能量的定義是否阻礙了人類去理解其本質?


能量不過是一個從諾特定理中生出來的方便的一類物理量的總稱而已,物理學也不是研究你們最喜歡的「本質」的學科。在數學(偏微分方程)裡面更是隨意地定義「能量泛函」,只要能達到研究的目的。從哲學視點來看,這種「本質主義」在當代正在遭受著某種批判。


首先,不要毫無根據地假定事物有所謂「本質」、假定該「本質」可以理解。

其次,能量只是我們使用的一個模型。能量的概念、能量轉移的概念對我們解釋觀測到的大部分現象並做出預測是有用的,所以我們還在使用它們。能量守恆是時間的平移對稱性導出的數學結論。當我們觀測到能量不守恆的現象時,可以定義新的能量形式,例如暗能量。在能量這個模型不好用的時候,我們完全可以不用。你覺得這樣的東西能產生什麼阻礙呢。

如果你並不知道這些,在搞「理論物理」「物理思考」之前,你可以先看看已經存在的物理教材。


神啊,你來定義一個吧。

阿門........


能量的定義是怎麼方便怎麼來。在廣義相對論中,能量的定義就有幾種不同的形式。只要定義出來好用就會被廣泛接受。

本質是什麼?本質這個概念似乎沒有太清晰的定義。


物理學是什麼,說白了就是一門揭示進而預測世界如何運作的「應用」科學。

既然是應用,是不是TMD本質不重要,好用才重要。

我們現在已經知道牛頓力學不過是低速宏觀條件下的近似解。但絕大多數場合不還在用他?難道我馬路上開個車都要用相對論算速度?

物理先賢們探索前沿領域,打破舊有理論,並不是吃飽了撐的,閑著沒事在那找什麼TMD本質!而是舊有理論不夠好用了,在一些極端情況下不準了,必須要有一套新的理論能符合極端情況才行。

物理不是哲學,不是靠腦袋憑空污人清白的。

你得先找到具體哪件事情實際情況跟現有理論計算的不一樣。然後再自己弄套理論跟實際情況一樣。這才叫物理。

打一些文字就想揭示本質?

那別學物理了,寺廟裡的和尚說的比你好。


All models are wrong but some are useful.

-George Box


謝邀。阻礙不了,對任何事物的定義也阻礙不了人類認識前進與深化的腳步,也包括對各種事物本質的認識。對事物的定義是一種語言文字描述,是語言形式,也是一種認識,而事物本身則是客觀存在,不以人的意志和認識而轉移。人們對自然界和社會的認識活動永無止境,只要人類沒有消亡,人類的認識活動就不會停止。當人們對某種事物,或者對事物的某些方面的認識加深和更全面、更準確以後,就會意識到原有的定義已經不準確和落後,這時,人們必然會俢改原有的定義。在對一些事物的認識問題上,雖然有的歷史時期也有曲折甚至倒退,但從更長的時間看,歷史的車輪總是向前,人類的認識和人類社會總體上是向進步的方向發展的。


【能量】有幾個定義?

【能量】的本質就是【因感而應】的狀態。


有聯繫么


恰恰相反,我覺得能量的理解模式是十九世紀以以來最偉大的歸納總結。它擺脫了玄學的解釋,例如氣或者佛家的因果這類的原始的能量論,更加純粹。讓人類理解世界的運行模式更加堅簡單。目前來說,沒有更進一步的或者說更有效的理論來解釋世界


你知道能量的定義是什麼嗎?

你先把諾特定理學一下行不?

物理和你所謂的什麼本質沒有關係,謝謝。


目前認為,力做的功就是能量,有W=FS。也就是說,功就是能量,單位都是焦耳J。而能量又有動能、勢能、熱能、電能、風能、核能、生物能,等等;而且,有能量守恆定律。也就是說,各種能量之間可以互相轉化,但總能量保持不變。

其實,這裡的「總能量保持不變」,嚴格地說,應該是「能量的變化量保持不變」。即是:做功的變化量=能量的變化量。數學表達式為:△W=△Q。


沒有。有些人的思考本來就不靠文字定義


要想認知名副其實的科學,就必須放開思路去探索本質,不可人為製造路障。自然本質不可知論,顯然就是人為路障。就因為是權威言論,對真正的路障卻無人問津!

沒有規定必須順著定義與前人思路去理解本質,對能量本質不理解,不能把原因歸結於定義。只能怪自已的思路不夠開放,起碼存在權威迷信,沒有對準主攻方向。


這個,極有可能。因為能量是導出的量,是基於時間、空間和質量的,而時間、空間和質量屬於現代物理學中的形而上學基礎,是一些無需追問的基本概念,因此能量的本質就被限定在那個動能公式中了。

但從「阻礙」的角度來講,這種可能性又是很小的。因為並沒有人去阻礙你追問時間、空間和質量更深一層的基礎問題呀,對不對?打個比方,如果科學史可以重寫,如果質量(而非能量)是導出的(比如m=2E×t2/s2),誰敢保證今天我們會問能量是什麼?

我的意思是沒人阻礙我們。阻礙我們的是我們自己。是我們自己把物理學建立了一個形而上學的基礎。然後把這個基礎看成是一成不變的,無需再追問的。就像有些回答這個問題的人所表現的那樣,認為提這個事情就是吃飽撐的。


我們都知道一個概念:能量。用日光燈,需要電能;開汽車,需要石油做化學能;動物能夠活動,因為具有生物能。那麼能量到底是哪裡來的呢?

我們不妨從常見的電能來解釋一下能量的來源。我們的家用電是由發電廠發出來的。發電廠為了發電,必須使得發電機轉動起來。使發電機轉動起來,必須消耗其他能量。

我們首先看火力發電。

火力發電機的基本原理是:燃燒煤粉將水變為高壓蒸汽,通過高壓蒸汽推動汽輪機,汽輪機轉動帶動發電機轉動,於是就可以產生電能。在這個過程中,煤的化學能被燃燒消耗,轉化為電能。

的化學能是哪裡來的呢?煤和石油是千百年前動植物屍體在一定條件下形成的,詳細的說,動植物死亡後,屍體沉積在地下,如果微生物分解屍體的速度沒有沉積速度快,動植物屍體就會越來越多。在一定條件下,這些屍體中的有機物就會發生變化,經過相當長的時間,這些有機物就會變成煤和石油。所以,煤和石油的化學能量是從遙遠古代的生物能轉化而來的。

那麼,生物的能量又是哪來的呢?我們知道,食肉動物吃食草動物,食草動物吃植物,這就是食物鏈。食物鏈的上級消耗者的生物能(食肉動物)來源於下級能量消耗者(食草動物)和生產者(植物)。也就是說,動植物的生物能本質上來源於植物。

那麼,植物的能量是哪來的呢?除了例如蘑菇等依靠腐殖質生活的植物之外,大部分植物都有葉綠素。葉綠素可以進行光合作用。所謂光合作用,就是通過太陽能,將空氣中的二氧化碳和吸收的水分轉化成有機物,同時釋放氧氣的過程。在這個過程中,植物的生物能變多,看似產生了能量,所以稱為生產者。但是實際上,植物必須利用太陽能完成這個過程。所以依然是能量的轉化: 把太陽能轉化為了有機物的能量,或者稱為生物能。

我們繼續想,太陽能又是哪裡來的呢?

太陽是一個大火球,每時每刻都在釋放著巨大的能量。太陽之所以能發光發熱,是因為太陽內部有大量的氫元素。氫原子是自然界最小的原子,原子核中只有一個質子,原子核外有一個電子。但是,氫原子核里的中子個數可以不同,據此可以把氫元素分為三種同位素,分別是有沒有中子的氕、一個中子的氘、兩個中子的氚。

在極高的溫度下,氘和氚原子核可以發生聚變反應,生成一個氦原子核和一個中子,同時釋放巨大的能量。這個能量就通過輻射的形式散發到宇宙中。

所以,太陽能來源於太陽內部的核聚變反應-核能。

核能是哪裡來的?這個問題人們還沒有理解。因為在大爆炸之初,核能就存在於宇宙之中了。而大爆炸之前的事,科學家們還沒有任何頭緒。

總結起來,火力發電的能量轉化過程是太陽核能通過聚變轉化為光能,光能通過光合作用轉化為植物的生物能,植物生物能通過食物鏈布滿生物圈,生物能通過一定的環境形成煤的化學能,化學能通過燃燒加熱蒸汽推動發電機,發電機就把這種能量轉化為電能。

如果我們用水電站發電,能量又是哪來的呢?

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要利用水能發電,首先要在有山脈的地區建設水壩,讓水形成落差。然後,水由於受到重力作用向下運動時,可以推動水輪機轉動, 這樣發電機就可以工作了。水由於在高處可以向下流動帶動發電機,我們就說高處的水具有能量,這種能量稱為重力勢能。水電站是把水的重力勢能轉化為電能。

水從高處到達低處之後,重力勢能減小,高山上流下來的水彙集到一塊,會流到大海中去。那麼,高山上的水為什麼不會流干呢?這又涉及到自然界水的循環。

由於太陽的照射,海洋水可以蒸發,升到高空中。在風的帶動下,重新來到高山上進行降雨,這樣水就可以從低處跑回到高處,它的重力勢能增加。但是在這個過程中,太陽的照射必不可少,因為蒸發需要吸熱,而這個熱量來源就是太陽光。所以,水能也是太陽能轉化而來的。

同樣,風力發電是利用了風的能量,而風的能量同樣是源於太陽照射的太陽能。太陽的能量中只有22億分之一到達了地球,可這22億分之一,卻把地球變成了一個欣欣向榮的世界。地球上大部分能量都來源於太陽。

但是,也有兩種能源並非來源於太陽。

比如核電站。目前,像太陽那個的核聚變能量,人類只能用來製造氫彈,還沒有掌握一種技術控制反應速度用來發電。但是人們已經掌握了可控核裂變技術。

核裂變是指重原子核可以裂變成較輕的原子核,同時釋放能量的過程。比如,鈾235就是一種常見的核反應原料。當一個中子撞擊U235原子核時,會裂變出氪原子核Kr和鋇原子核Ba, 同時釋放出三個中子。三個中子再撞擊三個鈾235,可以釋放出9個中子…這個過程稱為鏈式反應。鏈式反應過程中可以釋放巨大的能量。

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人們建設核反應堆,使得這個過程緩慢的進行。用產生的熱量使得水變為高壓蒸汽,推動發電機發電,就是核電。

相比於火電,核電的污染小的多,所以很多國家都在大力發展核電。而核電的原料是地球上儲存的鈾235,不是來源於太陽。此外,還有一種能源稱為地熱,地熱來源於地球內部的岩漿,而岩漿的能量來源也是地球內部的核裂變反應。

能量的第三個來源是月球。由於太陽和月球的吸引力作用,地球上的水會有漲潮和落潮的過程,而月亮對地球上漲潮和落潮影響更大。

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如果在潮水中安裝發電機,潮水就可以推動發電機發電,這就是潮汐電站的原理。潮汐能從本質上講是地球和月球具有的機械能造成的,這種機械能也是在地球和月球形成之初就具有了。

說了這麼多,小朋友們是不是已經明白了,能量總是在相互轉化的過程中。而地球上絕大多數的能量來源有三個:太陽、地球和月球。其中太陽能是主要能源。宇宙形成之初,就有了核能和機械能,而這些能量在不停的轉化過程中,就讓這個世界精彩紛呈。


上面的觀點頂天了不外乎認為在現有的能量出問題了再考慮思考能量定義是否出了問題。

這種被動的心態肯定會阻礙人類理解其本質。

就如同當年一開始就定義歐式幾個第五公設一樣。實際上並沒有任何證據的情況下就已經有人意識到這種定義不完備,更改平行公設的定義,提出非歐幾何。多年以後才發現其應用的地方。

那麼現在也一樣,當然提出能量的其他定義。很有可能突破原有的認識。而且,既然你這麼問,是不是已經有點眉目了?至少我有眉目了。只要能合理的與以前的理論體系相容,那麼大膽地去驗證它。加油!


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