二、什么是质能守恒、质能转化?有什么本质特征?
客观事实告诉我们,只要是存在的事物其质能是守恒或基本守恒的;反之,只要是运动的、转化的事物都是由质能的不守恒或者说是不对称造成。而从这个意义上说,质能守恒或基本守恒是事物的存在态、发展态;质能的不守恒或者说不对称是事物的发展态、转化态。那么,又是谁给了质能守恒与转化的力量?笔者以为,只有一种力量,那就是——质量物质与能量物质发生了供求关系的变化。
(一)什么是质能守恒?为何体现为质能的供求关系?
人们常把“质能守恒”与“质能转化”混为一谈,称“质能守恒与转化定律”。笔者以为,完全有将两者区别讨论的必要,因为它们是完全不同的两种状态。这是由于,凡是存在的事物其质能关系都是守恒或基本守恒的;凡是转化的或趋于不存在的事物其质能关系都是不守恒的或者说是不对称的。
1、什么是质能守恒?是怎样形成的?
质能关系式告诉我们:如果有质量m或能量E发生变化,那么,在E=mc²的关系式中,就会伴随有能量E或质量m的变化。就是说,不管在什么状态下,系统质量与系统能量之间始终有E=mc²的关系式(c为真空下的光速)。我们知道,这是相对论的重要结论,与实验事实相符。请问,系统质能之间为何会存在E=mc²的关系式?关系式存在的依据是什么?或者说关系式存在的动力是什么?
任何事物的存在都有其动力或者说都有其依据,质能关系式当然也不例外了。第一,能量物质是质量的分解形式,就是说所有的能量物质都是由质量物质分解出来的;第二,质量物质是能量物质的逆变状态,就是说当能量物质在一定的条件下被聚集到一起的时候,它们就变成了质量物质形式。什么意思?就是说凡是物质不是以能量的形式存在就是以质量的形式存在,且质量与能量是不可分割的。
换句话说,如果在一个相对封闭的系统中出现了“质量差异”或能量过剩的状态,那么必然有能量物质的增加或质量物质的减少。由于人们用这一原理解释原子核的“质量亏损”现象时(原子核的质量小于所含核子独立存在的质量和),所以发现了核内隐藏着巨大的能量。这是由于,在中子、质子结合成原子核的过程中产生了“结合能”,即由于有“结合能”的产生所以会产生原子核的“质量亏损”。
相反,如果未产生“质量亏损”现象,那么反而无法解释核能是怎么产生的了。再换句话说,能量的溢出正是由“质量亏损”造成的,如果将溢出的能量都逆变为质量物质,那么“质量亏损”现象就会消失。这是由于,质量物质是由能量物质凝聚而成的,能量物质是质量物质的分解形式,而在质量m与能量E之间存在着E=mc²的关系式,或者说具备了一定的条件以后,质能之间可以相互转化。
当然,质能所以会转化是由于存在着质能守恒这个前提或者说存在着质能守恒的客观要求,否则也就谈不到转化。因此,与其说这个关系式是质能“转化式”,倒不如说它是个质能“守恒式”,因为先有质能守恒关系的存在然后才有质能转化关系的发生。当然,笔者也不反对把E=mc²的关系式解释为是一个事物的两个方面,是不可分割的一个统一的系统,而系统质量物质与能量物质互为逆变状态。
2、质能守恒的本质?为何体现为质能的供求关系?
应该承认,任何科学都不仅仅是为了解释现象,更是为了揭示隐藏在现象背后的本质。那么,质能守恒的本质是什么?笔者以为,质能守恒的本质体现的——不管是在一个相对封闭的系统中还是在一个相对开放的系统中,物质质量与物质能量始终都是对称的或者说是相等的,换句话说,由于物质质量m与其能量E是相等的、对称的,所以E=mc²的关系式才会存在,否则固有质能关系就会转化。
需要在说明的是,质能守恒仅仅是对存在事物、物质的一种要求,而在客观世界中绝对意义上的质能守恒原本是不存在的,因为任何事物、物质的存在都不是在真空里,而一定是处于一定的时空环境中,并通过一定方式与外界发生联系。因此,在这种情况下,任何一个所谓的封闭系统都势必与系统之外的大系统产生质能、性能的交换,比如原子因失得了电子而转化为正、负离子就体现了这一点。
以上说明什么?说明对于一个具有稳定状态的存在系统来说,质能守恒、性能守恒是充分而必要的条件,一切事物所以会存在并得到可持续发展,都需要符合这种基本要求或者说需要符合这个基本条件。如此也就说明了,所谓质能守恒其实就是质能之间业已存在的供求关系,就是说由于质能之间需要守恒,因而产生了供求关系。换句话说,如果系统不存在质能关系,那么也就不会有供求关系。
笔者以为,供求关系不仅存在于人类的经济生活中,也存在于经济生活以外的物质世界中。比如质能关系的不守恒、不对称就会引起质能、性能关系的不对称,表现为系统对质量、性量、能量物质出现了新的供求关系。因此,在新的供求关系下,质能关系就会随之而发生变化。换句话说,如果质能、性能之间不发生供求关系的变化,那么对于一个相对封闭的系统来说也就不会发生所谓质能转化。
如此,是否可以得出这样的结论:所谓供求关系的平衡,从本质上说就是质能关系的守恒,或者说它是质能守恒关系的具体体现;反之,所谓质能守恒,从本质上说就是供求关系的平衡,或者说它是供求平衡的具体体现。换句话说,当质能关系守恒、对称的时候,说明在这个系统中,供求关系是平衡的;反之,当供求关系不平衡的时候,说明在一个系统中,质能关系就是不守恒的、不对称的。
(二)什么是质能转化?为何体现质能的供求变化?
由于物质质量m与其能量E之间存在E=mc²关系,所以当事物的能量或质量发生了变化时,它的能量或质量就会按照上述关系发生转化。而从另一个角度上看,这也是由于质能、性能出现了供求关系的失衡的原因造成的了。如此当然也就说明了,质能关系转化的本质体现的就是供求关系的失衡。
1、什么是质能转化?是怎样形成的?
笔者以为,质能转化是由于物质质量m与其能量E之间不能保持E=mc²的关系,从而发生了由质量向能量,或由能量向质量的转移。当然,造成这种转化的原因有很多,但从总体上来看,主要是由于环境状态的被改变而引起的。也就是说,如果环境始终保持一种不变的状态或者说环境事物对存在的事物不产生较大影响的话,那么存在的事物就会始终保持一种状态不变,尽管“不变”不可能有。
引起质能转化的原因有很多,但总结起来不外乎有两种:第一,在自然状态下,质能的转化与环境温度的异常有关。当环境温度足够高的时候,质量物质会分解为能量物质;当环境温度足够低的时候,能量物质会聚集为质量物质。我们知道,当环境温度足够高的时候,围绕于原子核周围的电子就会远离原子核而成为自由电子;反之,当环境温度足够低的时候,围绕于原子核的电子就会龟缩起来。
当原子中的电子离开原子核的时候,与固有原子的质量相比,缺乏电子的原子核的质量肯定小于固有原子质量;当电子都龟缩于原子核周围的时候,原子的运动属性会降低,其质量最大。以上说明什么?说明存在于环境中的中的质量物质向能量物质或能量物质向质量物质的转化与其所处环境的温度有直接的关系。实施人工核聚变,就需要达到一定的温度,使原子失去电子,而成为裸露的原子核。
第二,质能的转化与存在事物的能量过剩和外界物质的突然介入有关。比如原子、细胞的核裂变就与原子、细胞自身的能量过剩和外界物质的突然介入有关。我们知道,当原子、细胞所聚集的能量物质出现了过剩状态的时候,其过剩的能量物质就会向外辐射、扩散,而在这个时候,如果再有质量物质、能量物质(如中子、突发事件)的突然介入、发生的话,那么原子核、细胞核就会发生核裂变。
总之,系统如果发生质能的转化,一定与环境事物质能关系的变化有关,表现为质能关系的突变或渐变。如果是突变,则具体表现为裂变或聚变(一般与外力、外物的突然介入有关);如果是渐变,则具体表现为衰变(原子核放出某种射线而转变为新核的现象)、蜕变(天然的称为衰变)、嬗变(用人工方法引起的)。但是,有一点是肯定的,那就是不管发生了何种变化,都会引起质能守恒与转化。
2、质能转化的本质?为何体现质能的供求变化?
以上说明,不管是质能失衡还是性能失衡,都是针对于E=mc²的关系式而言的,就是说由于在客观世界存在这个关系律,所以才有质能、性能的守恒与不守恒状态的存在与发生,而它们正是由于质能、性能关系的供求变化引起,也就是说质能转化、性能转化的本质体现的正是质能、性能之供求关系的失衡。换句话说,如果质能、性能是守恒的,就说明存在于质能、性能间的供求关系是平衡的。
否则,如果由于环境的变化使固有的质能、性能保持E=mc²的关系式,那就说明质能、性能的供求关系是不守恒、不对称的,而在这个时候,发生质能关系、供求关系的转化也就自然成为一种不可避免、必然的步骤了。以上说明什么?说明不管是在一个封闭的系统中还是在一个开放的系统中,存在于系统中的质能、性能关系都应该是守恒的、对称的,是该系统、该事物存在与发展的必要条件。
原来,所谓的质能关系原来就是供求关系啊!为此,为了区别于经济学意义上的供求关系,笔者把非经济学意义上的供求关系称为“广义供求关系”而把经济学意义上的供求关系称为“狭义供求关系”。如此,谁又能说,“狭义供求关系”不是由经济质量与经济能量、经济性量与经济能量的不守恒和不对称引起的?所以,我们也就不应该再为存在于市场的各种商品、资本供求关系的变化而感意外。
比如,对于一个企业来说,流动资金、固定资金或者说流动资产、固定资产的比例关系就应该是守恒的、对称的,否则,如果出现了流动资产大于固定资产或固定资产大于流动资产的状态,那就会引起流动资产与固定资产比例失调的状态,其结果不是因固定资产过大而造成“尾大难掉”的被动局面,便是由于流动资金过大而造成产品过剩的被动局面,而这两种情况对企业的发展来说均是不利的。
当然,这种情况也会反映在一座城市、一个省份、一个国家、一个区域的经济发展过程中。比如资本过剩的结果造成生产过剩,生产过剩的结果造成通货膨胀,通货膨胀的结果造成金融危机、能源危机的爆发等等。而这一切的一切,无不是由于经济质量与能量的不守恒、不对称引起的,表现为质能、性能供求关系的失衡。由此说明,我们用力学原理不仅可以解释经济现象,也能解决经济问题!