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关于能量守恒定律的疑难

(2011-02-03 11:17:46)

关于能量守恒定律的疑难

 

 热力学第二定律的熵增大原理表明, 与热现象有关的过程不可逆性的客观规律, 说明了对于任何孤立系统走向死亡的法则. 因此, 能量守恒定律对于点内时间与空间(孤立系统) 并不是严格成立的. 比如, 设想在一个封闭的空间中2个物体发生弹性碰撞, 按机械能能量守恒定理, 我们可以导出能量守恒定律. 但是, 严格说来, 在计算中我们是忽略了物体碰撞过程中产生质量亏损的热辐射ΔmC^2, 因为孤立系统熵增是不可逆的. 如果不断碰撞下去, 孤立系统的熵会不断增大. 最后以物体破碎而结束. 因此, 笔者认为:从大的时空尺度上看能量守恒定律,应是描述包括物体运动过程点内时空和点外时空发生物质交换(新陈代谢) 的质量与能量交换的定律. 对于开放系统(点外空间), 可以由一个孤立系统扩展到地球、太阳系和无限宇宙时空范围. 因此, 去谈一个孤立系统点内空间的能量永远守恒, 就意味说该系统的熵永不增大生命过程可以长生不老. 一般来说在局部时间与空间范围, 我们描述的能量守恒定律永远是与观测精度相关的近似值. 例如在焦耳定律中, 一开始通电导体回路电流较大, 但随着通电时间延长导体发热, 电阻增加, 电流开始减小, 这时电子运动克服分子振动的耗散力所做的功,就表现在电流减小和质量亏损发生光的热辐射上. 特别是在对基本粒子的观查中, 人类已无法区分在极微小时空范围粒子的运动状态, 因此, 对能量守恒定律的计算将变得愈来愈困难. 确实, 在无限宇宙的范围去描述熵的变化和能量守恒, 就人类的观测水平而言, 这几乎是做不到的. 在这一点上, 无论是从观测角度还是理论角度, 都不得不承认人类的认知水平是有限的.

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