浅议“正能量”

不知道从何时、从何事、从何人开始，“正能量”一词充斥网络，甚嚣尘上。

我是一名曾经执教中学物理课达几十年的退休教师。物理学基本知识告诉我们，能量（energy）表征物质做功的能力；相应于不同形式的物质运动，能量可分为机械能、内能、电能、核能等形式；能量可以在物体之间传递，也可以在不同形式之间转换。本人从来没有阅读过或者听说过，能量还可以有“正负”之分。物理学和其它自然科学一样，讲究事实根据、逻辑推理、合理结论。所以，乍一看到“正能量”这个词，总觉得怪怪的，不免浅议几句，一吐方快。

2016年，曾经有某大学教授、著名超导物理学家发表文章，分析了所谓“正能量”一词的荒谬性和危害性。该文指出，物理学中本没有“正能量”这个词！查阅英国心理学家理查德·怀斯曼（Richard Wiseman）的专著《正能量》，原本的书名是《Rip it Up》，直译是《把它撕开》，与“正能量”（positive energy）毫无关系。作者希望大家造词、用词也不能违背科学，请大家慎用“正能量”这个词，最好是不用“正能量”这个词。

受到该文启发，我也曾经发过一篇文章《浅议时尚的词语“正能量”》。目前在网络上好像找不到了。现在特将原文修改，希望给读者提供另一元认识，仅供参考。

从物理学角度来看，物理量区分为矢量和标量。无论是矢量还是标量，其本身并无正、负的属性。但是一旦用数学语言表达，便可以赋予正值、负值了。

1、拿矢量来说。矢量，简单理解就是既具有大小属性，又具有方向属性（严格说，矢量的合成与分解必须符合“平行四边形法则”）。以“速度”为例，速度是矢量，它不仅有大小也就是快慢，还有方向。例如，汽车以80公里每小时的速度向正东方向行驶。如果用数学手段处理，就是这样子：

沿汽车行驶的直线建立坐标轴，规定任意方向（注意！任意方向！）为坐标轴的正方向，当然在此例中规定向正东为正方向比较方便了。如此一来，此汽车的行驶速度就可以很简单的表示为： +80公里/小时，注意取正值。如果汽车是向正西方向行驶呢？那也很简单， -80公里/小时，注意取负值。要说明一点，其实也可以规定向正西为坐标轴的正方向，这样一来，向东行驶的速度就表示为： -80公里/小时，注意取负值；而向西行驶的速度表示为： +80公里/小时，注意取正值。

2、拿标量来说。标量，只有大小，没有方向。以高度为例，高度（也就是长度）本来是没有方向，也没有正负的。但是，在表达地理位置的高度时，常常需要指明高度的起点，例如说珠穆朗玛峰的高度是“海拔8844.43米”，其中包含两个意思：一是以海平面为起点测算，二是高出海平面8844.43米。那么，潜水艇的位置怎么表达呢？例如说在海面以下1000米处，也叫深度。显然，这里的“以海平面为起点”非常关键，否则将无法测量。这就意味着，规定海平面“高度”为零，再规定高于海平面取正值，低于海平面取负值。数学表达就很简单明了：珠穆朗玛峰高为 +8844.43米，正值；潜水艇位置为高 -1000米，负值。但是，也许潜水艇为了方便，规定“深度”为正值，那么潜水艇的位置就可写作深 +1000米，正值；而珠穆朗玛峰就写作深 -8844.43米，负值。

3、再如，温度是标量，显然不具有方向。但是要表达温度的大小或者高低，就涉及到温标的问题，也就是测量温度必须首先规定“起点”。我们常用的摄氏温标，规定水结冰或者冰化水（严格说就是冰水混合）的温度为零度，记为0，称为零摄氏度。因为水比冰热，就规定水的温度为正值，冰的温度为负值，例如水的沸点为“零上100度”，记为 +100，正值，读作100摄氏度；南极最低温度记录是“零下80.6度”，记为 -80.6。显然，跟速度矢量一样，温度的正负值也是可以反过来表示的。所以，如果没有温标的规定，说什么“正温度”或者“负温度”，甚至说“没有温度”或者“零温度”，是没有任何实际意义的。

4、再以电流为例。电流属于标量，有大小，但它却有方向。由于历史的原因，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。但是这并不意味着，就可以据此说正电荷流（如质子）是“正电流”，负电荷流（如电子）为“负电流”，反过来也一样。

还有，根据基尔霍夫第一定律又称基尔霍夫电流定律，所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。如下图所示

电流I1和I3流入节点，电流I2和I4流出同一节点。如果将这四个量本身都取正值或者负值，那么可以表达为上图中两个公式的任一个。

但是，这个定律又可以这样表述：流出（或流进）该节点全部支路电流的代数和等于零。这样一来，其数学表达式为 I1 +I2 +I3 +I4=0。注意，这时就要规定流入节点的电流取正值，流出节点的电流取负值，或者相反也一样。

此例还是说明，标量电流本身并无正、负的属性，不存在“正电流”或者“负电流”的概念。只有根据其流动的方向而做出相应规定后，才可以赋予正值或者负值。

5、既然谈“正能量”，那就说能量吧。能量也是标量，没有方向属性，也没有正负之分。

在力学中，能量包括动能、弹性势能和重力势能。在任何情况下，动能和弹性势能都为正值，但是这并不是说动能和弹性势能就是“正能量”。而重力势能的大小受地理位置高度的影响，所以必须确定零势能平面，实际就是确定高度为零的参考面，这样物体的位置高于参考面时，其重力势能取正值；物体的位置低于参考面时，其重力势能取负值；反过来也一样。但是这并不意味着重力势能既可以是“正能量”又可以是“负能量”。

物理学中有个“热力学第一定律”，其内容是：物体内能U的增量等于外界向它传递的热量Q与外界对它做功W的和。其数学表达式：U=Q+W

在应用此公式时，不同的教科书有不同的规定。通常是这样规定的：内能U增大时取U为正值，减小时取负值；相应的，物体向外界释放热量时，取Q为负值，吸收热量则取正值；如果物体对外界做功，取W为负值，如果是外界对物体做功，则W取正值。同样道理，这种“正负”取值的规定也可以倒过来，丝毫不影响物理规律的正确性。

显然，能量（U）本身并没有正负之分。只是用数学表达能量的增加、减少，或者传递方向（吸收、释放），人为的将“能量的增量”（U）赋予了正负值，而不是对能量U赋予正负值。实际上，“增量”本身就包括“增大”、“增加”或者“减小”、“减少”。

再举一个具体的实例。假定有两个完全相同的物体，A物体的温度较高，例如零上五百摄氏度，可记为+500，B物体的温度较低，例如零下五百摄氏度，可记为-500。那么可知A物体所含的内能较多，B所含内能较少。能不能就此而说A物体的能量是“正能量”，而B物体的能量就是“负能量”，或者相反呢？显然不可以。

如果将两个温度不同的物体接触，那么就会有能量从A物体转移到B物体。能不能就此而说A物体的能量是“正能量”，而B物体的能量就是“负能量”，或者相反呢？或者说A物体释放的、减少的能量为“正能量”，B物体吸收的、增加的能量是“负能量”，或者相反呢？显然都不可以。

如果将两个温度相同的物体接触，就不会发生能量的交流。那么能不能因此而说这两个物体都不具有能量或者说是“零能量”呢？显然也是不可以。