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一个新的能量公式
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作者 张祥前 本文大写字母为矢量。 一个质量为m的火车相对于我们地面的观测者以匀速度V【V的数量为v】直线运动，地面的观测者认为这个火车有动能 1/2 mv2 ，而火车上的观测者认为火车的速度为零，因而动能为零。所以讲，现代物理学认为动能相对于不同的参考系是不守恒的，一个物体具有的动能在不同的观测者看来是不一样的。 但是，统一场论【百度 统一场论5版（上）】有着不同的看法。统一场论认为一个物体具有能量在相互运动的观测者看来数量是一样的，能量对于不同的参考系仍然是守恒的。不同的观察者看到的只是粒子运动形式有所不同，而粒子总的能量是不变的。 统一场论认为任何一个相对于我们观测者静止的粒子，都不是真正的静止，而是以光速在穿越空间运动，我们观测者也可以认为这个相对于我们静止的粒子周围的空间时时刻刻以光速度C【本文认为光速可以为矢量】在向外辐射运动。 因而任意一个相对于我们静止的质量为m’的粒子o点，统一场论认为都有一个静止动量m’C，当o点相对于我们观测者以匀速度V直线运动时候，相对论和统一场论认为都认为o点周围空间的光速运动相对于我们观察者没有变化，但是相对于o点的速度只能是C - V,因为只有C – V和V合成后仍然是光速。在V的方向上光速度的标量c不变，但是，在V的垂直方向上，光速度的标量c变成了√(c2- v2),写成矢量形式是C - V。 这样，统一场论动量公式矢为量式P = m(C-V)，其标量形式为： p = m’c = mc√(1- v2/c2) 对上式方程两边乘以光速c，为统一场论能量方程，一种新的能量方程： e = m’c2 = mc2√(1- v2/c2) m’c2为o点的静止能量，这个和相对论的看法一致，mc2√(1- v2/c2)为o点以速度v运动的时候的能量，这个和相对论的看法稍稍不同，相对论认为o点以速度运动的时候能量为mc2，这样相对论认为o点静止时候的能量m’c2和以速度v运动的时候能量mc2是不一样的。 而统一场论认为o点以速度v运动的时候能量mc2√(1- v2/c2)和静止能量m’c2是相等的，统一场论这种看法表明质点能量的量必须相对于一个确定的观察者才有意义，o点静止的观察者发现o点能量为m’c2，和o点以速度v运动的观察者发现o点能量为mc2√(1- v2/c2)，无论哪一个观察者都不可能观察到o点能量为mc2。 统一场论强调了不同的观测者，看到了能量有不同的表现形式，而总的能量的数量与观测者无关，这种观点应该比相对论的观点要合理一些。 统一场论能量方程和经典力学的动能公式有什么关系呢？ 经典力学认为，一个质量为m的质点o点相对于我们观测者以速度V【数量为v】运动时候，在我们观测者看来，具有动能 ek = 1/2 mv2。 将统一场论能量方程 e = mc2√(1- v2/c2) 中√(1- v2/c2)用级数展开为1- v2/2c2+••••• 略去后面的高次项， e ≈ mc2- mv2/2c2 由e = m’c2可知em’c2≈ mc2- mv2/2c2，这个表明经典动能ek = 1/2 mv2是物体以速度v运动的时候引起静止能量发生变化的变化量。 以上的能量公式e = m’c2 = mc2√(1- v2/c2)中 e = mc2√(1- v2/c2)为普遍的能量方程，因为当速度v为零的时候，方程e = mc2√(1- v2/c2)转化为e = m’c2 。 对于光子，可以认为其动能ek = mc2,这样， mc2-ek = m’c2 = 0 光子的静止质量为零，静止能量为零，只有运动能量mc2。 一个相对于我们观测者静止的质点质量为m’， 相对论认为有一个静止能量E = m’ c2，意思是指这个质点周围n条几何点的光速的平方，n的大小取决质量m’。 统一场论给出能量的定义： 能量是质点在空间中【或者质点周围空间本身】相对于我们观察者在某个空间范围内【由于时空同一化，也可以说在某一个时间段内】运动的运动量。 空间、物质点、观测者、运动四个条件一个都不能少，否则，能量就失去了意义。单独存在着质点，单独存在着空间都没有能量，没有观察者，或者没有指明哪一个观察者，能量就不能确定。 |
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