4 能量守恒 §4-1什么是能量 讲完对事物的一般性描述后，从这一章起，我们开始比较详细地研究物理学中各个方面 的问题.为了说明理论物理学中可能用到的概念和推理的类型，我们现在来考查能量守恒 定律，它是物理学最基本的定律之一， 有一个事实，如果你愿意的话，也可以说一条定律，支配着至今我们所知道的一切自然 现象.没有发现这条定律有什么例外—就我们所知，它是完全正确的.这条定律称为能 量守恒定律.它指出，在自然界所经历的种种变化之中，有一个称之为能量的物理量是不变 的，那是一个最抽象的概念，因为它是一种数学原理；说的是在某种情况发生时，有一个数 量是不变的。它并不是一种对机制或者具体事物的描写，而只是一件奇怪的事实。起先我 们可以计算某种数值，当我们看完了大自然要弄的技巧表旗后，再计算一次数值，其结果 是相同的。（有点类似于在红方格中的象，移动了几步后一一具体步骤并不清楚一它仍 然在某个红方格里.我们这条定律就是这种类型的定律.)由于这是一种抽象的概念，我们 将用一个比喻来说明它的含义， 没想有一个孩子，或许就叫他“淘气的丹尼斯(Dennis)”,他有一堆积木，这些积木是绝 对不会损坏的，也不能分成更小的东西.每一块都和其余的相同.让我们假定他共有28块 积木.每天早上他的母亲把他连同28块积木一起留在一个房间里.到了晚上，母亲出于好 奇心很仔细地点了积木的数目，于是发现了一条关于现象的规律 一无论丹尼斯怎样玩积 木，积木数目仍旧是28块！这种情况继续了好儿天.直到有一天她发现，积木只有27块 了，但是稍许调查一下就发现在地毯下面还有一块一为了确信积木的总数没有改变，她必 须到处留神.然而，某一天积木的数目看来有些变化，只有26块了！仔细的调查表明：窗户 已经打开，再朝窗外一看，就发现了另外的两块积木.又有一天，经过仔细的消点表明总共 有0块积木！这使她相当惊阁，以后才了解到布鲁斯(Bruce)这个孩子曾带着他的积木米 玩过，并留了几块在丹尼斯的房间里.自从丹尼斯的母亲拿走了多余的积木，把窗关上，并 且不再让布鲁斯进来以后，一切都很正常，直到有一次，她清点时发现只有25块积木.然而 在房间里有一个玩具箱，母亲走过去打开这个箱子，但是孩子大声叫喊道：“不，别打开我的 箱子，”不让她打开玩具箱.这时母亲十分好奇，也比较机灵，她想出了一种办法，她知道- 块积木重8英两，有一次当她看到积术有28块时曾经称过箱子的重量为16英两，这一次她 想核对一下，就重新称一下箱子的重量，然后减去16英两，再除以3，于是就发现了以下的 式子 (所见到的积木数)+箱重）-16英两一常数 8英两 (4.1) 接者，又好象出现了某种新的偏差，但是仔细的研究又指出，浴缸里的脏水的高度发生了变 化，孩子正在把积木扔到水里去，只是她看不见这些积木，因为水很混浊，不过在她的公式里