38 遭曼物理学进义（第一卷】 带有趣的。由此很自然会产生一个问题，在物理学中还有哪些其他守恒定律？有另外两条守 恒定律是与能量守恒定律类似的，一条称为线动量守恒，另一条称为角动量守恒，关于这方 面我们在以后会知道得更多.归根到底，我们并没有深刻地理解守恒定律.我们不理解能 量守恒，并不认为能量是一定数量的滴状物.你们也许听说过光子是以一个个的滴状形式 出现的，一个光子的能量是普朗克常数乘以频率.这是正确的.但由于光的频率可以是任 意的，所以没有哪条定律断言能量必须是某种确定的数值.与丹尼斯的积木不同，能量的数 值可以是任意的，至少今天的理解是如此 所以在目前我们并不把能量理解为对某种东西 的计数，而只是看作一种数学的量.这是一种抽象而又十分奇怪的情况。在量子力学中，我 们知道能量守恒与世界的一个重要性质 事物不依赖于绝对时间 有十分密切的关 系。我们可以在一个给定的时刻安排一个实验，并且完成它，然后在晚一些的时候再做同样 的实验，那么实验的情形将完全是相同的.但这是否严格正确，我们并不知道.如果我们假 设它是正确的，再加上量子力学的原理，我们就可以推导出能量守恒定律，这是一件相当微 妙和有趣的事，不容易加以解释.其他的守恒定律也有联带的关系.动量守恒定律在量子 力学中与一个命题有关，即无论你在哪里做实验都不会造成什么差别，结果总是同样的.最 后，象空间上的无关性与动量守恒相联系、时间上的无关性与能量守恒相联系一样，假如我 们转动仪器的话，这也不会造成任何差别，所以世界在角度取向上的不变性与角动量守恒相 关.此外，还有三条其他的守恒定律，迄今为止我们可以说，这些定律是精确的.它们要容 易理解得多，因为在本质上它们是属于清点积木一类的事 这三条守恒定律中的第一条是电荷守恒定律，这只是意味着，数一下你有多少正电荷， 多少负电荷，将正电荷的数量诚去负电荷的数量，那么这个结果将永远不会改变.你们可以 用一个负电荷抵消一个正电荷，但是你们不可能创造任何正电荷对负电荷的净余额.另外 两条守恒定律与这一条相类似。一条称为重子的守恒.存在者一些奇异粒子，例如中子和 质子，它们称为重子.在任何自然界的反应中，假如我们数一下有多少重子进入一个反应， 那么在反应结束时出去的重子的数量将完全相同.还有一条是轻子守恒定律.我们可以 举出称为轻子的一群粒子：电子，“介子和中微子，还有一个电子的反粒子，即正电子（轻子 数为一1).在一个反应中对轻子的总数进行计数将揭示出这个事实：进入的数量与出去的 数量决不会改变，至少就今天所知就是如此 这就是六条守恒定律，其中三条是微妙的，与空间和时间有关，另外三条从对某种东西 进行计数的意义上说是简单的 关于能量守恒，我们应当指出，可资利用的能量是另一回事 一在海水中的原子进行着 大量的晃动，因为海水具有一定的温度，但是如果不从别处取得能量，就不可能使原子都按 一个确定的方向运动.这就是说：虽然我们知道能量确实守恒，但是可供人类利用的能量并 不那么易于保存。确定究竟有多少能量可供利用的那些定律称为热力学定律，它们包括着 一个称为熵的有关不可逆热力学过程的概念 最后，我们提一下这个问题：今天我们可以从哪里获得能量的供应？我们的能量来源是 太阳、雨水、煤、钠以及氢。大阳形成了降雨，也造成了煤矿，所以所有这些都起源于太阳.虽 然能量是守恒的，但看来大自然对此并无兴趣她使太阳释放了大量的能量，但其中只有二 十亿分之一到达地球.大自然保存者能量，不过实际上并不关心这一点；她让巨大数量的能 反重子的重子数记为(-1)