什么是能量？

戴榕菁

在网上找了一圈之后，发现除了本人之外，费米实验室的林肯博士是唯一一个承认亚原子内的质量是由动能与势能共同贡献的。

这意味着当今物理学界最引以为骄傲的基本粒子的标准模型出错了！而导致这里的错误的基本原因显然是两个：1）在标准模型中运用了狭义相对论；2）文明象牙塔顶端的物理学家们居然不清楚能量的意义是什么！

这可又是一个大新闻！

那么能量的意义到底是什么呢？答案很简单：到中学物理课本上去找！当你翻开中学物理课本找到能量那一节的时候，你一定会看到有关能量的定义为：做功的能力或物体保持原有运动的能力也就是让运动停止所需要的功。势能就是某种力的做功的能力，而动能则是让运动停止所需的功也就是物体保持原有运动的能力。由于能量的守恒与转换，这两者之间存在一种等价性。

在前面三篇文章（再谈狭义相对论对质量概念的干扰，用狭义相对论计算质量背后的一个梦想，连这都是一笔糊涂账，能推就推的现代物理学。。。。）中我提到，亚原子内的动能一定要与势能相平衡才行。为了更好地理解这一点，现在来看一个中学物理测验的题目：假设有一个小球在与一个固定的大球（比如太阳）之间的引力的作用下绕大球做等势能的圆周（偏心率为0）运动，它的势能为1焦耳，请问它的动能是多大呢？

首先，根据上述的能量的意义，不需要具体的计算我们从哲学上就可以得出结论说：所需的动能也是1焦耳。这是因为势能是大球所具有的能拉住小球所需的力量，而动能则是小球挣脱引力的能力。假如动能大于势能，那么大球就拉不住小球，假如势能大于动能，那么小球就会被拉向大球，因而无法维持固定的势能。

对于那些不相信哲学的人，我们可以运用中学课本的知识来计算一下：

令小球质量为m，大球质量为M，小球速度为v，两球心距离为H，则

小球的向心力为mv²/H = GmM/H²， mv²=GmM/H

而小球的动能T=mv²/2, 势能V=GmM/(2H)

 T = V. 证毕

当然，在亚原子内我们遇到的情况与上述的引力的例子不完全相同，因为人们发现夸克间的强作用力的特点是在一定的范围内距离越大力越大然后就维持一个巨大的量，而且当两个夸克间的距离增大到一定程度后，就产生了一对正负夸克，而不是简单地将原来的两个夸克分离了；相应地，不会出现单独夸克动能大于势能的情况。但是，这不等于说当动能小于势能时两个夸克间的距离不会坍缩，因为只要两个夸克之间有引力存在，而它们各自又不具备可以平衡引力的动能，它们的之间的距离一定会坍缩。不仅如此，当两个夸克之间的距离在引力作用下缩小时，它们之间的距离应该是会加速坍缩的，这是因为它们之间不存在排斥力。

上述的分析是基于对能量概念的基本理解所进行的。

假如有关标准模型的量子力学不能满足上述有关能量的基本特性，那么它一定存在问题。对于这一点，我比对于能量是否守恒更加确定------这是因为能量可以不守恒，但是假如上述分析中所依据的能量的基本概念错了，那么标准模型就错的更厉害了，因为标准模型正是“出错”的能量概念上建立的。

所以说，根据上述讨论，只要人类目前所拥有的有关能量的基本概念是对的，基本粒子的标准模型就错了；万一人类目前所拥有的能量概念是错的，那么基本粒子的标准模型就错的更厉害了！