不能同时出现便不可一对一对地相消）。 狭义相对论中的4维动量守恒定律是牛顿力学中3维动量守恒定律之推广。设一粒子（质点）体系在初始状态时有N 个粒子，
个人分类: 未分类|6288 次阅读|1 个评论
[转载] 创造奇迹——著名物理学家杨振宁讲述挑战守恒
liuxiaod 2010-4-14 08:50
杨振宁（著名物理学家诺贝尔物理学奖获得者）：50年前， 1957年1月，吴健雄宣布她的实验证实了在衰变中宇称不守恒（图1）。 一个月以后的2月2日，美国物理学会在纽约客旅馆举行周年大会。事后对于那天大会的情形有这样一个报道：最大的演讲厅挤满了人，有人几乎从大厅中央悬灯的铁缆上爬下来。 在这次会议上作报告的焦点人物，除了吴健雄和两位低温物理学家之外，还有时年35岁的华裔物理学家杨振宁，他在会上宣读的与李政道合作的那篇论文，给国际物理学界带来了一场威力不亚于原子弹爆炸的冲击。为什么这篇论文的影响如此巨大？这要从他们所从事的粒子物理研究说起。 杨振宁：第二次世界大战之前，物理实验都是小规模的，一个最好的例子是1897年J.J.汤姆森的仪器。J.J.汤姆森是一个英国人，他用一个很小的仪器，通过一个实验，发现了世界上第一个基本粒子（图2）。 今天我们知道，每一个人的身上，任何一颗小东西里头都有亿万个电子，电子是最常见的基本粒子。人类第一次知道有这么一种基本粒子，就是汤姆森用这个小仪器发现的。这个仪器当然有历史价值，今天它被保存在大英博物馆里头。 第二次世界大战之后，核物理成为非常热门的研究领域，制造了越来越大的加速器。第二次世界大战以后第一个最大的加速器，叫作宇宙线级加速器。你看它的左下角，还有一个人站在那儿，你就可以知道它有多么大（图3）。 当时它是世界最大的，可以达到三个GeV的能量。今天世界最大的加速器实验室，在瑞士日内瓦，是一个国际的实验室，有几千个工作人员在里面工作（图4）。 实验室所在的地方，地下差不多一百米深的地方有两个隧道，基本粒子就在这些隧道里头被加速碰撞，然后物理学家研究这些碰撞出来的碎片，这就是今天实验的情形。这个机器所能达到的能量是宇宙线级加速器能量的好几千倍。 构成世界的最小微粒究竟是什么？在很长一段时间里，人们一直以为应该是原子；到20世纪初，科学家们在原子中发现了质子、中子和电子，当时很多人以为，这些粒子已经不可拆分了；然而基本粒子的发现却颠覆了这一观念。随着科学仪器的不断更新，兴奋的物理学家们就像剥洋葱一样，一层一层地将更小的微粒剥离出来。 杨振宁：有了当时这些加速器，再加上宇宙射线，很多从前不为人知的基本粒子都被发现了。这些粒子是料想不到的，所以被称为奇异粒子，strange particles。第一个发现的新的基本粒子，也叫奇异粒子，叫作。它从上边下来，在拐弯的地方衰变成两个粒子，变成了一个跟一个问号，问号是没有电荷的，中文叫中微子（图5），走到左边去的。这个技术是胶片，是一种特别灵敏的胶片，它是上世纪40年代英国依尔福德公司所发展的新技术，这个新的技术对于物理学当时的研究起了重大的作用。 1950年～1965年之间，鉴定奇异粒子及研究它们的性质，成为基本物理学的主流研究。要研究这些基本粒子是不是带电的，是正电还是负电，还是中性的，它们的质量是什么，它们是怎样衰变，等等，这些都是当时需要研究的题目。 20世纪50年代，人们先后发现了两个神秘的粒子，和，它们的基本特征十分相似，衰变方式却大相径庭，这让科学家们大惑不解。和究竟是什么关系？是近亲？是孪生兄弟？还是根本就是同一个粒子呢？ 杨振宁：1954年到1957年间最激烈的辩论就是这个-之谜。从胶片里头,或者用气泡室看，跟是完全不一样的。可是越来越多准确的实验指出跟有相同的质量，而且这个质量测量越来越准确。两个质子，通常它的质量是差得很多的，差几十倍，甚至几百倍，这么样接近的是很少有的；而且跟的寿命又是一样的。所以呢，它们似乎其实是一个粒子。一个基本粒子可以变成各种不同的衰变的形式，这个是司空见惯的，跟似乎是正在向那个方向走。另外一方面是每一个粒子都有一个特点、特性，叫作宇称，并有一个基本定律，这个基本定律叫作宇称守恒。什么叫宇称守恒呢？就是说在衰变之中，原来的宇称跟后来的宇称必须是一样的，这就叫宇称守恒。 宇称是一个专门的物理概念，用来表达左右对称或者不对称的性质。的宇称是-1，如果宇称守恒的话，衰变成两个，它的宇称应该是-1的平方，+1；而衰变成三个，它的宇称就等于-1的三次方，-1。这样的话，跟的宇称就是不一样的。 杨振宁：这里头有一个麻烦的地方，就是在这个情形之下另外还有一种宇称，叫作轨道宇称。所以第一步先要解决在里有没有轨道宇称，这是当时热衷的题目。这就引出来了一个方法，叫达利兹的图。达利兹是英国一个非常重要的理论物理学家，他发明了一个图，你每看见一个，就可以在这个图里找出来、画出来一点，所以从这个图的迹象可以看见有没有轨道宇称（图6）。 1956年4月3日到6日，在国际高能物理会议上，达利兹总结了他前两年的工作，指出几百个衰变的研究在达利兹图里形成了一个均匀的分布。均匀的分布就是说没有轨道宇称，根据宇称守恒，没有轨道宇称，它的宇称就应该是-1的三次方，是-1，跟的宇称是不一样的，所以跟不是同一个粒子。 要想证明和是同一个粒子，除非推翻宇称守恒这条定律。然而在当时的世界物理学界，宇称不守恒是绝对不可思议的事情。 杨振宁：在这个情形之下就会有人问了，说是不是宇称可以不守恒呢？任何一个人只要一提这个问题，就立刻会被大家攻击，攻击得体无完肤，所以大家不敢讲这句话。为什么不敢讲这句话呢？因为人们相信宇称守恒有三个主要的原因：一、宇称守恒的意思就是说物理世界是左右对称的，物理世界左右对称与牛顿定律、麦克斯韦尔定律是完全符合的；二、左右对称有很大的直觉和审美的感召力，大家都愿意多有一点对称，不要有不对称的现象；三、1920年到1930年以后，量子力学指出：宇称非常准确地在原子物理中守恒。 20世纪物理学的一个非常重大的革命性的发展，就是在头30年间的量子力学的发展。这个量子力学的发展，不只是对于物理学，对于今天我们的人生都有极大的影响。所以有手提电话，因为里头有一个芯片；所以有芯片，因为有半导体；所以有半导体，就是因为有量子力学的革命。而量子力学里说宇称是非常准确地守恒，而且宇称在理论跟实验研究上都已经成为很有力量的一个工具。这个工具在原子、分子物理里头非常有用处，接着在核子衰变的物理里头非常有用处，以后在核子反应的实验里头也非常有用处。有这么多的用处，所以大家就觉得宇称绝对是守恒的。 宇称守恒定律的牢固地位使关于-之谜的争论陷入僵局，很多试图解谜的科学家都纷纷败下阵来。然而在1956年的夏天，两位年轻的华裔物理学家杨振宁和李政道却聚到了一起，开始联手向它发起挑战。 杨振宁：所有人都知道物理世界有四种力量，叫作强力、电磁力、弱力、引力。强力者，就是把原子核合在一起的力量，它非常之强，所以反应堆有很大的能可以释放出来，原子弹可以有很大的能爆炸出来，这叫强力。电磁力就是电跟磁的力，电磁力是化学的基本。弱力呢，是20世纪才发现的，其中大家最熟悉的就是它的放射性，这个力量比起强力跟电磁力都要弱很多，所以叫弱力。还有第四种就是万有引力。这四种力，在上世纪四五十年代，已经变得很清楚了。 杨振宁和李政道大胆地猜测，或许宇称守恒对绝大多数的力量而言是正确的，但在弱力作用下未必如此。于是他们对弱力，尤其是衰变进行了非常深入的研究，这使他们有了一个十分惊人的发现（图7）。 杨振宁：我们做了研究后，就发现以前所有的衰变实验，原来都跟宇称守恒没有关系。这是一个使得我们非常惊讶的发现。换句话说，就是我们发现宇称守恒一直到那天从来没有在衰变中被测试过。所以第三个，我们就提出来用几个实验，来测试衰变跟其它的弱相互作用中宇称是否守恒。我们所提出的实验都比以前的实验要稍微复杂一点，需要加一点花样，通过加的这些花样才可以辨别在衰变里左右是不是对称的。我们就写了一篇文章，当时它的题目：《宇称在弱相互作用里头是不是守恒》，最后用了一个问号。结果几个月之后，这个文章登出来的时候，题目改了，叫作《在弱相互作用之下宇称守恒的问题》。为什么变成这样呢？当时的编辑叫做戈特斯密特，是一个有名的物理学家，他说题目里不可以有问号，我自己一直觉得原来有问号那个题目比这个题目其实更传神一点。 一石激起千层浪。杨振宁和李政道的这篇论文迅速在国际物理学界引起了轰动。反对的声音如潮水一般铺天盖地向这两个年轻人涌来，而在质疑者中，不乏一些当时鼎鼎大名的物理学家。 杨振宁：我们这个预印本发出去以后，反应是什么呢？大家都不相信。可畏的泡利就写道：我不相信上帝是一个弱的左撇子，我准备投注一笔很大的金额，实验将会得出一个对称的分布。实验得出来对称的分布就是代表宇称是守恒的。泡利是一个胖胖矮矮的人，一个大物理学家（图8），为什么我说他是可畏的呢？因为我们这些年轻人都有点怕他，他对年轻人讲话非常不客气，所以我们通常不去跟他纠缠任何问题。 费曼，一位大理论物理学家，当年是38岁，他完全不相信宇称可以不守恒，所以他说他可以50对1来赌宇称一定守恒。等到宇称发现可以不守恒了，他乖乖地写了一张支票，50元钱。不过他写给的那个人没有把钱取出来，而将支票装在一个镜框里挂在办公室里。菲利克斯布洛赫，因为磁共振得到了诺贝尔奖，而这个技术后来引导出来MRI（核磁共振）。当时他也说他不相信宇称可以不守恒，他说如果宇称不守恒，他会把他自己的帽子吃掉。 来自四面八方的质疑给杨振宁和李政道带来了巨大的压力，他们迫切地希望自己的理论能在实验中得到证实。而此时，一位擅长实验的华裔物理学家站了出来，她就是有核子物理学女王之称的吴健雄。 杨振宁：吴健雄有更深入的战略性的眼光，她也不认为宇称可以是不守恒的，因为，一方面她是泡利的朋友，非常崇拜泡利，他们之间经常有一些电话、信件的往来，泡利当然告诉吴健雄说宇称绝对是守恒的，可是吴健雄觉得一个基本的自然定律必须要用实验来验证，不管别人怎么觉得非是这样不可。她认为这是她的最基本的战略性的眼光，后来我曾经说她是独具慧眼。 吴健雄召集了四位低温物理学家和她一起进行杨振宁和李政道提出的钴60衰变实验。从1956年夏天到1957年年初的5个月时间里，她几乎每周都要从纽约赶到华盛顿去做实验，除了奔波劳累之外，她还要面对很多技术上的困难（图9）。 杨振宁：因为衰变跟低温两者都是新的科技，从来没有人把它们放在同一个实验里，所以有很多战术上的问题需要解决。例如，因为低温的需要，他们要制造一粒很大的晶体，去保持 钴60的样本。吴健雄就到哥伦比亚大学化学系图书馆，去找做晶体的书，找着了一本很厚的书，上面满是灰，她把书拿到实验室，仔细研究。经过三个星期的艰苦奋斗，吴健雄和她的学生终于成功制造出了一颗直径约有1厘米的晶体。这里头还有个故事，其中她的一个女研究生，一天晚上回家的时候把有那个溶液的一个烧杯带回家，第二天早上她一看，出了大的晶体。后来一想才知道，是因为她那天晚上回去以后，把烧杯放在了厨房的炉子旁边，那个地方比较暖和，暖和了以后就可以出大晶体，这一来他们皆大欢喜，所以就做越来越大的晶体。最后做出来一个大的晶体，像一颗钻石一样漂亮。吴健雄说：那天当我把晶体带去华盛顿，我知道我是全世界最快乐和最骄傲的人。 通过实验，吴健雄成功地证实了李政道和杨振宁的推测，宇称守恒这条物理学界遵循多年的金科玉律被动摇了，这个消息顿时传遍了世界（图10）。 杨振宁：堤坝被攻破了，物理学家都赶紧去测试在各种弱相互作用下宇称是否守恒，很多实验室都去做这一类的实验。所以在接下来的5年里进行了几百个类似的实验，证实了宇称不守恒是弱相互作用下的一个一般的特征，这是一个非常重要的结论。可是为什么在弱相互作用里不守恒，到现在却还是不解之谜。很奇怪的。这也是泡利讲的，他不相信上帝是一个左撇子，为什么在三种重要的力量里宇称是绝对守恒的，而在这种弱相互作用里是都不守恒的，这里头一定有更深的道理。这个更深的道理，也许今天在座的哪一位，过20年、40年可以发现出来。 就在这一年，宇称不守恒现象的发现为35岁的杨振宁和31岁的李政道赢得了诺贝尔物理学奖。1957年12月10日，瑞典皇家科学院诺贝尔奖的领奖台上，第一次出现了中国人的面孔（图11）。 而吴健雄的实验则给物理学领域带来了意义深远的影响，人们从此将对称观念提升为基本理论的一个中心概念，对所谓离散对称性有了更为深入的理解，她的实验也使人们更清楚地了解了中微子的性质，由此导致了三个新的诺贝尔奖。 塞尔瑞也是一个得过诺贝尔奖的实验物理学家，他是吴健雄在伯克利攻读博士学位的导师（图12）。 他在上世纪70年代写了一本书，用通俗的语言描述了20世纪物理学的许多发展，其中有这么一段话：他说这三位中国物理学家显示了下面的预测，历史上中国曾扮演世界文化领袖的角色，当中国从她目前的浴血革命时代走出，重新担任她的历史角色以后，她对未来世界物理学将会有多么大的贡献。
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能量守恒定律的讨论
liuxiaod 2010-3-24 09:20
很多人对否定能量守恒定律感到恐惧，于是就找出很多理由来反对，即使这些理由不成立，也会说：我就是相信能量守恒定律，我就是不相信能量不守恒。这个定律能够如此深刻地根植于人类思想深处，即便是优秀的物理学家亦不能免俗，物理学家被物理学教义所束缚，是很不可思议的事情。 能量守恒定律是焦耳在研究机械能和热能以后得到的，他认为这是放之四海而皆准的真理，因为他那个时候还不懂电磁相互作用，描述电磁相互作用的理论是在20年以后由数学家麦克斯韦完成的。 麦克斯韦提出来位移电流可以产生磁场，真空中变化磁场和变化电场（位移电流）交替激发产生电磁波，而且算出来电磁波的速度等于光速。法国的数学家庞加莱（Henry Poincare）在1898年至1901年间曾提出过位移电流会导致动量不守恒的问题，但是 19世纪的实验手段还不足以检验位移电流效应， 第一个检验位移电流产生磁场的实验直到1985才完成，以至于很少有人记得他的猜想了 。 在物理学教义中对能量守恒定律有层层保护，很容易让人俯首称臣。第一个保护就是哈密顿原理和拉格朗日方程，很多人知道把运动量代入拉格朗日方程就能得到能量守恒的结果，但是很多人不知道，拉格朗日方程是在假设能量守恒的基础上得到的，从它那里得到能量守恒的结果是循环论证。很多人都被拉格朗日方程的完美迷住了，包括我曾经遇到的一位美国教授，当时这位教授让我把电磁场张量代入拉格朗日方程看看能量是否守恒，我告诉他拉格朗日方程已经假设能量守恒了，这位教授马上意识到他说错了。 再有一个保护就是量子场论里的能量流守恒定理，其实这个定理就是说电磁场中电场能和磁场能的总和守恒，没有考虑位移电流和传导电流相互作用的情况，我们现在发现恰恰是位移电流与传导电流相互作用导致能量不守恒，所谓的能量流守恒定理有很大的欺骗性，人们总是习惯于相信定理啊，定律什么的，忽略了它们的来源和适用范围，一不小心就上当了。 还有一个保护就是场论里的对称性原理，也就是人们熟悉的诺特（Neother)定理。能量守恒对应于时间平移对称性，有一些学者对我说，你把能量守恒打破了，时间平移对称性就没有了，怎么办？我觉得没有必要担心，打破时间平移对称性有什么不好？天又不会塌下来，而且还多一个物理学发现。何况诺特定理是在拉格朗日方程下推导出来的，前面说了拉格朗日方程本身已经假设能量守恒了，所以诺特定理不能用来证明能量守恒，它只能证明在能量守恒时存在时间平移对称性，这两个概念是不一样的。至于能量不守恒会怎么样？诺特定律回答不了这个问题，这是由拉格朗日方程的假设前提决定的。 曾有一位学者对我说：量子电动力学已经取得惊人的成就，它可以把电子磁矩算到非常精确的地步，如果你现在推翻麦克斯韦方程，难道量子电动力学都错了吗？我回答这位学者说，我们的工作不是推翻麦克斯韦方程，恰恰证明它是正确的。与量子电动力学也没有矛盾，比如说电子磁矩中没有位移电流和传导电流的相互作用，所以量子电动力学不考虑这个相互作用仍然能给出正确的结果。现在我们把这个作用包括进来，对以前的结果没有任何影响。 有一次我跟一个同事聊天，提到能量可能不守恒，他跟我说，如果爱因斯坦错了，或许有可能，但是能量不守恒，打死我也不相信。现在知道要打破能量守恒定律会遇到多大的阻力了。很多人的思想都被这些枷锁锁住了，打开这些枷锁耗费了我21年的时间。 大家可能已经注意到，反对方的立足点在于相信和不相信上，而不是自己的独立思考，作为一个物理学家，首先要有独立思考的能力，而不是相信的能力。曾经有一位吉林大学物理系二年级的学生告诉我，他与寝室中的同学讨论了一晚上，弄明白了我的实验原理。大学二年级的学生就可以想明白的问题，很多物理学教授想不明白，真的是很遗憾。 发现能量不守恒仅是一个开始，它将导致对电磁场的重新认识，在这之后会有更多新的发现，会造就很多新的物理学家，我有这样的预感。 相关连接： http://www.msu.edu/~liuxiaod http://vixra.org/abs/1005.0078 牛顿力学中的动量守恒定律、能量守恒定律与质量守恒定律 抢发现：非欧能量定律 能量守恒定律也是假说 能量守恒定律的发现 中国物理学家推翻能量守恒定律，世界能源危机可望解（转载） 中国物理学家推翻能量守恒定律?(转载)
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物理学不承认质量守恒
wliming 2009-11-29 00:01
一个系统经历一个过程，一般都伴随着能量的吸收或释放。吸收能量，就意味着质量增加，反之，释放能量，质量就减少。举例来讲，氧气和氢气燃烧生成水释放热量，那么，生成的水的质量相对于燃烧前氧气和氢气的质量总和减少了。有人可能说，这不可能，16克氧气加2克氢气生成18克水，质量完全不变。可是，你不要忘了，这个过程放出来的热量，是以消耗一定的质量为代价的。只不过这个质量减少得太小了，生成的水的质量只是比18克小一丁点儿，大约小10^ -13克。这么一点点你当然就以为没减少。 所以，化学家常常以为质量是守恒的。 为了纠正化学带来的错误认识，我要费很大的牛劲才能扭转学生在中学时代建立起来的质量守恒的错误观念。 我们知道，一个核反应过程，能量的吸收或释放很大，比化学反应的生成热大6个数量级，此时反应物和生成物的总质量有显著的改变，质量明显地不守恒。核反应的反应能就等于反应前后的质量亏损。所以，对于物理学家来讲，质量守恒并不是一个自然规律。 当然，有人会说，把运动质量包括进来，质量就守恒了。这样的说法意义不大，因为根据爱因斯坦质能关系，运动质量守恒本质上就是能量守恒，我们没有必要在能量守恒之外再来一个运动质量守恒。质量之所以不守恒，就是因为一部分质量转化为运动质量。 很多人没有建立起结合能的图像。我们应该知道，一个原子核的质量比这个原子核所包含的质子中子的质量之和要小，同理，一个水分子的质量比一个氧原子和两个氢原子质量之和也要小一点。准确地讲，一个基态氢原子的质量比一个质子和一个电子的质量之和要小13.6eV/c^2，因为氢原子基态能量为 -13.6eV. 通俗地讲，整体小于部分之和。整体所减少的那部分能量就是结合能。 一切过程中能量的产生都来自于质量亏损。化学反应也是如此。所以，只要有能量释放或者吸收，质量就不守恒。
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动量和能量
liuxiaod 2009-11-22 04:34
读研究生的时候，教高等量子力学的老师是张竞上教授，张教授板书很工整，很方便我们记笔记。有一天，他给出了动量守恒和能量守恒的数学证明。从中学到大学，一直格守动量守恒和能量守恒，但是一直都没有看到过证明，现在能得到证明，令我大喜若狂。无奈课堂上没有完全听懂，只好抄下笔记，回宿舍研究。 晚上，我特地跑到澡堂洗了澡，沐浴更衣啊，然后正襟危坐，打开笔记，仔细研究。很快弄明白了，原来张教授给出了动量和能量的变分函数，这两个函数中，只要能量守恒，动量就一定守恒，反过来，如果动量守恒，能量也一定守恒。看是看明白了，可是觉得味道有点不对，一时还想不出哪不对。于是躺在床上慢慢琢磨。因为洗了澡，很舒服，很快进入半梦半醒中，这时候突然领悟到，动量和能量或者同时守恒，或者同时不守恒。在大学的时候，曾想过先研究动量守恒的问题，然后再研究能量守恒的问题，没想到，单挑还不行，要两个一齐上。
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在什么样的情况下,物质场的能量可以单独守恒？
chenfap 2009-5-7 12:16
在什么样的情况下 , 物质场的能量可以单独守恒？ 在上篇博文中我已说明 , 仅就物质场而言 , 在一般情况下 , 其能量是不守恒 的。现在我们来讨论物质场的能量是否可以单独守恒的问题。人们从中学开始， 在物理课中，就知道能量守恒定律；从中学物理课至大学普通物理课，所讲的 能量守恒定律指的都是物质（场）的能量单独守恒 （这里要再次指出，我在已发表的博文中曾多次强调，按照场论的精神，引力势能是属于物质场的能量 ，它隐含在物质场拉氏函数密度之中，而本篇博文所指的引力场的能量是 自由引力场的能量，它由引力场拉氏函数密度决定。） 。中学物理课和大学普通物理课都告诉我们，能量守恒定律是建立在实验事实的基础上且经过反复检验的。看来物质场的能量是可以单独守恒了。 可是在广义相对论中，无论是 Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律 式（ 6 ）表明在一个体积 V 中的 某一种形式的 物质场 能量，于单位时间内变化了多少， 就有相等数量的能量经界面流出或流入这个体积；这意味着，任何一种 形式的 物质 场 能量都不可能在变化过程中增量或减量。 式（ 6 ）就 是 中学物理课和大学普通物理课中所讲的能量守恒与转换定律，它 指的是物质场的 能量。现在我们看到， 中学物理课和大学普通物理课中所讲的能 量守恒与转换定律得以成立是有条件的；这条件就是式（ 4 ）或 式（ 5 ）。 条件 式（ 4 ）或 式（ 5 ）是否能满足呢？事实告诉我们，是能满足的；否则，中学物理课和大学普通物理课中的能量守恒定律就不存在了。 条件 式（ 4 ）或 式（ 5 ）为什么能满足呢？这是由于中学物理课和大学普通物理课中所涉及到的一些物理现象大都发生在地球表面附近或太阳系内，这些位置的 引力场的 能动张量在时空中的变化是可小到忽略不计的。如果研究星系核中发生的物理现象，则 引力场的 能动张量在时空中的变化就不可能小到忽略不计，那么，物质场的 能量便不可能守恒了。 最后有必要谈一下永动机问题。一直有人梦想制造永动机，过去常用物质 场的能量守恒定律来说明永动机是造不成的，看来这一说明理由不够充分。很可 能一些梦想制造永动机的人会以在一般情况下 , 物质场的能量是不守恒的为 理由作为制造永动机的理论根据。能量不守恒就意味着能量可以从无创生，把这 创生的能量作为能源，不就可以制造永动机吗？这错在那里呢？错在没有考虑到人类生存的环境和条件，人类生存在地球表面，式（ 4 ）或 式（ 5 ）所示的 条件是满 足的，中学物理课和大学普通物理课中的能量守恒定律能够成立，永动机就造不成了。式（ 4 ）或 式（ 5 ）所示的 条件不满 足之处，如星系核中或坍缩 星体的内部， 人类又无法到达和在那里生存，你如何去制造永动机呢？？ 参考文献 Chen F. P. 2008, Field equations and conservation laws derived from the generalized Einsteins Lagrangian density for a gravitational system and their implications to cosmology. Int.J.Theor.Phys.47,421. Chen F. P. 2008, A Further Generalized Lagrangian Density and Its Special Cases. Int.J.Theor.Phys.47 ， 2722. 陈方培 .2008, 引力体系的拉氏量与能动张量密度守恒定律及场方程 ( 引力体系协变的能动张量密度及其守恒定律与某些应用 I ). 中国科技论文在线 200802-56.
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仅就物质场而言,在一般情况下,其能量不守恒
热度 2 chenfap 2009-5-6 12:25
仅就物质场而言 , 在一般情况下 , 其能量不守恒 为什么这样说呢？首先要注意必须满足两个条件： 1 ）， 仅就物质场而言， 2 ），在一般情况下。我们是在这 两个条件下来谈论 物质场的能量不守恒的。如果我们讨论一个引力体系（即既有物质场又有引力场的体系），由于任一引力体系肯定遵守 Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律或 爱因斯坦 守恒定律 , 因此就可推出 , 在一般情况下，所讨论的体系总体的能量必定是守恒的。但若仅就物质场而言，在一般情况下，由于物质场要与引力场交换能量 , 因之物质场单独的能量便不守恒了。下面我们用数学公式来说明这个陈述。 可以证明 , 对于任一引力体系 , 若 其作用量在时空局域平移变换下具有不 变性 , 则存在 Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律 这也表明体积 V 中能量的总量也保持不变 , 流经封闭面 S 的总动量流也为零。因之， 仅就物质场而言，在一般情况下，物质场单独的能量也是不守恒的。 从上述轮证中，我们已经看到，仅就物质场而言 , 在一般情况下 , 其能量是 不守恒的；那么，当引力场存在时，在什么样的特殊情况下 , 仅就物质场而言 , 其能量可以守恒呢？这个问题留待下次博文讨论。 参考文献 Chen F. P. 2008, Field equations and conservation laws derived from the generalized Einsteins Lagrangian density for a gravitational system and their implications to cosmology. Int.J.Theor.Phys.47,421. Chen F. P. 2008, A Further Generalized Lagrangian Density and Its Special Cases. Int.J.Theor.Phys.47 ， 2722. 陈方培 .2008, 引力体系的拉氏量与能动张量密度守恒定律及场方程 ( 引力体系协变的能动张量密度及其守恒定律与某些应用 I ). 中国科技论文在线 200802-56.
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