能量究竟是什么?从物质附属到终极实在?也许宇宙一切皆能量

能量究竟是什么?从物质附属到终极实在?也许宇宙一切皆能量

但经典力学中的惯性思维不允许纯能量的存在,它必然要有载体,这载体自然就是光子了,一个没有静止质量只有一些物理特性(如自旋)的载体,但问题是,这个“载体”除了纯能量和一些物理特性以外就什么都没有了,这种设定出来的载体真是必要的吗?

因此对质能关系就有了一种新的诠释:物质只是能量的特殊状态,更准确的说,物质是能量的凝聚态。这似乎是一种更自洽的描述。

20世纪的新物理——广义相对论和量子场论的场

如果说狭义相对论对能量的诠释依然保留了物质的一席之地,那么在广义相对论里,这个地位就变得岌岌可危了。

在广义相对论里,物质能量的分布会使时空产生弯曲形变,而时空弯曲本身就包含了能量,这个能量来自时空的弯曲,这有点像经典力学里的势能,但这个能量不是包含在物质或者说天体里的,而是就包含在时空里。那么问题来了,这个弯曲时空里的能量又是以什么为载体?以时空吗?可时空并不是一种物质,在经典观念里无法作为能量的载体。

(黑洞,图源:视频截图)

结果的解决方法大家都知道了:场是物理实体,可以作为一种物质,能量是场的属性,类似能量是物质粒子的属性一般。问题解决。

物理的本质思考,能量可能才是根本

问题真的解决了吗?把场定义为能量载体怎么看都是抱残守缺的强行定义。其实我们对此可以做另外一种诠释:场本身是时空中的能量分布!时空中不同的能量分布构成了不同的场,我们只是把这个分布着能量的时空区域称之为场。

(量子场,图源:voidspacetech.org)

科学是寻根究底!寻究的除了自然现象,还包括了自然现象的根源和本质。正如我们今天所了解的,引力是时空弯曲的表现:引力只是一种现象,时空弯曲才是根源和本质。寻找根源和本质是困难的,也很容易犯错,我们无法断言广义相对论所描述的就是自然本身,我们只能说,它很符合我们目前对自然的了解。

在好奇心的驱使下,人类探寻着自然的真相,也许我们已经发现了部分真相,也许我们永远无法知道全部,也许我们现在所认为知道的一切都是错的,但人类仍要探寻真相,万一发现了呢?

(人类的好奇心,图源:careforkids.co.nz)

也许……我们最终发现宇宙的一切皆能量!

我是星宇飘零,关^_^注我,和你分享更多有趣科学知识。

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