摘 要:本文定義了廣義能量守恒定律并證明其與物理學(xué)中熱學(xué)的能量守恒定律是等價(jià)的。本文還應(yīng)用了廣義能量守恒定律研究基本的科學(xué)特征以及其在醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域的定性分析作用,強(qiáng)調(diào)了科學(xué)研究的領(lǐng)域一定要滿足廣義能量守恒定律,特別是國(guó)家大型科研項(xiàng)目也要做是否滿足這一定律的可行性評(píng)估以避免資源浪費(fèi)。
關(guān)鍵詞:能量守恒定律;廣義;物理能量;貨幣能量;知識(shí)能量;科學(xué)極限
一、廣義能量守恒的主要內(nèi)容
能量守恒定律是物理學(xué)中的重要內(nèi)容,至今為止還尚未有打破這個(gè)物理學(xué)定律的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生,這個(gè)定律的正確性是整個(gè)物理學(xué)體系穩(wěn)定性的重要保障,具體而言,能量守恒定律可以表述為:一個(gè)系統(tǒng)的總能量的改變只能等于傳入或者傳出該系統(tǒng)的能量的多少。總能量為系統(tǒng)的機(jī)械能、熱能及除熱能以外的任何內(nèi)能形式的總和。這是物理學(xué)上能量守恒的主要內(nèi)容,雖然在更加高級(jí)的物理學(xué)中它出現(xiàn)的頻率并不高,甚至只是在力學(xué)和熱學(xué)課本中提及,但是毫無疑問,所有的物理學(xué)體系都默認(rèn)其為基礎(chǔ)假設(shè)而不加以提及的。
現(xiàn)在,我們從更加廣義的基礎(chǔ)上探討物理學(xué)這一定律在人類社會(huì)的應(yīng)用。能量是改變狀態(tài)與否及改變狀態(tài)量度的度量,一切能使?fàn)顟B(tài)發(fā)生改變的都稱之為能量,在物理學(xué)上,能量的種類有很多,諸如熱能,太陽能,輻射能等等,因?yàn)槠渚鶎儆谧匀唤绲哪芰浚歉淖冏匀唤绲牧慷?,所以稱之為物理能量,而在人類社會(huì),能改變狀態(tài)的能量也有很多種,而且不能統(tǒng)稱為社會(huì)能量,具體地,比如金錢可以改變?nèi)说纳顮顩r,這一點(diǎn)在經(jīng)濟(jì)學(xué)上是一個(gè)默認(rèn)的公理,所以金錢也是能量的一種,稱之為貨幣能量,此外,知識(shí)能改變?nèi)祟惖膶W(xué)識(shí)修養(yǎng),甚至因?yàn)橹R(shí)本身人類的文明得以建立,文化得以延續(xù)和發(fā)展,這也是一種能量,而人本身除了所具有的物理能量(人同時(shí)也是自然界的一員,也擁有自然賦予的能量),知識(shí)能量,貨幣能量。
現(xiàn)在我們來看廣義能量守恒定律,所謂廣義能量守恒定律指的是:
這是廣義能量守恒定律的主要內(nèi)容,后文將結(jié)合具體實(shí)例來理解這個(gè)定律及其應(yīng)用。正如我們不加以證明地承認(rèn)能量守恒定律那樣,我們也不加以證明地承認(rèn)廣義能量守恒定律,原因在于,如果能量守恒定律不成立,那么人類可以獲得無限的資源,可以制造永動(dòng)機(jī),永動(dòng)機(jī)可以生產(chǎn)無限的商品,從而可以產(chǎn)生無限的有價(jià)值的貨幣能量,另一方面,如果廣義能量守恒定律不成立,那么能量守恒定律也不成立,比如,我們通過有限的資金投入(貨幣能量投入)可以生產(chǎn)無限的可以提供勞動(dòng)的機(jī)器人,這本身就違反了能量守恒定律。所以,這兩者的成立條件是一樣的。
二、廣義能量守恒定律的應(yīng)用
能量守恒定律的應(yīng)用主要表現(xiàn)在說明了永動(dòng)機(jī)這一人類夢(mèng)寐以求的機(jī)器不可能被制造出來,而廣義能量守恒定律也同時(shí)說明了不可能通過有限的資金投入,智力投入就可以產(chǎn)生無限的物理動(dòng)能,反之亦然。其主要應(yīng)用于評(píng)價(jià)科研項(xiàng)目的可行性上??茖W(xué)研究,其根本在于通過有限的資金投入和知識(shí)投入以及人體體力等投入希望能過得同樣有限的產(chǎn)出,然而,對(duì)于一些特別大型的科學(xué)研究項(xiàng)目而言,研究其是否違背廣義能量守恒定律是十分必須的。有關(guān)于藥物的研究就必須格外注意,比如研究出各種能增高而無副作用的藥物,研究能延長(zhǎng)壽命的藥物,一種萬能藥以及治療陽痿無副作用的藥物,甚至能增加IQ值的藥物等等都是違背廣義能量守恒定律的,因?yàn)橥ㄟ^有限的資金投入可以獲得無限的優(yōu)勢(shì),比如身高優(yōu)勢(shì),壽命優(yōu)勢(shì),性能力優(yōu)勢(shì),智力優(yōu)勢(shì)等等,因此這些藥物研究都是不可能成功的或者說副作用帶來的后果是巨大的。因此,特別是在醫(yī)藥研究,生物基因工程研究,人工智能研究要更加注意是否違背廣義能量守恒定律,如果確實(shí)經(jīng)過嚴(yán)密分析,通過有限的資金投入可以獲得無限的優(yōu)勢(shì),那么這樣的研究是不可能產(chǎn)生成果的,就猶如研究永動(dòng)機(jī)一樣是徒勞無益的。
不同于能研究出治療特定疾病的藥物,這些藥物使人恢復(fù)健康,但并不能保證這些用了這種藥物恢復(fù)健康的人不再患同樣的病或其他病,能提高身高就說明身高不可能被降下來,否則就不能說提高身高,通常這樣的藥物具有非常大的副作用,比如治療陽痿和提供性能力增強(qiáng)之類的藥物確實(shí)在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了效果,但副作用是十分巨大的。又如,牛奶可以提高智力等等都是不可能的,或提高的量極其微小,或者是副作用大。
綜上所述,在藥物研究領(lǐng)域,如果一種藥物旨在使人獲得永久性的健康優(yōu)勢(shì),那么這樣的藥物本身違背了廣義能量守恒定律的,是不可能產(chǎn)生的。所以,在藥物研究相關(guān)一定要明確這種藥物是旨在恢復(fù)建康還是獲得建康之外的優(yōu)勢(shì),有很多藥物宣稱具有使用之后能提高超出常人之外的能力,這可以確定是虛假?gòu)V告宣傳,可以依據(jù)能量守恒定律予以駁回。
除了藥物研究之外,廣義能量守恒定律也可以在其他研究發(fā)揮重要的作用,比如地震火山等自然災(zāi)害預(yù)測(cè),艾滋病治療方案,小行星撞擊地球軌道預(yù)測(cè)等等,這些科學(xué)研究是否可行呢?這要從人類社會(huì)的廣義能量守恒定律來回答,巨大自然災(zāi)害以地震為首,人類希望能預(yù)測(cè)地震從而避免損失,很多國(guó)家也在做相關(guān)的研究,地震預(yù)測(cè)是否違背廣義能量守恒呢?我們假設(shè)地震可以被預(yù)測(cè),比如提前幾小時(shí)幾天甚至幾個(gè)月,因?yàn)檫@種預(yù)測(cè)使人類獲得了巨大的,面對(duì)自然的優(yōu)勢(shì),而且地震預(yù)測(cè)知識(shí)能永久性地使人類避免地震帶來的恐慌,因此從這方面說它本身是違背廣義能量守恒定律的,因?yàn)樗谷祟惿鐣?huì)獲得了比之前更大的永久性的優(yōu)勢(shì),人類可以通過搬遷離開地震帶而獲得免受自然災(zāi)害的優(yōu)勢(shì),這種優(yōu)勢(shì)和發(fā)展水泥從而提高人類居住環(huán)境不同,因?yàn)檫@只是提高人類自身的生活居住水平并不使得人類獲得超出自然的永久性優(yōu)勢(shì),又如人類發(fā)現(xiàn)了電磁效應(yīng),同時(shí)的副作用就是人類用電過后帶來的安全問題,雖然這種問題相比于電力帶來的好處顯得十分渺小,但它依舊不能使得人類永久性脫逃電力侵害。
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作者簡(jiǎn)介:潘學(xué)良(1990-),男,貴州從江人,貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2012級(jí)應(yīng)用物理專業(yè)學(xué)生,現(xiàn)居住貴州畢節(jié),主要研究方向?yàn)榇髮W(xué)物理教育,科學(xué)基本方法,科學(xué)哲學(xué)。