守恒論

孟憲德

（環(huán)縣第一中學(xué) 745700）

守恒論

孟憲德

（環(huán)縣第一中學(xué) 745700）

守恒是自然界的特性，從能量守恒到動(dòng)量守恒，這難免讓人們想到是否還存在其他形式的守恒。由特殊到一般的這中邏輯推理，再通過(guò)數(shù)學(xué)證明，筆者驗(yàn)證了自己的猜測(cè)。

相對(duì)速度不變

星空浩瀚，宇宙無(wú)窮。在浩瀚無(wú)垠的空間中，運(yùn)動(dòng)物體無(wú)時(shí)無(wú)刻都在碰撞。從動(dòng)量守恒到動(dòng)能守恒，碰撞過(guò)程中無(wú)不在遵循著這樣的規(guī)律，從而展現(xiàn)出一幅生動(dòng)和諧的宇宙圖景。在宇宙中守恒是物質(zhì)的一種基本屬性，對(duì)于不同形式的守恒，從自然的統(tǒng)一性來(lái)講，它們闡述的應(yīng)是同一本質(zhì)的不同表現(xiàn)形式。由三維的mv2守恒到二維的mv守恒，讓人不免懷疑是否存在一維形式的守恒。

于是筆者大膽推測(cè)：彈性碰撞過(guò)程中，兩物體在碰撞前后的相對(duì)速度不變，即有相對(duì)靠近速度等于相對(duì)遠(yuǎn)離速度。（vb1-va1=va2-vb2）

表1

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，相對(duì)速度似乎存在這種守恒關(guān)系，為了進(jìn)一步證明，筆者借用了動(dòng)能定理和動(dòng)量定理：

在彈性碰撞中由動(dòng)能定理有：

（2）～（4）得：va1+va2=vb1+vb2→va1-vb1=vb2-va2

即物體碰撞前后速度不變，相對(duì)靠近速度等于相對(duì)遠(yuǎn)離速度。

證明（方案二）

當(dāng)然我們可以另選參考系再研究，如將實(shí)驗(yàn)中A物體看做參考系，則A物體的速度始終為“零”站在A物體觀測(cè)B物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以得到系統(tǒng)初動(dòng)量為mb（vb1-va1）；末動(dòng)量應(yīng)該為mb（vb2-va2），由動(dòng)量守恒有：mb（vb1-va1）=mb（vb2-va2）→vb1-va1＝va2-vb2即物體碰撞前后相對(duì)速度不變，相對(duì)靠近速度等與相對(duì)遠(yuǎn)離速度。

由三維形式的守恒到二維形式的守恒，再到一維形式的守恒，這種遞變規(guī)律讓人們對(duì)宇宙的理解更加深刻。然而，人們的求知欲望總是無(wú)窮盡的，藏在宇宙內(nèi)心的秘密到底還有多少。以牛頓為代表的經(jīng)典力學(xué)中，人們的研究始終在三維世界的魔賬之中，而巧合的是人類探索到物質(zhì)遵循的最高級(jí)的守恒也是三維形式的，這無(wú)疑在啟示我們，是否當(dāng)人類的研究深入到四維，五維甚至到十一維的空間中時(shí)，人們也會(huì)得到四維形式，五維形式，甚至十一維形式的守恒？愛因斯坦提出的四維時(shí)空就是在三維的基礎(chǔ)上引入的時(shí)間這個(gè)參量，結(jié)合他給出的質(zhì)速關(guān)系：m=m0/相對(duì)時(shí)間的間隔關(guān)系：可得出四維形式的守恒（即在三維形式的守恒中引入時(shí)間這一參量）：

即四維形式存在守恒，筆者稱之為“遷能守恒”，即能量與時(shí)間乘積守恒（遷能是比能量高一個(gè)級(jí)別的物理量，是研究時(shí)空的一重要物理量）。

四維形式守恒的發(fā)現(xiàn)，讓我們聯(lián)想到是否也存在“0維守恒”。筆者認(rèn)為“0”維守恒實(shí)質(zhì)是“質(zhì)點(diǎn)守恒”。在相對(duì)論中提出提出，當(dāng)觀測(cè)者與運(yùn)動(dòng)物體在同一慣性系時(shí)，觀測(cè)者測(cè)得物體某些量會(huì)隨著速度的變化而變化，而當(dāng)觀測(cè)者與物體處于同一慣性系時(shí)，物體的任何一個(gè)量都是不變的，這就可看做是“質(zhì)點(diǎn)守恒”。

不斷發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)新現(xiàn)象，進(jìn)而理解事物的本性，這是一切科學(xué)發(fā)展的必由之路，每一個(gè)新思想的引出，都有可能成為科學(xué)探究中的一個(gè)新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)！

O412.1

A

1004-7344（2016）03-0304-01

2016-1-11