34 费曼物理学讲义（第一卷） 我们已经巧妙地安排了多层架，于是这些球又和架子相平.这样就把球卸到了多层架上（图 d).卸了球以后，我们可以使机械回复到初始状 L 态.现在在上面三层架子上有三个球，在底部有 英尺■ 一个球，但是奇怪的是从某种观点上讲，我们根本 O■ 没有使其中两个升高，因为，无论如何第二层和第 【回起始 三层架子象以前一样里面装着球，因此，最后的效 果是使一个球升高了3x距离.假如3c超过1英 尺，那么我们就可以把小球放下来使机械回到初 始状态（图），这样就能使这个装置再次运转.所 以3如不可能超过1英尺，因为如果3x超过1英 似1使3磅升高 卸球 尺，我们就能创造出永恒运动.同样，使整台机械 反向运行，我们可以证明，1英尺不能超过，因 为这是一台可逆机.所以3既不大于也不小于 1英尺，这样我们只是通过论证就发现了一条规 律，x=英尺，显然，这条规律可以推广为：开 )重新安排 0终了 围4-2一种可逆机 动一台可逆机使1磅重物降下一定距离，那么这 台机械可以使磅重物提高那段距离的一另一种表示结果的说法是：3磅乘以所提高的 距离（在我们的问题中是），等于1磅乘以所降低的距离（在这种情况下是1英尺）.如果 我们先把所有的球的重量分别乘以它们现在所在的高度，然后使机械运转，再把所有的球的 重量乘以它们所在的高度，得出的前后结果不会有任何改变.（我们必须把例子中只移动一 个重物的情况推广到档我们降低一个重物就能提升几个不同的重物的情况一但这是不难 的.) 我们把重量和高度的乘积之和称为重力势能 一这是一个物体在空间上与地球之间的 相互关系而具有的能量.那么，只要我们离地球不是太远（当位置很高时重力要减弱），重力 势能的公式就是 (一个物体的重力势能)=（重量）×（高度）. (4.8) 这是一条十分优美的推理思路.唯一的问题在于，或许这并不是实际的情形.（无论如何，大 自然毋须按我们的推理行事.)例如，也许永恒运动事实上是可能的.某些假设可能是错误 的，或者我们的推理或许有错误，所以验证总是必要的.事实上，实验证明它是正确的。 那种与别的物体的相对位置有关的能量的一般名称就称为势熊.当然，在上面的特殊情 况中，我们则称它为重力势能.如果我们克服电力做功，而不是克服重力做功，即用许多杠 杆“提升”一些电荷使之离开其他的电荷，那么所包含的能量就称为电势能. 一般的原则是 能量的变化为有关的力乘以力所推过的距离，而且这是一般的能量变化： (能量的变化)一（仂）×（力的作用下所通过的距离）. (4.4) 随着课程的进展我们还要讲到其余的种种势能.。 在许多情况下能量守恒原理对于推断会发生什么事都是非常有用的.在高中你们已学 过许多有关不同用途的滑轮和杠杆的定律，我们现在可以看到所有这些“定律”都是二回事