廣義能量守恒定律及其應(yīng)用

摘 要：本文定義了廣義能量守恒定律并證明其與物理學(xué)中熱學(xué)的能量守恒定律是等價(jià)的。本文還應(yīng)用了廣義能量守恒定律研究基本的科學(xué)特征以及其在醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域的定性分析作用，強(qiáng)調(diào)了科學(xué)研究的領(lǐng)域一定要滿(mǎn)足廣義能量守恒定律，特別是國(guó)家大型科研項(xiàng)目也要做是否滿(mǎn)足這一定律的可行性評(píng)估以避免資源浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞：能量守恒定律；廣義；物理能量；貨幣能量；知識(shí)能量；科學(xué)極限

一、廣義能量守恒的主要內(nèi)容

能量守恒定律是物理學(xué)中的重要內(nèi)容，至今為止還尚未有打破這個(gè)物理學(xué)定律的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生，這個(gè)定律的正確性是整個(gè)物理學(xué)體系穩(wěn)定性的重要保障，具體而言，能量守恒定律可以表述為：一個(gè)系統(tǒng)的總能量的改變只能等于傳入或者傳出該系統(tǒng)的能量的多少?？偰芰繛橄到y(tǒng)的機(jī)械能、熱能及除熱能以外的任何內(nèi)能形式的總和。這是物理學(xué)上能量守恒的主要內(nèi)容，雖然在更加高級(jí)的物理學(xué)中它出現(xiàn)的頻率并不高，甚至只是在力學(xué)和熱學(xué)課本中提及，但是毫無(wú)疑問(wèn)，所有的物理學(xué)體系都默認(rèn)其為基礎(chǔ)假設(shè)而不加以提及的。

現(xiàn)在，我們從更加廣義的基礎(chǔ)上探討物理學(xué)這一定律在人類(lèi)社會(huì)的應(yīng)用。能量是改變狀態(tài)與否及改變狀態(tài)量度的度量，一切能使?fàn)顟B(tài)發(fā)生改變的都稱(chēng)之為能量，在物理學(xué)上，能量的種類(lèi)有很多，諸如熱能，太陽(yáng)能，輻射能等等，因?yàn)槠渚鶎儆谧匀唤绲哪芰?，是改變自然界的量度，所以稱(chēng)之為物理能量，而在人類(lèi)社會(huì)，能改變狀態(tài)的能量也有很多種，而且不能統(tǒng)稱(chēng)為社會(huì)能量，具體地，比如金錢(qián)可以改變?nèi)说纳顮顩r，這一點(diǎn)在經(jīng)濟(jì)學(xué)上是一個(gè)默認(rèn)的公理，所以金錢(qián)也是能量的一種，稱(chēng)之為貨幣能量，此外，知識(shí)能改變?nèi)祟?lèi)的學(xué)識(shí)修養(yǎng)，甚至因?yàn)橹R(shí)本身人類(lèi)的文明得以建立，文化得以延續(xù)和發(fā)展，這也是一種能量，而人本身除了所具有的物理能量（人同時(shí)也是自然界的一員，也擁有自然賦予的能量），知識(shí)能量，貨幣能量。

現(xiàn)在我們來(lái)看廣義能量守恒定律，所謂廣義能量守恒定律指的是：

這是廣義能量守恒定律的主要內(nèi)容，后文將結(jié)合具體實(shí)例來(lái)理解這個(gè)定律及其應(yīng)用。正如我們不加以證明地承認(rèn)能量守恒定律那樣，我們也不加以證明地承認(rèn)廣義能量守恒定律，原因在于，如果能量守恒定律不成立，那么人類(lèi)可以獲得無(wú)限的資源，可以制造永動(dòng)機(jī)，永動(dòng)機(jī)可以生產(chǎn)無(wú)限的商品，從而可以產(chǎn)生無(wú)限的有價(jià)值的貨幣能量，另一方面，如果廣義能量守恒定律不成立，那么能量守恒定律也不成立，比如，我們通過(guò)有限的資金投入（貨幣能量投入）可以生產(chǎn)無(wú)限的可以提供勞動(dòng)的機(jī)器人，這本身就違反了能量守恒定律。所以，這兩者的成立條件是一樣的。

二、廣義能量守恒定律的應(yīng)用

能量守恒定律的應(yīng)用主要表現(xiàn)在說(shuō)明了永動(dòng)機(jī)這一人類(lèi)夢(mèng)寐以求的機(jī)器不可能被制造出來(lái)，而廣義能量守恒定律也同時(shí)說(shuō)明了不可能通過(guò)有限的資金投入，智力投入就可以產(chǎn)生無(wú)限的物理動(dòng)能，反之亦然。其主要應(yīng)用于評(píng)價(jià)科研項(xiàng)目的可行性上?？茖W(xué)研究，其根本在于通過(guò)有限的資金投入和知識(shí)投入以及人體體力等投入希望能過(guò)得同樣有限的產(chǎn)出，然而，對(duì)于一些特別大型的科學(xué)研究項(xiàng)目而言，研究其是否違背廣義能量守恒定律是十分必須的。有關(guān)于藥物的研究就必須格外注意，比如研究出各種能增高而無(wú)副作用的藥物，研究能延長(zhǎng)壽命的藥物，一種萬(wàn)能藥以及治療陽(yáng)痿無(wú)副作用的藥物，甚至能增加IQ值的藥物等等都是違背廣義能量守恒定律的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)有限的資金投入可以獲得無(wú)限的優(yōu)勢(shì)，比如身高優(yōu)勢(shì)，壽命優(yōu)勢(shì)，性能力優(yōu)勢(shì)，智力優(yōu)勢(shì)等等，因此這些藥物研究都是不可能成功的或者說(shuō)副作用帶來(lái)的后果是巨大的。因此，特別是在醫(yī)藥研究，生物基因工程研究，人工智能研究要更加注意是否違背廣義能量守恒定律，如果確實(shí)經(jīng)過(guò)嚴(yán)密分析，通過(guò)有限的資金投入可以獲得無(wú)限的優(yōu)勢(shì)，那么這樣的研究是不可能產(chǎn)生成果的，就猶如研究永動(dòng)機(jī)一樣是徒勞無(wú)益的。

不同于能研究出治療特定疾病的藥物，這些藥物使人恢復(fù)健康，但并不能保證這些用了這種藥物恢復(fù)健康的人不再患同樣的病或其他病，能提高身高就說(shuō)明身高不可能被降下來(lái)，否則就不能說(shuō)提高身高，通常這樣的藥物具有非常大的副作用，比如治療陽(yáng)痿和提供性能力增強(qiáng)之類(lèi)的藥物確實(shí)在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了效果，但副作用是十分巨大的。又如，牛奶可以提高智力等等都是不可能的，或提高的量極其微小，或者是副作用大。

綜上所述，在藥物研究領(lǐng)域，如果一種藥物旨在使人獲得永久性的健康優(yōu)勢(shì)，那么這樣的藥物本身違背了廣義能量守恒定律的，是不可能產(chǎn)生的。所以，在藥物研究相關(guān)一定要明確這種藥物是旨在恢復(fù)建康還是獲得建康之外的優(yōu)勢(shì)，有很多藥物宣稱(chēng)具有使用之后能提高超出常人之外的能力，這可以確定是虛假?gòu)V告宣傳，可以依據(jù)能量守恒定律予以駁回。

除了藥物研究之外，廣義能量守恒定律也可以在其他研究發(fā)揮重要的作用，比如地震火山等自然災(zāi)害預(yù)測(cè)，艾滋病治療方案，小行星撞擊地球軌道預(yù)測(cè)等等，這些科學(xué)研究是否可行呢？這要從人類(lèi)社會(huì)的廣義能量守恒定律來(lái)回答，巨大自然災(zāi)害以地震為首，人類(lèi)希望能預(yù)測(cè)地震從而避免損失，很多國(guó)家也在做相關(guān)的研究，地震預(yù)測(cè)是否違背廣義能量守恒呢？我們假設(shè)地震可以被預(yù)測(cè)，比如提前幾小時(shí)幾天甚至幾個(gè)月，因?yàn)檫@種預(yù)測(cè)使人類(lèi)獲得了巨大的，面對(duì)自然的優(yōu)勢(shì)，而且地震預(yù)測(cè)知識(shí)能永久性地使人類(lèi)避免地震帶來(lái)的恐慌，因此從這方面說(shuō)它本身是違背廣義能量守恒定律的，因?yàn)樗谷祟?lèi)社會(huì)獲得了比之前更大的永久性的優(yōu)勢(shì)，人類(lèi)可以通過(guò)搬遷離開(kāi)地震帶而獲得免受自然災(zāi)害的優(yōu)勢(shì)，這種優(yōu)勢(shì)和發(fā)展水泥從而提高人類(lèi)居住環(huán)境不同，因?yàn)檫@只是提高人類(lèi)自身的生活居住水平并不使得人類(lèi)獲得超出自然的永久性?xún)?yōu)勢(shì)，又如人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了電磁效應(yīng)，同時(shí)的副作用就是人類(lèi)用電過(guò)后帶來(lái)的安全問(wèn)題，雖然這種問(wèn)題相比于電力帶來(lái)的好處顯得十分渺小，但它依舊不能使得人類(lèi)永久性脫逃電力侵害。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚斌.重新認(rèn)識(shí)能量守恒定律[J].中國(guó)科技信息，2009（5）.

[2] 韓曉霞.動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律的適用范圍研究[J].濟(jì)南職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（4）.

[3] 郭振華，李東，郭應(yīng)煥.能量轉(zhuǎn)換與守恒定律的發(fā)現(xiàn)[J].寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（4）.

作者簡(jiǎn)介：潘學(xué)良（1990-），男，貴州從江人，貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2012級(jí)應(yīng)用物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生，現(xiàn)居住貴州畢節(jié)，主要研究方向?yàn)榇髮W(xué)物理教育，科學(xué)基本方法，科學(xué)哲學(xué)。