广义能量守恒定律及其应用

摘 要：本文定义了广义能量守恒定律并证明其与物理学中热学的能量守恒定律是等价的。本文还应用了广义能量守恒定律研究基本的科学特征以及其在医药研发领域的定性分析作用，强调了科学研究的领域一定要满足广义能量守恒定律，特别是国家大型科研项目也要做是否满足这一定律的可行性评估以避免资源浪费。

关键词：能量守恒定律；广义；物理能量；货币能量；知识能量；科学极限

一、广义能量守恒的主要内容

能量守恒定律是物理学中的重要内容，至今为止还尚未有打破这个物理学定律的实验产生，这个定律的正确性是整个物理学体系稳定性的重要保障，具体而言，能量守恒定律可以表述为：一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。这是物理学上能量守恒的主要内容，虽然在更加高级的物理学中它出现的频率并不高，甚至只是在力学和热学课本中提及，但是毫无疑问，所有的物理学体系都默认其为基础假设而不加以提及的。

现在，我们从更加广义的基础上探讨物理学这一定律在人类社会的应用。能量是改变状态与否及改变状态量度的度量，一切能使状态发生改变的都称之为能量，在物理学上，能量的种类有很多，诸如热能，太阳能，辐射能等等，因為其均属于自然界的能量，是改变自然界的量度，所以称之为物理能量，而在人类社会，能改变状态的能量也有很多种，而且不能统称为社会能量，具体地，比如金钱可以改变人的生活状况，这一点在经济学上是一个默认的公理，所以金钱也是能量的一种，称之为货币能量，此外，知识能改变人类的学识修养，甚至因为知识本身人类的文明得以建立，文化得以延续和发展，这也是一种能量，而人本身除了所具有的物理能量（人同时也是自然界的一员，也拥有自然赋予的能量），知识能量，货币能量。

现在我们来看广义能量守恒定律，所谓广义能量守恒定律指的是：

这是广义能量守恒定律的主要内容，后文将结合具体实例来理解这个定律及其应用。正如我们不加以证明地承认能量守恒定律那样，我们也不加以证明地承认广义能量守恒定律，原因在于，如果能量守恒定律不成立，那么人类可以获得无限的资源，可以制造永动机，永动机可以生产无限的商品，从而可以产生无限的有价值的货币能量，另一方面，如果广义能量守恒定律不成立，那么能量守恒定律也不成立，比如，我们通过有限的资金投入（货币能量投入）可以生产无限的可以提供劳动的机器人，这本身就违反了能量守恒定律。所以，这两者的成立条件是一样的。

二、广义能量守恒定律的应用

能量守恒定律的应用主要表现在说明了永动机这一人类梦寐以求的机器不可能被制造出来，而广义能量守恒定律也同时说明了不可能通过有限的资金投入，智力投入就可以产生无限的物理动能，反之亦然。其主要应用于评价科研项目的可行性上。科学研究，其根本在于通过有限的资金投入和知识投入以及人体体力等投入希望能过得同样有限的产出，然而，对于一些特别大型的科学研究项目而言，研究其是否违背广义能量守恒定律是十分必须的。有关于药物的研究就必须格外注意，比如研究出各种能增高而无副作用的药物，研究能延长寿命的药物，一种万能药以及治疗阳痿无副作用的药物，甚至能增加IQ值的药物等等都是违背广义能量守恒定律的，因为通过有限的资金投入可以获得无限的优势，比如身高优势，寿命优势，性能力优势，智力优势等等，因此这些药物研究都是不可能成功的或者说副作用带来的后果是巨大的。因此，特别是在医药研究，生物基因工程研究，人工智能研究要更加注意是否违背广义能量守恒定律，如果确实经过严密分析，通过有限的资金投入可以获得无限的优势，那么这样的研究是不可能产生成果的，就犹如研究永动机一样是徒劳无益的。

不同于能研究出治疗特定疾病的药物，这些药物使人恢复健康，但并不能保证这些用了这种药物恢复健康的人不再患同样的病或其他病，能提高身高就说明身高不可能被降下来，否则就不能说提高身高，通常这样的药物具有非常大的副作用，比如治疗阳痿和提供性能力增强之类的药物确实在一定时间内产生了效果，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，或提高的量极其微小，或者是副作用大。

综上所述，在药物研究领域，如果一种药物旨在使人获得永久性的健康优势，那么这样的药物本身违背了广义能量守恒定律的，是不可能产生的。所以，在药物研究相关一定要明确这种药物是旨在恢复建康还是获得建康之外的优势，有很多药物宣称具有使用之后能提高超出常人之外的能力，这可以确定是虚假广告宣传，可以依据能量守恒定律予以驳回。

除了药物研究之外，广义能量守恒定律也可以在其他研究发挥重要的作用，比如地震火山等自然灾害预测，艾滋病治疗方案，小行星撞击地球轨道预测等等，这些科学研究是否可行呢？这要从人类社会的广义能量守恒定律来回答，巨大自然灾害以地震为首，人类希望能预测地震从而避免损失，很多国家也在做相关的研究，地震预测是否违背广义能量守恒呢？我们假设地震可以被预测，比如提前几小时几天甚至几个月，因为这种预测使人类获得了巨大的，面对自然的优势，而且地震预测知识能永久性地使人类避免地震带来的恐慌，因此从这方面说它本身是违背广义能量守恒定律的，因为它使人类社会获得了比之前更大的永久性的优势，人类可以通过搬迁离开地震带而获得免受自然灾害的优势，这种优势和发展水泥从而提高人类居住环境不同，因为这只是提高人类自身的生活居住水平并不使得人类获得超出自然的永久性优势，又如人类发现了电磁效应，同时的副作用就是人类用电过后带来的安全问题，虽然这种问题相比于电力带来的好处显得十分渺小，但它依旧不能使得人类永久性脱逃电力侵害。

参考文献：

[1] 姚斌.重新认识能量守恒定律[J].中国科技信息，2009（5）.

[2] 韩晓霞.动量守恒定律与能量守恒定律的适用范围研究[J].济南职业学院学报，2013（4）.

[3] 郭振华，李东，郭应焕.能量转换与守恒定律的发现[J].宝鸡文理学院学报（自然科学版），2012（4）.

作者简介：潘学良（1990-），男，贵州从江人，贵州工程应用技术学院2012级应用物理专业学生，现居住贵州毕节，主要研究方向为大学物理教育，科学基本方法，科学哲学。