第二百七十五章 亥姆霍茲能量守恒（力學(xué)）

　　能量的英文“energy”一字源于希臘語：?ν?ργεια，該字首次出現(xiàn)在公元前4世紀(jì)亞里士多德的作品中。

　　伽利略時(shí)代已出現(xiàn)了“能量”的思想，但還沒有“能”這一術(shù)語。

　　能量概念出自于17世紀(jì)萊布尼茨的“活力”想法，定義于一個(gè)物體質(zhì)量和其速度的平方的乘積，相當(dāng)于今天的動(dòng)能的兩倍。

　　為了解釋因摩擦而令速度減緩的現(xiàn)象，萊布尼茨的理論認(rèn)為熱能是由物體內(nèi)的組成物質(zhì)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)所構(gòu)成，即物體分子的內(nèi)能，而這種想法和牛頓一致，雖然這種觀念過了一個(gè)世紀(jì)后才被普遍接受。

　　1807年托馬斯·楊發(fā)現(xiàn)了每個(gè)東西都蘊(yùn)含能量，這些能量都是相同的。

　　1831年法國學(xué)者科里奧利又引進(jìn)了力做功的概念，并且在“活力”前加了1/2系數(shù)，稱為動(dòng)能，通過積分給出了功與動(dòng)能的聯(lián)系。

　　1853年出現(xiàn)了“勢(shì)能”，1856年出現(xiàn)了“動(dòng)能”這些術(shù)語。

　　直到能量守恒定律被確認(rèn)后，人們才認(rèn)識(shí)到能量概念的重要意義和實(shí)用價(jià)值。

　　亥姆霍茨開始考慮，如何能量是可以相互轉(zhuǎn)化的，同時(shí)也都能用做功的思想來描述，那相對(duì)而言所有的能力都可以保存在一個(gè)東西上。

　　但是在保存的過程中，會(huì)不會(huì)有浪費(fèi)的情況？

　　更重要的是，能不能制造一個(gè)機(jī)器，可以不斷的往外輸出能量？如果要是能成功的話，是不是可以制造一種永久機(jī)器，不斷的往外產(chǎn)生能量，幫助人們勞作？

　　亥姆霍茨看到很多人的永動(dòng)機(jī)都不能成功運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)能量是不能憑空產(chǎn)生了。

　　那么能量是如何消失的呢？他發(fā)現(xiàn)不論是什么樣的能量的轉(zhuǎn)變，都會(huì)留下痕跡，這個(gè)痕跡即使是人類難以覺察，但是依舊可以用其他方式觀察到。

　　從最本質(zhì)來講，如何能量都是動(dòng)量，也就是質(zhì)量乘以速度的平方的一半，這樣的量在什么情況下都不會(huì)輕易發(fā)生改變，一個(gè)能量的消失也會(huì)讓另外一個(gè)沒有活力的東西得到能量。

　　所以亥姆霍茨認(rèn)為，能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量總量保持不變。

　　一切能量，都是由力來產(chǎn)生的。

　　物體內(nèi)部的能量也是由于每個(gè)分子震動(dòng)產(chǎn)生，也就是分子之間也有力。

　　重力勢(shì)能是來自地球的引力。

　　電子的能力是來源于電磁力。

　　光的力量是來源于光里。

　　亥姆霍茨認(rèn)為，凡是會(huì)有變化的東西，都是內(nèi)在的力的作用產(chǎn)生的。

　　把世界上的一切都?xì)w結(jié)于力，是亥姆霍茲能量守恒理論的核心觀點(diǎn)。

　　關(guān)于能量守恒定律，亥姆霍茲主要論點(diǎn)有三，即：一切科學(xué)都可以歸結(jié)到力學(xué)；牛頓力學(xué)和拉格朗日力學(xué)在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的，因此可以用拉氏方法，以里說傳遞的能量或它所作的功來量度力；所有的能量都是守恒的。