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  再谈“正能量”和“正力量”


  作者:杜克林

  1月30日,我通过新语丝发布了我对“正能量”说法的随笔。指出,根据公众的中学物理常识,我们知道,能量(energy)就标量,本身就是正值,而力是矢量,有方向,可以用正负来表示,针对当下流行的用“正能量”来表达对社会积极的事件或影响力,建议用“正力量”来替代。

  在2月5日,有署名“一个学过中学物理的人”的读者指出此文“充满违反基本科学常识的“严重的概念错误””,建议新语丝撤销此文。

  这位读者指出我的两大错误:1)“任何学过中学物理的人”都知道,能量是个相对量,其绝对值是没有意义的。2)力是矢量,方向是绝对的,没有正负之分,书上也从来没有“正力”和“负力”的说法。这位读者认为我的观点严重概念性和常识性错误,如果再借助于新语丝的强大传播力,将毒害无穷。

  在中国,争论是很容易陷入诡辩的老套路。所以,我在这里不想有太多争论。在这里,我一边介绍一些物理学的知识,一边表达的我的观点。


  关于能量只会是正值的观点,我的依据如下:

  1)根据爱因斯坦的质能方程E=mc2,只要有质量的物质,都就有绝对的正的能量。  2)根据爱因斯坦的光子能量公式E=hv,宇宙射线等电磁波也有绝对的正的能量。  3)根据热力学第三定律,绝对零度无法达到,只要高于绝对零度,分子就不会停止运动,封闭系统的能量就不会降为零。  4)能量守恒定律是这么说的:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转移和转化的过程中,能量的总量不变。

  能量有多样性:运动物体具有机械能、分子具有内能、电荷具有电能、原子核内部具有原子能等等。不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的。比如,摩擦生热是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能。


  好了,我现在开始来反驳那位质疑者的观点了。

  质疑者认为,中学物理告诉我们,能量是可以是负的,比如势能,它的大小取决于设置的参考位置,可以为负值。

  首先,势能(potential energy)是储存于一个系统内的能量,也可以释放或者转化为其他形式的能量。势能是状态量,又称作位能。势能不是属于单独物体所具有的,而是相互作用的物体所共有。按作用性质的不同,势能分为重力势能、弹性势能、磁场势能、分子势能、电势能、引力势能和核势能等。

  根据上述能量守恒定律,势能只是系统内实现能量转移和转化的载体,而非存在于某个物质(物体或光子)的能量。势能本身也是正值,不会出现负值。比如,弹簧受到挤压和拉伸,它都把挤压和拉伸做的功转化为势能,都是正值。当撤除外力后,弹簧回归其原始位置,势能迅速释放,势能回归到零。关于重力势能和引力势能,也是永远是正值,只要物体离地心或引力中心的距离不是零,它的势能就大于零。我们把物体举起来,通过做功的方式,把势能从小变大,但是我们做功的过程也消耗了能量。

  关于势能是相对量的说法,并不能够否认势能本身是正值的基本概念。就如同,你家的电表上的度数永远都是正值,你只要用电就必须缴电费。但是,如果你上个月用电500度,这个月用电300度,那么你可以说相对于上个月你省了200度电,你也可以说相对于上个月你用电是-200度。这是相对量,但是你用的电能永远是正的。

  这就是相对量和绝对量的区别。那位质疑者拿能量的增减的相对量来质疑能量本身正值的说法,是混淆概念了。

  关于质疑力的正负之分的说法,就更不值得反驳了。正负只是一个表示方法,代表不同的方向。学过小学数学的人都知道,数轴的两个方向代表正负。如果选择对物体作用的力是正方向,那么我们可以把作用在该物体上与之相反的力记为负方向。学过中学物理的人应该都有过这样的计算经验。

  这位质疑者的质疑说什么作用力和反作用相等。这又是有诡辩论的势头了。再争论就会又变成了诡辩了,反而更造成读者思维混乱。


  参考文献:
  1、百度文库:热力学三大定律
  2、百度文库:势能


(XYS20170210)

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