第十五章质 量 与 能 量【１１９】

第十五章质量与能量

世界是由物质组成的。物质科学的核心内容是物理学。物理学所研究的是物质的基本结构和物质运动的基本规律。物理学最基本的目的是寻求自然界物质运动的统一规律。

质量就是物体中物质的量。能量在物理学中也是个十分重要的基本概念，但很难给它下一个简单的一般定义；它是反映物体状态，譬如运动状态或位置状态的物理量。

我们现在所知道的所有组成整个世界的物质，笼统来看就是由质量与能量两部分所组成。其中质量是属于从比较实实在在的物体可以度量出来的，至多是目前对一些微观世界的物体暂时还缺乏认知与度量的手段，但这早晚有一天会得以解决。而能量就目前而言还存在于那种看不见摸不着，相对而言比较抽象的事物中，不过人们通过一定手段直接或间接地可判断它们的存在，度量它们的大小强弱。

能量目前已知它可以多种形式出现，譬如动能、势能、热能、电能、光能、核能、化学能等等。在牛顿经典力学中对质量与能量均有着明确的定义，并对它们运动或变化的规律有着定性、定量的描述。牛顿三大力学定律、万有引力定理均对物体的运动规律作了精确的描绘。

在20世纪前的经典物理中关于物体及能量的几大定律，深刻地揭示出了整个物质世界的运行规则。

其中能量守恒定律是关于能量既不能产生、也不能消灭的科学定律。它叙述了能量只可以由一种形式转化成另一种形式，但是如果我们把宇宙中全部的能量都加起来，它们的总和永不改变。

质量守恒定律，是关于质量既不能产生也不能消灭的科学定律。它是讲：宇宙中的所有的物质至多能从一种物质变成另一种物质，但是它总体的质量既不会增加也不会减少，其总量永远也不会改变。

动量守恒定律是指：系统不受外力或所受外力的合力为零时，这全系统的动量就保持不变。

电荷守恒定律是说：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。

这一系列守恒定律是经典物理学研究物质世界的主要理论依据。

20世纪以前，在当时人类认知水平的客观条件下，物理学的研究范围通俗点讲，仅仅局限于看得见的宏观物理世界中的那一小段区域。对进入20世纪新生的量子力学中，相对论所主要涉足的大尺度宏观世界及量子理论所研究的微观粒子世界，基本上没有涉及。上述经典力学的各定理、公式、定律一直在物理研究中起着正确的指导作用，并且基本上也没遇到什么解决不了的问题。

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