廣義能量守恒定律及其應用

摘 要：本文定義了廣義能量守恒定律并證明其與物理學中熱學的能量守恒定律是等價的。本文還應用了廣義能量守恒定律研究基本的科學特征以及其在醫藥研發領域的定性分析作用，強調了科學研究的領域一定要滿足廣義能量守恒定律，特別是國家大型科研項目也要做是否滿足這一定律的可行性評估以避免資源浪費。

關鍵詞：能量守恒定律；廣義；物理能量；貨幣能量；知識能量；科學極限

一、廣義能量守恒的主要內容

能量守恒定律是物理學中的重要內容，至今為止還尚未有打破這個物理學定律的實驗產生，這個定律的正確性是整個物理學體系穩定性的重要保障，具體而言，能量守恒定律可以表述為：一個系統的總能量的改變只能等于傳入或者傳出該系統的能量的多少。總能量為系統的機械能、熱能及除熱能以外的任何內能形式的總和。這是物理學上能量守恒的主要內容，雖然在更加高級的物理學中它出現的頻率并不高，甚至只是在力學和熱學課本中提及，但是毫無疑問，所有的物理學體系都默認其為基礎假設而不加以提及的。

現在，我們從更加廣義的基礎上探討物理學這一定律在人類社會的應用。能量是改變狀態與否及改變狀態量度的度量，一切能使狀態發生改變的都稱之為能量，在物理學上，能量的種類有很多，諸如熱能，太陽能，輻射能等等，因為其均屬于自然界的能量，是改變自然界的量度，所以稱之為物理能量，而在人類社會，能改變狀態的能量也有很多種，而且不能統稱為社會能量，具體地，比如金錢可以改變人的生活狀況，這一點在經濟學上是一個默認的公理，所以金錢也是能量的一種，稱之為貨幣能量，此外，知識能改變人類的學識修養，甚至因為知識本身人類的文明得以建立，文化得以延續和發展，這也是一種能量，而人本身除了所具有的物理能量（人同時也是自然界的一員，也擁有自然賦予的能量），知識能量，貨幣能量。

現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容，后文將結合具體實例來理解這個定律及其應用。正如我們不加以證明地承認能量守恒定律那樣，我們也不加以證明地承認廣義能量守恒定律，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，可以制造永動機，永動機可以生產無限的商品，從而可以產生無限的有價值的貨幣能量，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）可以生產無限的可以提供勞動的機器人，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用

能量守恒定律的應用主要表現在說明了永動機這一人類夢寐以求的機器不可能被制造出來，而廣義能量守恒定律也同時說明了不可能通過有限的資金投入，智力投入就可以產生無限的物理動能，反之亦然。其主要應用于評價科研項目的可行性上。科學研究，其根本在于通過有限的資金投入和知識投入以及人體體力等投入希望能過得同樣有限的產出，然而，對于一些特別大型的科學研究項目而言，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，因為通過有限的資金投入可以獲得無限的優勢，比如身高優勢，壽命優勢，性能力優勢，智力優勢等等，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，如果確實經過嚴密分析，通過有限的資金投入可以獲得無限的優勢，那么這樣的研究是不可能產生成果的，就猶如研究永動機一樣是徒勞無益的。

不同于能研究出治療特定疾病的藥物，這些藥物使人恢復健康，但并不能保證這些用了這種藥物恢復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之類的藥物確實在一定時間內產生了效果，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，在藥物研究領域，如果一種藥物旨在使人獲得永久性的健康優勢，那么這樣的藥物本身違背了廣義能量守恒定律的，是不可能產生的。所以，在藥物研究相關一定要明確這種藥物是旨在恢復建康還是獲得建康之外的優勢，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，這可以確定是虛假廣告宣傳，可以依據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揮重要的作用，比如地震火山等自然災害預測，艾滋病治療方案，小行星撞擊地球軌道預測等等，這些科學研究是否可行呢？這要從人類社會的廣義能量守恒定律來回答，巨大自然災害以地震為首，人類希望能預測地震從而避免損失，很多國家也在做相關的研究，地震預測是否違背廣義能量守恒呢？我們假設地震可以被預測，比如提前幾小時幾天甚至幾個月，因為這種預測使人類獲得了巨大的，面對自然的優勢，而且地震預測知識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，因為它使人類社會獲得了比之前更大的永久性的優勢，人類可以通過搬遷離開地震帶而獲得免受自然災害的優勢，這種優勢和發展水泥從而提高人類居住環境不同，因為這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勢，又如人類發現了電磁效應，同時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。

參考文獻：

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作者簡介：潘學良（1990-），男，貴州從江人，貴州工程應用技術學院2012級應用物理專業學生，現居住貴州畢節，主要研究方向為大學物理教育，科學基本方法，科學哲學。