关于能量的话题

能量不守恒的现象

关于能量的话题，是大家最喜欢谈论的话题之一。从20世纪中期提出的能源危机以及20世纪中后期提出的有效利用能源和环保的思想观念，都和能源的有效利用有着非常密切的联系。本文不谈论能源在实际应用过程中有效和最佳的问题，而仅根据一些新的能量现象，在能量的基本概念上所反映出来的一些观念看法和传统能量定义体系间的问题。

能量守恒和转化定律被看作是19世纪重要的科学发现之一，并且对于人类科学向物质世界进军的过程中，做出了非常重要的贡献。这是大家有目共睹的。它最大的应用价值在于对未知的物质运动变化建立一种等量的关系。在近代科学的发展上，能量守恒和转化定律的大量应用似乎被认为是正确的。从光的能量子理论到原子核领域中的中微子的发现，似乎都包含着能量守恒和转化定律的成功应用。但是对于这些能量守恒和转化定律的应用，我并不认为是成功的。

现今的科学已经不是一个世纪以前的科学，它不论从科学理论的本身还是从科学应用的本身来说，都已经进入到物质世界微观个体的本身。如果说能量守恒和转化定律促进了19世纪到20世纪中期的科学发展，那么，能量守恒定律在现今来说，却在阻碍着科学的发展。能量不守恒的现象

能量不守恒的现象很多，除了弹性碰撞和摩擦生热之外，还有一些现象，这些您都可以在机械运动（本站）中找到。今天在这里给大家介绍一个已经获得实验证实的能量不守恒现象——磁场中的电化学效应。这个试验是由重庆的刘武青先生完成的，并已经获得多项专利。关于这个试验详细的情况，请您到/~cqfyl/去察看刘先生对此方面所做出的工作。关于这个试验的细节问题，物理科学观念与评论中违反能量守恒的一个试验——磁场的电化学反应，是刘先生撰写的介绍。

“将铁片分别放在塑料容器中的硫酸亚铁溶液两端中，但要留一部分在溶液之上，以便用电流表测量电流。然后，在塑料容器的外面，将磁体放在某一片铁片的附近，让此铁片处在磁埸中。用电流表测量两片铁片之间的电流，可以看到有电流的产生。”

“我是这样看这个问题的：由于某一片铁片处在磁埸中，此铁片也就成为磁体，因此，在此铁片的表面吸引了大量的带正电荷的铁离子，而在另一片铁片的表面的带正电荷的铁离子的数量少于处在磁埸中的铁片的带正电荷的铁离子数量，这两片铁片之间有电位差的存在，当用导线接通时，电流由铁离子多的这一端流向铁离子少的那一端，这样就有电流产生。可以用化学上氧化－还原反应定律来看这个问题。处在磁埸这一端的铁片的表面由于有大量带正电荷的铁离子聚集在表面，而没有处在磁埸的那一端的铁片的表面的带正电荷的铁离子数量没有处在磁埸中的一端多，当接通电路后，处在磁埸这一端的铁片表面上的铁离子得到电子（还原）变为铁原子沉淀在铁片表面，而没有处在磁埸那一端的铁片失去电子（氧化）变为铁离子进入硫酸铁溶液中”选自《违反能量守恒的一个试验——磁场的电化学反应》虽然磁场的电化学效应所产生的电流是很微小的，但是我们却可以采用永久磁铁和硫酸亚铁溶液永久的产生这种电流。这个试验已经足以证明能量守恒和转化定律不能成立。

能量守恒和转化定律和传统科学有着非常重要的关系，那么下面我们就来看看能量守恒和转化定律和传统科学的关系，以及证明能量守恒定律不能成立的意义。

能量守恒和转化定律和传统科学的关系

1、能量守恒定律和力学的关系——能量与运动总量

（1）经典的描述依据

从定量的意义上来说，描述物体的运动变化得自于力学。使物体进行运动变化我们通常都归到物体作用的本身，或者精确的说，叫做作用力。这是描述物体运动变化最基本的原因。

此外，还存在一种量，这种量是建立在大量的经验事实的结论上，就是运动总量的问题。 我们知道，力学是一门古老的学科，这门学科是建立在大量经验事实基础上的一种理论。运动总量在几百年前我们最经常接触的是两种现象，一种是势能，另一种则叫做动能。 势能通常是使物体运动的能量，动能则是物体运动的本身。或者我们在评定运动的总量可以不考虑在内，因为它本身就是一种运动的总量，表现这个运动的物体具有确定的运动速度。只是我们采用什么样的数值模式来进行描述。势能则不同了，它是一种静止的量，但无疑采用静止的势能和它转化出的动能，其总量必然是相同的数值形式。这是力学定义体系对于能量的一种最古老的看法。同时，也是因为这样的定义，力学才可以叫做一种力学体系，因为这样的一种定义包含了对所有物质运动变化描述的可能性，它包含了从描述物体为个体向以质点为目标的扩展。

在大自然中，经常见到的势能则是重力势能和弹性势能。这些问题在19世纪以前早已经解决，都可以采用力与作用距离乘积的形式来描述。即：

221mv mgh = 2221

21

mv kx =

其中，m 为质量、g 为重力加速度、h 为物体距地面的高度、k 为刚性系数。需要说明的是在弹性势能的描述中，作用力不是均匀的。

那么，依据能量守恒的观念，很自然的，221

mv 则成为动能的描述模式和单位。

（2）经典的描述中出现的问题

在上述对两种能量的模式进行描述的过程中，从表面上来看，能量都可以采用作用力和作用距离的乘积作为能量的定量模式。但倘若我们细究起来，则发现采用这样的定量模式是不合理的。我们先来看一下能量转化的条件：在重力势能转化为动能的过程中，物体受到它本身在引力场中的重力之外，在我们处理的过程中，并没有在出现其它的作用力。物体下落一段高度h ，物体从下落高度过程中从最初的状态到最终的状态完全是物体本身受到引力作用的运动过程。只要是物体下落的高度确定，物体得初状态确定，那么物体的终状态则必然是确定的。与此同时，物体下落的时间也是必然确定。那么在我们采用定量的模式来对物体的运动状态变化量来进行定量，从使物体运动状态变化的原因上至少有两种描述模式。 一种描述模式是物体在作用力的作用下通过的距离。另一种描述模式则是物体在作用力的作用下经过的时间。对于给定条件之后，两种描述模式对于物体的定量来说是等效的。那么从方法论上来说，定量能量在引力势能引起的物体的运动变化过程中，则可能存在两种定量模式。当然，在传统的科学中则选择的是作用力和作用距离的乘积的模式。

动能和势能间的转化虽然采用作用力和作用距离的乘积来进行描述虽然可以认为是合理的，但是在物质世界中的物质的运动变化并不仅仅限于势能和动能间的转化的运动模式，还存在摩擦运动、弹性碰撞等等运动模式。在弹性碰撞种，由于物体的运动状态间的变化都得自于弹性势能和动能间的转化，这一点应该也是没有问题的。(注：我最初认为弹性碰撞过程中能量能量的定量也会存在问题，或者说能量不守恒，这一点已经有g94426先生采用数学的方法进行证明过了，可参见本站观点纠正中关于弹性碰撞的内容）那么摩擦运动则不同了。

摩擦过程中，物体的动能会转化为热能。我们这里仅采用一个简单的例子，如果您想详究这个问题，可以参见——机械运动——机械运动的能量体系）那里有较为详细的说明。