“正能量”究竟是什么?

作者:赖仲达来源:蝌蚪五线谱发布时间:2014-03-26

“正能量”一词本身来源于理论物理学,是物理学家于上世纪中叶提出的一个概念。那么,它究竟是什么意思呢?敬请期待探索解密。

  很显然,我们可以把这两种能量看作一条一维坐标轴,以真空零点能为原点,右侧正的数值看作正能量,左侧负的数值看作负能量。

  在现实生活中,正、负能量的例子有很多,并且两者总是伴随着相互出现。生活中大部分的能量通常都是正能量,例如我们在跑步运动时所产生的动能,火柴燃烧时的热能量等等,它们都大于空间中的真空能。最奇特的例子恐怕要当属使宇宙加速膨胀的暗能量了。

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  暗能量在太阳系中无处不在,最初是由一个天文小组在1998年对Ia-超新星观测时发现并确认其存在的。它总是和大质量天体共同出现,它有点像宇宙星系的助推者,并总是以一种螺旋的状态带动星体运动着,其所具有的负压强阻止引力无法使星系收缩。所以,从这个角度看,它可以看作一种类“反引力”的能量——而既然它与引力成反作用,因而我们说引力能量的属性是与其截然相反的,所以,在此我们说引力势能是一种负能量。

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  “万有引力”这一词语对于我们来讲并不陌生,现在恐怕全世界的多数人都知道,自从当年物理学家艾赛克·牛顿(Isaac Newton)首次在他的著作《自然哲学的数学原理》中提出万有引力定律时,它就被全世界欢呼为人类有史以来最伟大的发现。引力势能是物体在引力场中具有的能量,在现代物理学当中,引力势是负能量的典型例子,且负能量总是和势能密切相关。引力为何被看作负能量呢?我们现在就来解释一下:考虑桌上有一个水杯,当它被抬高远离地球时,其引力势Ep=-GMm/r。

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  艾赛克·牛顿(Isaac Newton)雕像

  在这里,G、M各指万有引力常数和地球质量,m为水杯的惯性质量。从方程里我们就可以看得出来,如果当水杯离地球无限远的时候,水杯的势能就消失为零了,此时,水杯处于一个零势能点;而在这个时候,如果水杯从零势能点突然又向地球开始靠近,那么这个时候的地心引力对这个水杯作正功,这意味着引力势能的能量减少了;换个角度想,引力是保守力,保守力做功同样表示势能减少——而水杯在无限远处的引力势本身就是零,若再减少,那就只能是负数了,所以,我们把引力势看作负能量。

  在本文的最后,笔者要说一句,正、负能量在物理学上的概念和在生活中的概念是不同的,物理学上的负能量只不过是能量的不同状态而已。而对于我们自身而言,笔者建议大家要在生活中多增添、传递些“正能量”,同时保持阳光心态,这样才能使得我们的生活更加多姿多彩。

 

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