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第6章 谜一样的宇宙(3)

物质运动和变化引起温度的改变,温度改变又导致能量发生变化,表现为让各种形式的温能流动和转化。一切物质在运动中都会引起周围能量的流动和变化,使能量表现出不同的状态,这种由于运动导致的物质周围能量状态的变化我们称之为物质的能量场。当然这个场不同于物质之间相互作用的场,只是用来反映物质周围能量分布状态的变化,它并不是一种作用力的性质。

能量场的大小体现的是物质运动产生的能量变化情况,说明变化的频繁和复杂程度,也可以说是对温度变化的一种结果和反映,因此当我们谈到能量场时,实际指的只是这种能量场的变化,即物质周围能量的变化状况。由于运动才能导致能量场的出现和变化,而运动的推动力量主要是物质的电磁作用,能量场的变化实际也就与物质的电性密不可分。

能量场的分布和大小与物质运动的范围有关,这也表明了能量对物质运动的影响,距离物质越近,能量场的变化越明显,可以说物质规模越大,运动速度越快,产生的能量场也越大,这时温度变化将更加明显。在物质最近处的能量场最大,随着距离的延伸,能量场将逐渐变小,直至最终消失。物质运动对能量的影响主要就是对物质周围能量场的影响,能量对物质运动的影响主要也是通过能量场的变化来进行,这些影响最终都是通过温度来实现。

能量场的变化由于能量流动以及自身强度的不同,从物质比喻的角度我们可理解为表现出一种类似波的形态,像波浪一样有波峰和波谷,主要以类似涟漪的方式传播和改变,而非线性的变化。物质电性的变化也是同样如此,使具有这些运行性质的波与圆周运动一样,也成为宇宙间最常见的一种运动方式。

大的物质多表现为圆周运动,主要体现出相互作用的影响,呈现出各种不同的形态,而微小的物质运动与能量的流动一样,则形成波的形式。因为物质较小时能量场的影响和作用,比大的物质要更为明显。在此时物质的运动,相比之下更容易受到周围能量场影响,使运动形态也发生变化,形成与能量场变化相似的波这种形式。

其实物质之间的场和力,在不接触时也能够对另一方物质产生作用,其原因也与能量场有关。运动导致物质周围能量的变化,从而影响自身周围其他物质的运动。这种变化一方面会使处在这一区域里的其他物质运动也受到这种能量场的影响,另一方面它的变化又对处于其中,其他物质另外的能量场产生互动,使其也跟随发生改变,从而让其他物质运动也有了变化。相互作用的大小与距离有关,就因为彼此能量场之间的作用和影响也取决于彼此之间的距离。只不过能量场的变化我们无法知晓,而物质表现出的场和力却是物质作用的一种方法,而且能使温度发生变化,可以被我们认知和掌握,所以场和力可以说是一种对由运动引起能量变化的物质反映与描述。

场和力的作用既可以在能量场的变化中产生,也能通过温度对能量场形成一种影响,从而加强或阻碍能量场的改变,特别是电磁作用形成的电磁感应现象与能量场的变化有更为显著的联系,最有可能实现彼此间的相互促进,电磁感应也以类似于能量场变化波一样的形式来进行。物质之间的相互作用对能量场的影响我们难以直接掌握,但生命的产生和运行,以及在其中存在的一些独有特征就说明了这种作用和效果,对此将在第三章中加以阐述。

一切物质包括其构成物质在内,只要发生运动都有特定的能量场存在。不同的物质及其不同的运动和变化,产生了能量场的不同变化。每种物质的每种特定运动状况都有相对应的一种能量场,通常我们所说物质内部的能量实际上就是其内部构成物质的能量场。

所有的物质尤其是在分解中形成的物质,在产生和消失的运动过程中呈现出的“能量释放现象”就是物质内部能量场变化的一种反映和表现,所谓的能量释放其实释放的是物质,而不是能量。物质的碰撞使原有物质发生分解,生成大量新的物质,形成向外的扩散和冲击。物质发生变化时,其原有的能量场也必然随之改变,并形成新物质的新能量场。由于碰撞分解导致运动加快,能量场的变化也随之加剧,加上物质运动变得剧烈,使温度快速升高,并抛出新产生的一些更低层次物质,才让我们出现这种高温释放出能量的错觉。实际高温形成的是能量场的变化,释放的是碰撞后产生的新物质。

能和能源

物质是能量变化的产物,是能量存在的另一种方式,物质和能量关系实质上就是物质运动和能量场变化之间的关系。能量不能用物质的手段来确定,就像我们不能用水制成的仪器来衡量水自身的性质。能量对物质运动的作用我们实际上无法掌握,凡是我们能够感知和利用的都是物质及其形成的方法、手段,而能量我们不可能察觉和认识,但由于物质运动的存在以及温度的变化,致使物质周围的能量场在变化之中也表现出一定的形式和现象,可以被我们认知和利用,使能量对运动的影响,我们也能够根据物质运动的变化来加以推测和认识,这也成为我们技术上发展和进步的重要基础。其中一个明显的例子就是日常生活中物质运动和转化表现出各种形式的能,以及推动物质通过技术实现人为变化所需要的能源。

物质在运动中会使自身内部和周围的能量表现出一定的变化形式,反映出一定的运动和能量场之间的联系与信息,如我们在认识上水在流动中相对位置变化表现出的势能,风在流动过程中形成的风能,机械运动产生出机械能,元素之间发生化学反应的化学能,原子运动的原子能等。这些貌似不同类型的能量,实际只是能量的不同状态。这些状态跟随物质运动发生了相应的变化,形成了一定的特征,使物质在运动中表现出一种特殊的现象,从而能被我们了解和掌握,才形成了这些所谓的各种形式的能。因而只有在物质运动的条件下才有能的概念和作用,也才有我们对此的认识。

各种能并不是不同种类的能量,而是能量随物质运动状况的差异而体现出的不同特点,也就是物质在变化中相应能量场的不同表现。由于只是在形式上的变化,也就不会有总量和实质的改变,因而由于物质运动形成的能量变化,在我们一定认知程度上表现为物理学上的能量守恒定律。

这些能的形式只有在温能的区域里才能产生和转化,能量场也只有在温能中才能存在与变化,其实质是物质运动的结果。在原能的区域里并不存在这些能的概念,也就是说我们能认知的所有能都是温能的一种表现形式,是温能在物质运动中表现出的不同状态。各种能之间的转化主要就是由于物质运动而产生的能量场变化,也就是温能在各种不同形式中的变化,能量守恒定律其实也就是温能守恒定律。

能源是人类使用技术来推动工具运动,从而发挥工具作用和力量的基础与来源,我们能使用的能源主要来自于太阳辐射的热量。热量和能量、温能是两种根本不同的概念。热量并不是能量,而是物质内部温度高低的一种反映和度量,实际上也是一种物质存在和运动的形式,因而可以被我们掌握和利用。

热量作为一种物质,也能够进行聚合和分解,通过组合和分解还可以用来保持与提高温度,其对温度变化产生的作用和效果要比其他物质形式明显得多,能够在运动和变化中更有效地形成温度的上升,它的主要作用就是形成和保持一个温度环境,使相关物质的运动和变化能正常进行。不同温度的物质之间会产生温度从高到低的传导,传递的主要就是热量。太阳给我们带来的热量就是太阳光线,它是太阳光子辐射的结果,辐射本身也是一种物质的运动,而不是能量。

能源实际上是存储热量的一种物质形式,而电能则是能源中最主要的一种。电能表现为物质内部电荷的储存和运动,电荷和电能之间的关系就有点像物质中的热量和物质的关系。我们使用能源导致热量释放,热量改变温度,温度的变化又使物质运动发生改变,从而引起物质电磁作用的变化,使与之有关联的电荷增加形成电能。电能是推动物质运动变化的主要基础和动力,由于其能够存储和传输,也成为我们使用技术的核心和动力,以及利用能源的主要形式。

机器做功就是使用人为和科学的方法利用能源,主要是电能,实现物质及其运动状态的变化。通过物质运动的改变,可以使不同形式的能发生相互转化,这些不同的能我们虽然不可能掌握和利用,也无法用物质的手段存储,但它们的转化反过来导致相关物质的运动又发生变化,从而产生出电能,电能中电荷变化形成新的电场,推动物质运动进一步改变。

因此对水能、风能等这些通过物质运动表现出的各种形式的能量,我们尽管无法感觉和捕捉,但可以通过工具和技术将其转化为电能等物质的形式,从而能够精确地加以衡量和利用。能量守恒定律之所以对我们有用,就因为它是我们可以掌握由能量变化产生的物质转化形式的原理和基础。电能则是我们联系温能、改变物质运动的重要方式,也是各种形式的温能之间转化,以及与物质联系的主要桥梁。

宇宙的运行

构成宇宙的能量与物质在温度的影响下,在运动和变化的过程中形成各种不同的性质及形态,产生特有的规律和秩序,使宇宙有了周而复始的演化过程,并在运行中表现出一定的特征。

一、绝对速度和终极温度

物质具有不同的运动速度。但宇宙间所有物质运动的速度都不会超过绝对速度,绝对速度是物质与能量之间转化的运动速度,是物质运动的最高速度,也是宇宙间的最高速度。达到这一速度的物质将不再具有物质的性质,而转化成为能量,此时运动不再继续,速度也就没有了意义。我们通常说的光速只是一些粒子运动的速度,主要用来衡量粒子等微观层面上的运动和变化,影响的只是一些粒子之间的聚合和分离,其速度远比绝对速度低得多。

温度是物质和能量之间进行转化的主要原因,绝对速度则是转化的唯一条件。物质之间的运动速度加快、相互作用增强,温度会上升,温度的升高又进一步加强了物质的运动,导致物质发生碰撞而形成分解,同时物质的能量场也发生变化,在更进一步的碰撞中物质继续分解,温度也再次上升,直至最终形成能量子,能量子在达到绝对速度的碰撞之中湮灭变成能量,能量场也随之消失,有形化为无形。

与物质各式各样的运动相对应,宇宙间的温度也有不同,甚至其中的差别极大,但温度的变化与运动一样,都不可能没有限制,否则就不会有宇宙的存在和有序运行。宇宙有一个终极的温度变化范围,包括最高温度和最低温度两种极端限度,一切物质和所有的温度都只能在这两者之间存在。最高温度就是能量子达到绝对速度的温度,达到这种温度时物质已克服了电磁作用等一切相互作用的影响,相互作用不再存在,物质也不再有其形,在这一温度下能量子才消散变成能量。绝对速度的碰撞是达到最高温度的最终条件,也是让能量子运动以及彼此间相互作用消失的唯一方式。

物质在演化周期中间的过程和阶段之中是不可能达到最高温度的,在此阶段内物质只能通过聚合和分解发生改变,只可能被分解为更低层次物质而不可能被消灭,能量场也只会随运动和温度而变化,不可能消失。我们平时所说的物质湮灭只是粒子层面的碰撞,大多是通常意义的电性在性质相反时发生吸引而聚合的结果,即使是普遍意义上电性的碰撞,也只是基本粒子运动的反映,都会释放出大量更低层次的物质。所以因电性而起的湮灭不会是物质最终形式的消灭,只有能量子在最高温度下的湮灭才会变成能量,才是物质的终极结束方式,也不可能再释放出任何物质。

温度降低,物质运动速度下降,能量场也逐渐变小,但宇宙间存在温度下降的极限,这就是最低温度。最低温度是没有物质运动存在的温度,是没有温度的温度,是宇宙和能量存在的原始状态,没有物质运动,也没有能量变化。假如在当前我们生活以及能看到的区域里温度能下降到最低温度,能量将转化为原能的形式,呈现出与当前温能完全不同的性质和状态,在这一温度下如果有物质存在,包括我们自身和能量子在内,所有的运动速度都将降为零,运动的特性消失,像凝固一样进入绝对静止,能量场也不复存在,这种情况下的物质也就不能再称为物质,而是变为没有运动的原能。

由于物质永不停歇地运动,物质之间的碰撞和相互作用,以及能量场的存在与变化,使达到这一温度在物质世界里只有理论上的可能,有物质存在就没有最低温度,物质运动永远不可能为零,因此也就不会有物质的绝对静止,物质的运动和能量场的变化会始终进行,只有没有物质存在的区域才有处于最低温度的原能存在。我们通常意义上所谈到的-27313℃,只是用物质方法衡量的一个低温记录,说明的主要是在一定的粒子层面上出现相对静止表现出的特征,它并不是没有物质的最低温度,离最低温度还有很大的距离,与光速一样反映的都只是微观层面上物质的一些性质和表现。

宇宙间存在绝对速度和最高温度,由此奠定了宇宙间运动和变化的有序性,物质世界里不存在最低温度和绝对静止,由此奠定了物质运动和变化的永恒性。

二、爆炸和黑洞

物质在运动和演化中无论是分解为下层物质,还是聚合成新的物质必须都通过碰撞来实现。如果物质之间的相互作用有明显差别,强的一方对弱的一方主要形成吸引作用,强的一方运动方式和速度在碰撞中虽然也受到影响,但不会发生根本的变化,而弱的一方运动形态则完全改变,碰撞的结果是形成在强的一方内部的聚合,最终形成规模更大的物质,或是在不同作用下产生新的物质。

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