有人提问:如果能量守恒定律是对的,人类为什么不能用能量转化物质?
对于这个问题首先要申明一点,能量守恒定律是对的,无论是在地球上还是在宇宙中,能量守恒定律是热力学第一定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变。
能量包括物体的动能、势能、内能、电能等等,但是本质上是物质内部原子、电子等粒子做复杂运动的结果,能量不能离开物质而单独存在。
最重要的一点是,能量和物质是不同的两种形式,无法相互转化,物质是物质,能量的能量。但是能量与物质有密切的关系,能量可驱使物质循环,物质是能量的载体。
很多人举反例说植物能将光能转化为物质,这种说法很明显是错误的。光合作用的本质是植物将光能转化成化学能储存在有机物中,这还是涉及到能量之间的转化,而非能量转化为物质,只是这个过程发生在植物体内。
其次,来自太阳的光子也是一种基本粒子,是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子,是电磁辐射的载体,所以光子也不是能量,不是所谓的光能,它只是来自太阳电磁辐射的一种运载体。
质能方程是爱因斯坦提出的一个简洁而又伟大的方程,但是也并没有说物质和能量能相互转化。
经典力学中,质量和能量之间是相互独立、没有关系;在相对论力学中,能量和质量只是物体性质的两个不同方面。
质能方程只反映质量和能量在量值上的关系,二者不能相互转化,同时也说明物体的质量和能量是不可分割而联系。一方面,任何物质系统既可用质量m来标志它的数量,也可用能量E来标志它的数量;另一方面,一个系统的能量减少时,其质量也相应减少,另一个系统接受而增加了能量时,其质量也相应地增加。也就是说在一个封闭系统而言,质量是守恒的,能量也是守恒的。在物质反应和转化过程中,物质的存在形式发生变化,能量的形式也发生变化,但质量并没有转化为能量。
在宇宙诞生时,能量伴随物质而生,储藏在物质中。宇宙中的能量和物质的总量是不变的,但是随着宇宙的膨胀,单位空间所包含的能量和物质的总量却一直在减小。类似于放个屁,随着时间推移屁味变淡,就是因为它在空气中扩张了,单位空间内屁的浓度降低了。
能量守恒和质量守恒两条定律至少是我们人类可观测的量子宇宙时空之中的公理,人类不可能逾越它们而发展。
所以人类根本无法用能量合成物质,类似能量合成物质说法的都是错误的,是一种误常识性误导。
