四 三種能量形式
我們把任何一個原子(或者任何一個粒子)比做一個能量的容器,那麼我們可以把這個原子(或者任何一個粒子)的能量形式相對分開考慮。這裡我們以原子為例。
第一部分是原子作為一個整體的具體運動形成其動能。這部分能量表現原子的具體運動狀態,還表現原子的速度、動量、運動方向等;經典力學描述物體的動能,這種描述其實是經典力學對機械能守恆的描述。比如,在距離地面高度為的物體,在忽略空氣阻力的情況下,初速度為零的物體下落到地面時物體的動能,並且在物體下落過程中每一時刻都有 。經典力學在這個公式裡質量是不變的。然而在相對論中初始時刻中質量與某一時刻中質量是不相等的,隨著物體速度的增大其質量是增大的。在物體動能增加的過程中物體的質量也增加,物體動能的增加和物體質量的增加同步。我們以一個原子為例,在該原子下落到地面的過程中,原子與地球形成的運動系統的空間轉換成了原子的動能和原子質量增加量,原子質量增加量表現為原子內部能量的增加,二者是同步的。現在,我們不再以機械能守恆的方式研究該原子的能量變化,而是我們用能量與空間相互轉換的方式研究該原子的能量變化。當空間的變化量時,空間的變化量轉換成該原子的動能變化量,而且該原子內部能量變化量。這種描述我們可以用萬有引力定律和牛頓第二定律證明,當該原子圍繞地穩定轉動,該原子成為地球的一顆衛星時,地球和該原子形成穩定的能量系統。∵,又∵,,方程兩邊乘以得。從另外一個角度看,萬有引力是該原子與地球形成的運動系統中,該原子動能變化量與該運動系統空間變化量之間的比。當該原子與地球的運動關係不能滿足時,即,則或形成該原子的自由落體運動,或成為該原子的拋物線運動。這樣的理解其實是對經典力學和相對論力學的統一。
第二部分是原子的內部能量,即創造並形成原子具體形態或者稱原子的系統空間及其變化的那部分能量。 。這部分能量表現原子的質量和原子的具體空間形式(原子的系統空間)及其變化等;
原子的內部能量是存在的。因為對於每一個原子,其原子核和該原子內部每一個核外電子相對穩定的運動系統,所有核外電子與該原子的原子核之間形成兩兩彼此相互否定、相互追逐和相互依存的運動系統,並且形成相對穩定的運動系統;這些運動系統的疊加形成該原子的具體空間形式(原子的系統空間)及其變化等,形成原子的具體形態,並形成該原子的質量。
我們設其中一個核外電子與該原子的原子核之間兩兩彼此做相互否定、相互追逐和相互依存運動,並形成相對穩定的運動系統為例:一個原子的原子核其質量為 ,其核外電子的質量為 ,在原子核與核外電子連線方向上,原子核的速度為,核外電子的速度為v2 ,核外電子到原子核的距離為r,則有,當趨向無窮小時,即時,核外電子圍繞原子核運動的每一時刻都有。在內各個時刻原子核與每一個核外電子兩兩彼此做相互否定、相互追逐和相互依存運動的疊加形成該原子的質量,也是該原子的內部能量,因為只有各個時刻原子核與每一個核外電子兩兩彼此相互否定、相互追逐和相互依存的運動存在,才能有該原子的存在,才能有該原子質量存在。以原子核為參照,所有核外電子的動能之和為,所有核外電子的內部能量之和為。則該原子的內部能量。整個原子的內部能量是所有核外電子與原子核形成能量系統在內運動的疊加,原子的內部能量創造並形成該原子的具體形狀及其變化。其結果是,c表現光在真空中的傳播速度,為原子的質量。所以,原子的內部能量是存在的
各種粒子的內部能量劃分與原子的內部能量類似,所以任何粒子都存在其內部能量與動能的相對劃分。
3、第三部分是因為原子具有質量而具有的引力場場能和因為原子具有電荷及其變化而具有的場能,是因為原子內部能量及其變化而產生的場能,原子的場能使得原子以整體能量形式具有參加能量變化和能量流動的能力,同時也是保證原子具有相對獨立,相對封閉和相對穩定存在的能力。原子的場能隨原子內部能量的變化而變化。如果原子內部能量減小,那麼原子的場能也相應減小;相反,如果原子內部能量增大,那麼原子的場能也相應增大。原子的場能隨原子內部能量同步變化。
原子的內部能量和原子的動能
可能有人會疑問,原子是否有內部能量?可以肯定的說任何原子都存在內部能量。不光原子有內部能量,而且任何量子粒子都有內部能量。比如,一個氫原子的原子核其質量為m1 ,其核外電子的質量為m2 ,在原子核與核外電子相互否定、相互追逐和相互依存運動的兩點連線方向上,原子核的速度為v1,核外電子的速度為v2,與原子運動方向相同方向上的速度,原子核的速度為,核外電子的速度為。我們可以用把這個氫原子打在其他物體測出該氫原子的動能,該氫原子原子核的動量和核外電子的動量在撞擊時間的疊加創造並形成該氫原子的動能(是該氫原子的質量,是該氫原子的速度)。但是,另外由於原子核和核外電子彼此做相互追逐、相互否定和相互依存運動,由於該原子在原子核與核外電子連線方向上相互否定彼此的運動狀態,所以該原子在原子核與核外電子連線方向上二者都具有動量,在這一方向上有動量,也就具有動能。
所以原子的動能和內部能量是相對劃分的。任何粒子也都原子一樣,在內部都存在類似於原子一樣的運動,所以任何粒子的動能和內部能量是相對劃分的
在宏觀物質世界,任何具有一定形狀的物體也都有其動能與其內部能量的相對劃分。比如,我們所居住的地球,地球即具有動能,也具有質量。地球的質量其實是地球的內部能量。再比如,我們賴以生存的太陽,太陽即具有動能,也具有質量。太陽的質量其實是太陽的內部能量。
原子的內部能量、原子的動能、原子系統空間和原子的場能四者具有這樣的關係:一、原子的內部能量創造並形成原子具體形態(原子的系統空間)及其變化;二、原子系統空間的變化創造並形成原子的動能;三、由於原子內部能量的形成和存在,同原子系統空間的形成和存在創造並形成原子的場能。場包括引力場、電場和磁場等;四、場驅動原子的內部能量與其系統空間相互轉換,和場驅動該原子動能與其他能量系統形成的運動系統的一維直線系統空間相互轉換;五、原子的內部能量、原子的動能和原子的場能三種能量統一於該能量系統,三種能量相對獨立存在。原子的系統空間是這三種能量形式的載體。六、原子的內部能量和原子的動能的相對劃分是該原子慣性形成和存在的物質基礎。因為原子的內部能量和原子的動能的相對劃分是無時無刻都在進行著,如果沒有原子的內部能量和原子的動能的相對劃分,那麼該原子是不可能存在的。
如果我們再進一步思考和探索,那麼我們可以得到這樣一個結論:任何一個粒子都是一個能量系統,都是一定量運動的容器,一定量能量的容器,或者是運動的載體、能量的載體。這樣的容器包括所有量子粒子,同時也包括由不同層次,不同級別粒子組成和構成的星體和星系,直至整個宇宙最大的能量系統。也即一切具體的物質都是運動和能量的容器或載體,並且所有運動和能量的容器或載體都具有三種能量形式的相對劃分。
任何粒子都有其動能、其內部能量和其場能的相對劃分,三者都是粒子的能量形式,都統一於該粒子,但是三者分別相對獨立存在,並由相對獨立的性質。三者都是相對變化的,而且三者的變化都會彼此影響。粒子動能的變化會引起粒子內部能量的變化和粒子場能的變化,表現為粒子質量的變化;粒子內部能量的變化也會引起粒子動能的變化和粒子場能的變化。同一粒子的動能和其內部能量的變化和其場能的變化是同步的