“物質(zhì)不滅定律”

#愛因斯坦#能量守恒

E=mc2，物質(zhì)不滅定律，說的是物質(zhì)的質(zhì)量不滅；能量守恒定律，說的是物質(zhì)的能量守恒。

雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發(fā)現(xiàn)了，但是人們以為這是兩個風(fēng)馬牛不相關(guān)的定律，各自說明了不同的自然規(guī)律。甚至有人以為，物質(zhì)不滅定律是一條化學(xué)定律，能量守恒定律是一條物理定律，它們分屬于不同的科學(xué)范疇。

愛因斯坦認(rèn)為，物質(zhì)的質(zhì)量是慣性的量度，能量是運動的量度；能量與質(zhì)量并不是彼此孤立的，而是互相聯(lián)系的，不可分割的。物體質(zhì)量的改變，會使能量發(fā)生相應(yīng)的改變；而物體能量的改變，也會使質(zhì)量發(fā)生相應(yīng)的改變。

在狹義相對論中，愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能公式：E=mc^2（這里的E代表能量，m代表多少質(zhì)量，c代表光的速度，近似值為3×10^8m/s，這說明能量可以用減少質(zhì)量的方法創(chuàng)造）。

愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系公式，正確地解釋了各種原子核反應(yīng)：就拿氦4（He4）來說，它的原子核是由2個質(zhì)子和2個中子組成的。照理，氦4原子核的質(zhì)量就等于2個質(zhì)子和2個中子質(zhì)量之和。實際上，這樣的算術(shù)并不成立，氦核的質(zhì)量比2個質(zhì)子、2個中子質(zhì)量之和少了0.0302u（原子質(zhì)量單位）！這是為什么呢？因為當(dāng)2個氘[dāo]核（每個氘核都含有1個質(zhì)子、1個中子）聚合成1個氦4原子核時，釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時，大約放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因為這樣，氦4原子核的質(zhì)量減少了。

這個例子生動地說明：在2個氘原子核聚合成1個氦4原子核時，似乎質(zhì)量并不守恒，也就是氦4原子核的質(zhì)量并不等于2個氘核質(zhì)量之和。然而，用質(zhì)能關(guān)系公式計算，氦4原子核失去的質(zhì)量，恰巧等于因反應(yīng)時釋放出原子能而減少的質(zhì)量。

愛因斯坦從更新的高度，闡明了物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律的實質(zhì)，指出了兩條定律之間的密切關(guān)系，使人類對大自然的認(rèn)識又深了一步。

物理學(xué)的基本定律

若論物理學(xué)的基本定律，我們必須要先看一下定律是什么？

定律作為漢語詞語，我們查百度百科詞條定律，可以看到如下解釋（下面為引用于百度百科詞條“定律”理論規(guī)律義項的內(nèi)容）：

詞語：定律 [1]
1.制定法律
《后漢書·魯恭傳》：“孝章皇帝深惟古人之道，助三正之微，定律著令冀承天心，順物性命，以致時雍?！?br>《晉書·刑法志》：“ 漢 承 秦 制，蕭何定律，除參夷連坐之罪，增部主見知之條?！?br>2.法律；條例。
魯迅《墳·燈下漫筆》：“ 元朝定律，打死別人的奴隸，賠一頭牛?！?br>3.規(guī)則，規(guī)矩。
宋蘇軾《次韻王定國相留夜飲》：“詩無定律君應(yīng)將，醉有真鄉(xiāng)我可候”
4.科學(xué)上對某種客觀規(guī)律的概括。
毛澤東《青年運動的方向》：“中國將來一定要發(fā)展到社會主義去，這樣一個定律誰都不能推翻?！?br>參考資料
1定律 ．在線漢語字典[引用日期2019-04-29]

上面引用解釋詞語規(guī)律含義的第4條，意思是定律為“科學(xué)上對某種客觀規(guī)律的概括”，亦即定律包含科學(xué)理論所描述的自然規(guī)律——“理論規(guī)律”因此，我們要接著繼續(xù)引用百度百科詞條定律的理論規(guī)律義項下的內(nèi)容，看看作為理論規(guī)律的定律是什么？

定律[dìng lǜ] 理論規(guī)律
定律是客觀規(guī)律的統(tǒng)稱，是解鎖宇宙奧秘的鑰匙。
定律是了解宇宙的基石，是從亙古到現(xiàn)代不曾改變的宇宙規(guī)律。
定律是為實踐和事實所證明，反映事物在一定條件下發(fā)展變化的客觀規(guī)律的論斷。
定律的特點是可證（性），而且已經(jīng)被不斷證明。
定律是一種理論模型，它用以描述特定情況、特定尺度下的現(xiàn)實世界，在其它尺度下可能會失效或者不準(zhǔn)確。
中文名：定律；性質(zhì)：理論規(guī)律（勿謂為客觀規(guī)律）；目的：為相關(guān)理論提供數(shù)據(jù)實踐證明。

由百度百科詞條定律的理論規(guī)律義項下的羅列內(nèi)容可以看到，作為理論規(guī)律統(tǒng)稱的定律有：牛頓三大定律、能量守恒定律、摩爾定律、二八定律、墨菲定律和歪曲福軸制金達平行定律等。

下面我們再來看看什么是物理定律？依然是引用百度百科詞條所編纂的內(nèi)容

物理定律 物理學(xué)名詞
物理定律（Physical law）是以經(jīng)過多年重復(fù)實驗和觀察為基礎(chǔ)，并在科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)普遍接受的典型結(jié)論。
一些物理定律是由于自然界，時間和空間等的對稱性的反映。
定律都是固定的，不受外界條件干涉的！
中文名：物理定律；外文名：Physical law)；基礎(chǔ)：重復(fù)實驗和觀察；性質(zhì)：普遍接受的典型結(jié)論。

定律概述
物理定律（Physical law）是從特別事實推導(dǎo)出的理論學(xué)科。
物理定律是以經(jīng)過多年重復(fù)實驗和觀察為基礎(chǔ)并在科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)普遍接受的典型結(jié)論。
用定律形式歸納描述我們環(huán)境是科學(xué)的基本目的。
并非所有作者對物理定律用法相同；一些哲學(xué)家，如諾曼·斯沃茨認(rèn)為這是自然的定律，而不是由科學(xué)家推導(dǎo)出來。
物理定律和“物理學(xué)定律”不同；它包含其它科學(xué)（如生物）的在內(nèi)。

定律性質(zhì)
物理定律有下列性質(zhì)：
普遍，它在宇宙任何地方都適用。
絕對，宇宙中無任何東西能影晌它。
一般有量的守恒關(guān)系。

定律分類
由于定律的簡單性而和科學(xué)理論明顯不同。
科學(xué)理論一般比定律復(fù)雜，它有許多部分，它們可隨有效實驗數(shù)據(jù)發(fā)展而改變；而定律是經(jīng)驗觀察的總結(jié)。
簡單地說，定律表示發(fā)生了一些事，而理論則解析一些事為何及怎樣發(fā)生

自然界較出名的定律有：1.牛頓經(jīng)典力學(xué)理論；2.愛因斯坦的相對論；3.波義爾氣體定律，守恒律，熱力學(xué)四定律等。
近似定律
一些定律是其它更一般定律的近似；而在限制的應(yīng)用范圍內(nèi)很好的近似；例如，牛頓動力學(xué)是特別相對論的低速情況。類似，牛頓的萬有引力定律是廣義相對論的低質(zhì)量近似。而庫倫定律是大距離（與弱相互作用區(qū)域比）的量子電動力學(xué)近似。在此情況下，一般用定律的簡單，近似形式代替較精確的一般形式。
從對稱原理推導(dǎo)出的物理定律
許多基本物理定律是時間，空間或自然其它性質(zhì)各種對稱性數(shù)學(xué)的結(jié)果。特別是牛頓的一些守恒定律與一些對稱性有關(guān)；例如：能量守恒是時間移動對稱性的結(jié)果（時間的任一瞬間都是相同的），而動量守恒是空間（空間無特殊點）對稱性（均勻性）的結(jié)果。各種基本類型的所有粒子（如，電子，或光子）的不可區(qū)別性導(dǎo)致狄拉克（Dirac）和玻色量子統(tǒng)計，它導(dǎo)致費米子的泡利不相容原理。時間和空間之間坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動對稱性（把某一當(dāng)虛軸，另一就是實軸），導(dǎo)致了洛倫茲變換。進而得出特殊相對論。慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量間的對稱性得出廣義相對論。
要研究自然最基本的定律，就應(yīng)研究最一般的數(shù)學(xué)對稱群，它能用到基本的相互作用。

相對于“物理定律”來說，百度百科沒有收錄“物理學(xué)定律”這樣的詞條，或許是因為物理定律的可證性質(zhì)——或者今天還被認(rèn)為是定律，但是明天或者就被實驗證明它錯誤——的原因，即物理學(xué)家對某個理論的觀點不同——見仁見智——不確定那些理論可以充當(dāng)物理學(xué)定律。

盡管如此——百度百科尚未收錄詞條 “物理學(xué)定律”，百度百科還是給予這樣的提醒：您也可以查看以下與 “物理學(xué)定律” 內(nèi)容相關(guān)的詞條：百度百科為您找到相關(guān)詞條約4個。其中：

物理學(xué)的基本定律- 百度百科為：物理學(xué)的基本定律 《物理學(xué)的基本定律》是現(xiàn)代亨德爾編著的工具書（內(nèi)容簡介 書凡六篇，按章節(jié)編排，收載有關(guān)的物理學(xué)基本定律及慨念，有簡要論述，部分條目還附有實驗，測量，說明及應(yīng)用等項。出版信息 上海教育出版社1963年9月出版）2022-6-23；

彤寶老師 是高粉答主（2020-11-04 · 中小學(xué)教師關(guān)注），給出的十大物理學(xué)定律（這個應(yīng)該基本不差）如下：

1、牛頓力學(xué)第一定律——慣性定律（空間重力場平衡律）。
2、牛頓力學(xué)第二定律——重力加速度定律（空間重力場變化律）。
3、牛頓力學(xué)第三定律——力相互作用定律（重力斥力對應(yīng)律）。
4、牛頓力學(xué)第四定律——萬有引力定律（重力分布律）。
5、熱力學(xué)第零定律——溫度律、熱平衡律（能量場平衡律）。
6、熱力學(xué)第一定律——能量守恒定律（能量分布空間律）。
7、熱力學(xué)第二定律——熵增加定律、熱不可逆定律（能量變化時間律）
8、熱力學(xué)第三定律——絕對零度不可達定律（能量利用人力極限律）。
9、相對性原理（普適律）。
10、光速不變原理（運動極限律）。

另外還有許多類似的“物理學(xué)xx定律”，比如：

（1）十大物理定律  我來答（1個回答）居綠柳喻寅 （2019-10-21 ）從經(jīng)典力學(xué)到量子力學(xué)分別列舉了16個定律原理。

一、牛頓力學(xué)四定律（萬有引力定律也可算入力學(xué)定律）：
1、牛頓力學(xué)第一定律——慣性定律（空間重力場平衡律）。
2、牛頓力學(xué)第二定律——重力加速度定律（空間重力場變化律）。
3、牛頓力學(xué)第三定律——力相互作用定律（重力斥力對應(yīng)律）。
4、牛頓力學(xué)第四定律——萬有引力定律（重力分布律）。
二、熱力學(xué)四定律：
5、熱力學(xué)第零定律——溫度律、熱平衡律（能量場平衡律）。
6、熱力學(xué)第一定律——能量守恒定律（能量分布空間律）。
7、熱力學(xué)第二定律——熵增加定律、熱不可逆定律（能量變化時間律）。
8、熱力學(xué)第三定律——絕對零度不可達定律（能量利用人力極限律）。
三、相對論四定律：
9、相對性原理（普適律）。
10、光速不變原理（運動極限律）。
11、引力重力等效原理（重力場同一律）。
12、物理學(xué)定律普遍性原理（絕對律）。
四、量子力學(xué)四定律：
13、波粒二象性原理（二象同一律）。
14、能級躍遷原理（空間能量梯級變化律）。
15、測不準(zhǔn)原理（認(rèn)識極限律）。
16、泡利不相容原理（能量分布極限律）。

（2）物理學(xué)界中有哪幾大定律（3個回答）

質(zhì)量守恒定律 、能量守恒定律、 人品守恒定律（開個玩笑）
一、力學(xué)中定律有：
1.牛頓第一定律：任何物體都要保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止；
2.牛頓第二定律：動量為p的物體，在合外力F的作用下，其動量隨時間的變化率同該物體所受的合外力成正比，并與合外力的方向相同；
3.第三定律：相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等方向相反，作用在同一條直線上。
二、熱力學(xué)定律中有：
1. 熱力學(xué)第零定律： 如果兩個熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個都與第三個熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡。 熱力學(xué)第零定律： 熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γσ部梢赞D(zhuǎn)變?yōu)闊?；消耗一定的功必產(chǎn)生一定的熱，一定的熱消失時，也必產(chǎn)生一定的功。熱力學(xué)第一定律的另一種表述是：第一類永動機是不可能造成的。
2. 熱力學(xué)第二定律：
1）克勞修斯說法：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。
2）開爾文說法：不可能從單一熱源吸取熱使之完全變成功，而不發(fā)生其他變化。
從單一熱源吸熱作功的循環(huán)熱機稱為第二類永動機，所以開爾文說法的意思是“第二類永動機無法實現(xiàn)”。
3.熱力學(xué)第三定律： 在熱力學(xué)溫度零度（即T=0開）時，一切完美晶體的熵值等于零。”
所謂“完美晶體”是指沒有任何缺陷的規(guī)則晶體。此定律還可表達為“不可能利用有限的可逆操作使一物體冷卻到熱力學(xué)溫度的零度?！贝朔N表述可簡稱為“絕對零度不可能達到”原理。 本回答被網(wǎng)友采納

（3）關(guān)于所謂“物理五大定律四大原理 ”

沒有四大原理，有五大定律，分別是：
1、機械能守恒定律：在沒有摩擦阻力時，動能勢能之間相互轉(zhuǎn)化，機械能總量保持不變。
2、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，只是能量之間發(fā)生了轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移。而在轉(zhuǎn)化或者轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量保持不變。
3、牛頓第一定律：一切物體在不受外力作用時，總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。
4、歐姆定律：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。
5、焦耳定律：通過導(dǎo)體的電流產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。

（4）物理學(xué)三大基本定律是什么？ 

1、質(zhì)量守恒定律
質(zhì)量守恒定律是俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫于1756年最早發(fā)現(xiàn)的。
拉瓦錫通過大量的定量試驗，發(fā)現(xiàn)了在化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律(Law of conservation of mass)。也稱物質(zhì)不滅定律。
它是自然界普遍存在的基本定律之一。
2、電荷守恒定律
在物理學(xué)里，電荷守恒定律（law of conservation of electric charge）是一種關(guān)于電荷的守恒定律。
電荷守恒定律有兩種版本，“弱版電荷守恒定律”（又稱為“全域電荷守恒定律”）與“強版電荷守恒定律”（又稱為“局域電荷守恒定律”）。弱版電荷守恒定律表明，整個宇宙的 總電荷量保持不變，不會隨著時間的演進而改變。
3、能量守恒定律
能量守恒定律（energy conservation law）即熱力學(xué)第一定律是指在一個封閉（孤立）系統(tǒng)的總能量保持不變。其中總能量一般說來已不再只是動能與勢能之和，而是靜止能量（固有能量）、動能、勢能三者的總量 

能量守恒定律可以表述為：一個系統(tǒng)的總能量的改變只能等于傳入或者傳出該系統(tǒng)的能量的多少?？偰芰繛橄到y(tǒng)的機械能、熱能及除熱能以外的任何內(nèi)能形式的總和。
擴展資料
自從愛因斯坦（Einstein）提出狹義相對論和質(zhì)能關(guān)系公式E=mc2之后，說明物質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠埽椛淠芸梢赞D(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)。這個結(jié)論對質(zhì)量守恒定律在化學(xué)中的應(yīng)用有何影響呢?實驗結(jié)果證明1000g硝化甘油爆炸之后，放出的能量為8.0×10^6J。
根據(jù)質(zhì)能關(guān)系公式計算，產(chǎn)生這些能量的質(zhì)量是8.9×10^-8g，與原來1000g相比，差別小到不能用實驗技術(shù)所能測定。從實用觀點來看，質(zhì)量守恒定律是完全正確的。
20世紀(jì)以來，人們發(fā)現(xiàn)原子核裂變所產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過最劇烈的化學(xué)反應(yīng)。1000g鈾235裂變的結(jié)果，放出的能量為8.23×10^16J，與產(chǎn)生這些輻射能相等的質(zhì)量為0.914g，和原來1000g相比，質(zhì)量變化已達到千分之一。于是人們對質(zhì)量守恒定律就有了新的認(rèn)識。在20世紀(jì)以前，科學(xué)家承認(rèn)兩個獨立的基本定律：質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律。

（5）不一樣的“物理學(xué)上10大科學(xué)定律及理論”

科學(xué)定律常?？梢员痪喅蓴?shù)學(xué)表達式，比如偉大的E=mc2。
這類公式是基于大量實驗數(shù)據(jù)上的一種特定表述，并且一般只有在某些特定條件存在時才能成立。
小編在這里整理了相關(guān)資料，希望能幫助到您。 　　
物理學(xué)上10大科學(xué)定律及理論 　　
10、眾理論的敲磚石：大爆炸理論 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：大爆炸是描述宇宙誕生初始條件及其后續(xù)演化的宇宙學(xué)模型，其得到了當(dāng)今科學(xué)研究和觀測最廣泛且最精確的支持。目前一般所指的大爆炸觀點為：宇宙是在過去有限的時間之前，由一個密度極大且溫度極高的太初狀態(tài)演變而來的(根據(jù)2010年所得到的最佳觀測結(jié)果，這些初始狀態(tài)大約存在于133億年至139億年前)，并經(jīng)過不斷的膨脹到達今天的狀態(tài)　

當(dāng)有誰想要試著觸碰一下深奧的科學(xué)理論，那么，從宇宙下手就對了，而解釋宇宙如何發(fā)展至今的大爆炸理論就是最好選擇。
這條理論的基礎(chǔ)架構(gòu)在埃德溫·哈勃、喬治斯·勒梅特、阿爾伯特·愛因斯坦以及許多其他人士的研究之上，該理論說白了，就是假設(shè)宇宙開始于幾乎140億年前的一次重量級的爆炸。當(dāng)時的宇宙局限于一個奇點，包含了宇宙中的所有物質(zhì)，宇宙原始的運動：保持向外擴張，在今天仍在進行著。 　　
大爆炸理論能得到如此廣泛的支持，離不開阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜的功勞。他們架設(shè)的一臺喇叭形狀的天線，接收到了一種怎么都消除不掉的噪聲信號，那就是宇宙的電磁輻射，即宇宙微波背景輻射。正是最初的大爆炸使得現(xiàn)在整個宇宙都充滿了這種可以檢測到的微弱輻射，對應(yīng)溫度大約為3K。
9、推算出宇宙年齡：哈勃定律 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：來自遙遠(yuǎn)星系光線的紅移與它們的距離成正比。該定律由哈勃和米爾頓·修默生在將近十年的觀測之后，于1929年首先公式化，Vf=Hc×D(遠(yuǎn)離速率=哈勃常數(shù)×相對地球的距離)，其在今天經(jīng)常被援引作為支持大爆炸的一個重要證據(jù)，并成為宇宙膨脹理論的基礎(chǔ)。 　　
這里涉及一個前文提到的人，埃德溫·哈勃。此人對宇宙學(xué)的貢獻值得讓人來回溯下他的事跡：在20世紀(jì)20年代呼嘯掠過、大蕭條蹣跚而至的歲月里，哈勃卻演繹了突破性的天文研究。他不僅證明，除了銀河系外還有其他星系的存在，還發(fā)現(xiàn)了那些星系正以遠(yuǎn)離銀河系的方向運動，而他公式中的遠(yuǎn)離速率就是星系后退的速度。哈勃常數(shù)指的是宇宙膨脹速率的參數(shù)，而相對地球的距離主體也是這些星系。但據(jù)說，被尊為星系天文學(xué)創(chuàng)始人的哈勃本人卻非常不喜歡“星系”一詞，堅稱其為“河外星云”。 　　
隨著時間流逝，斗轉(zhuǎn)星移，哈勃常數(shù)值也發(fā)生著變化，但這并沒很大關(guān)系。重要的是，正是該定律幫助量化了宇宙各星系的運動，推算遙遠(yuǎn)星系的距離。而“宇宙是由許多星系組成”的概念的提出，以及發(fā)現(xiàn)這些星系的運動可以追溯至大爆炸，它們都使哈勃定律就像同樣以此人命名的天文望遠(yuǎn)鏡般著名。
8、改變整個天文學(xué)：開普勒三定律 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：即行星運動定律，由開普勒發(fā)現(xiàn)的行星移動所遵守的三條簡單定律。 　　
第一定律：每一個行星都沿各自的橢圓軌道環(huán)繞太陽運行，而太陽則處在橢圓的一個焦點中; 　　
第二定律：在相等時間內(nèi)，太陽和運動著的行星的連線所掃過的面積都是相等的; 　　
第三定律：各個行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期的平方和它們的橢圓軌道的半長軸的立方成正比。 　　
圍繞著行星的運行軌道，尤其是它們是否以太陽為中心，科學(xué)家與宗教領(lǐng)袖以及自己的同行進行了長達數(shù)個世紀(jì)的爭斗。16世紀(jì)時，哥白尼提出了在當(dāng)時引發(fā)巨大爭議的日心說理論，認(rèn)為行星是以太陽而不是地球為中心進行運行的。此后第谷·布拉赫等人也相繼有所論述。但真正為行星運動學(xué)建立明確科學(xué)基礎(chǔ)的，是約翰內(nèi)斯·開普勒。 　　
開普勒于17世紀(jì)早期提出的行星運動三大定律，描述了行星是如何圍繞太陽運動的。第一定律，又被稱為橢圓定律;第二定律，又被稱面積定律換句話解釋該定律，就是說如果你連續(xù)30天跟蹤測算地球與太陽之間連線隨地球運動所形成面積，就會發(fā)現(xiàn)不管地球在軌道的哪個位置，也不管何時開始測算，結(jié)果都是一樣的。至于第三定律，也稱調(diào)和定律，它使得我們能夠建立起一個行星軌道周期與距太陽遠(yuǎn)近之間的明確關(guān)系。比如金星這樣非?？拷柕男行?，就有著比海王星短得多的軌道運行周期。
正是這三條定律，徹底摧毀了托勒密復(fù)雜的宇宙體系。
7、大部分理論的基石：萬有引力定律 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：牛頓的普適萬有引力定律表示為，任意兩個質(zhì)點通過連心線方向上的力相互吸引。該引力的大小與它們的質(zhì)量乘積成正比，與它們距離的平方成反比，與兩物體的化學(xué)本質(zhì)或物理狀態(tài)以及中介物質(zhì)無關(guān)。該理論能夠由一個已經(jīng)寫進今天高中物理課本的公式進行表述：F=G×[(m1m2)/r2] 　　
盡管今天人們將其看作是理所當(dāng)然的事情，但當(dāng)艾薩克·牛頓在300多年前提出萬有引力學(xué)說的時候，無疑是當(dāng)時最具有革命性的重大事件。
牛頓提出的理論可以簡單表述為：任何兩個物體，不管各自質(zhì)量如何，相互之間都會發(fā)生作用力，而質(zhì)量越大的東西產(chǎn)生的引力越大。公式中，F(xiàn)指兩個物體之間的萬有引力，用“牛頓”作為計量單位;m1和m2分別代表兩個物體的質(zhì)量;r為兩者之間的距離;G是引力常數(shù)。 　　
這是多種實踐條件下都相當(dāng)精確的定律，但物理學(xué)發(fā)展至今，人們已經(jīng)知道牛頓對重力描述的不完美性。然而，該定律仍不失為迄今所有科學(xué)中最實用的概念之一，它簡單、易學(xué)、且涵蓋面很廣，以至于在廣義相對論初問世的一段時間內(nèi)都甚少有人問津。更有意義的是，萬有引力定律讓渺小的人類獲得了計算龐大星球之間引力的能力，并且在發(fā)射軌道衛(wèi)星與測繪探月航線等方面尤其有用。
6、物理科學(xué)有了基本定理：牛頓運動定律 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：牛頓第一定律為慣性定律;牛頓第二定律建立起物體質(zhì)量與加速度之間的聯(lián)系;牛頓第三定律為作用力與反作用力定律。 　　
還是牛頓。每當(dāng)我們談?wù)撈疬@位人類歷史上最杰出的科學(xué)家之一，總不由得從他最著名的力學(xué)三大定律開始。因為這些簡潔而優(yōu)雅的定律，奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。 　　
簡單理解三大定律的意義，其第一條就讓我們知道，滾動的皮球之所以能夠在地板上運動，必定是受到外力的推動。這外力可能是與地板之間的摩擦，也許是小孩子踢出的一腳。第二定律以F=ma這個公式表述，同時也意味著一個具有方向性的矢量。那個皮球滾過地板時，因為加速度的原因，獲得了一個指向滾動方向的矢量。通過它便能夠計算出皮球所受到的作用力。第三定律相當(dāng)簡潔，也最為人們所熟知，其意思無外乎，用手指隨便戳戳哪個物體的表面，它們都將用同等的力量進行回應(yīng)。
5、熱力學(xué)基礎(chǔ)基本完備：熱力學(xué)三定律 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：熱力學(xué)第一定律，熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，功也可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，也就是能量守恒和轉(zhuǎn)換定律;第二定律有幾種表述方式，其中之一是不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化;第三定律，在熱力學(xué)溫度零度(即T=0開)時，一切完美晶體的熵值等于零。 　　
英國物理學(xué)家和小說家查爾斯·珀西·斯諾曾經(jīng)有一段非常著名的論述：“不懂得熱力學(xué)第二定律的科學(xué)家，就像一個從沒讀過莎士比亞的科學(xué)家一樣?！彼怪Z的言語意在批評科學(xué)與人文之間“兩種文化”的隔絕與分裂但卻無意中在文人圈里“捧紅”了熱力學(xué)第二定律。其實，斯諾的論述確實強調(diào)并呼吁人文學(xué)者都應(yīng)該去了解一下它的重要性。 　　
熱力學(xué)是研究系統(tǒng)中能量運動的科學(xué)。這里的系統(tǒng)既可以是一臺發(fā)動機，也可以是熾熱的地核。斯諾運用自己的聰明才智將其精簡成為以下若干條基本規(guī)則：你贏不了、你無法實現(xiàn)收支平衡、你無法退出游戲。 　　
該如何理解這些說法呢?首先來看所謂的“你贏不了”。斯諾的意思是指既然物質(zhì)與能量是守恒關(guān)系，在能量轉(zhuǎn)換過程中，我們無法實現(xiàn)一種能量形式到另一種的對等轉(zhuǎn)換，而不損失一部分能量。就像如果要發(fā)動機做功就必須提供熱能一樣。即便是在一個完美極致的封閉空間中，部分熱量依然將不可避免地散逸到外部世界中去。 　　
而這就引發(fā)了第二定律“你實現(xiàn)不了收支平衡”。鑒于熵的無限增加，我們無法返回或保持相同的能量狀態(tài)。因為熵總是從濃度高的地方向濃度低的區(qū)域流動。而有熵的存在，也是永動機不可能出現(xiàn)的原因。 　　
最后是第三定律“無法退出的游戲”。這里要涉及到絕對零度，即理論上可能達到的最低溫度，一般指零開爾文(零下273.15攝氏度或零下459.67華氏度)。第三定律的表述為，當(dāng)系統(tǒng)達到絕對零度時，分子將停止一切運動，即沒動能，熵也能達到理論上的最低值。但現(xiàn)實世界中，即使在宇宙的深處，達到絕對零度也是不可能的。你只能無限地接近所謂的終點。
4、公元前200年的大智慧：阿基米德定律 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：物理學(xué)中的阿基米德定律，即阿基米德浮力原理，是指浸在靜止流體中的物體受到流體作用的合力大小等于物體排開的流體的重力，這個合力稱為浮力。數(shù)學(xué)表達式為：F浮=G排 　　
關(guān)于阿基米德是如何發(fā)現(xiàn)浮力原理這一物理學(xué)重大突破的，有個傳說：阿基米德某次洗澡的時候，看到浴缸里的水會隨著自己身體的浸入而上升，便受到啟發(fā)開始思考。而當(dāng)他最終確定發(fā)現(xiàn)了浮力理論之后，這位古希臘最偉大的哲人一邊興奮地大喊“找到了!找到了!”，一邊裸露著身體狂奔在錫拉丘茲城的大街小巷。 　　
古希臘學(xué)者阿基米德的古老發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在人類社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。根據(jù)浮力原理，施加在一個部分或整體淹沒于液體中的物體的作用力等于該物體液內(nèi)體積所排出的液體重量。這對于計算物體的密度，進而進行潛艇和遠(yuǎn)洋輪船的設(shè)計建造，具有關(guān)鍵性意義。
3、我們自身的探討：進化與自然選擇 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：進化，即演化，在生物學(xué)中是指種群里的遺傳性狀在世代之間的變化。自然選擇，也稱為天擇，指生物的遺傳特征在生存競爭中，具有了某優(yōu)勢或某劣勢，進而在生存能力上產(chǎn)生差異，并導(dǎo)致繁殖能力的差異使得這些特征被保存或是淘汰。 　　
既然我們已經(jīng)建立起關(guān)于宇宙何以從無到有，以及物理學(xué)在日常生活中是如何發(fā)揮作用的若干基礎(chǔ)概念體系，下一步便可以開始關(guān)注我們?nèi)祟愖约旱男问絾栴}，即我們是如何成為今天這番模樣的。 　　
我們知道，基因是會復(fù)制給下一代的，但基因突變會讓其情況出現(xiàn)變化，這種變化了的新情況，可能隨著物種遷徙等在種群中傳遞。 　　
那么按照當(dāng)今大多數(shù)科學(xué)家的觀點，所有地球生物曾經(jīng)擁有一個共同的祖先。后來隨著時間的發(fā)展，部分開始進化成為特征鮮明的特定物種。久而久之，生物多樣性便逐漸在所有有機生物中增加與擴展開來。 　　
從最基本的意義上說，基因突變等變異機制在生物進化的過程中一直發(fā)生著。而每一階段的這些細(xì)節(jié)變化都會通過世代的遺傳而得以保留。相應(yīng)的，生物種群也因此發(fā)展出了不同的特征，并且這些特征往往能夠幫助生物更好地繁衍生存下來。比如棕色皮膚的青蛙，顯然比其它顏色的同類更適宜以偽裝的方式在泥濘的沼澤地區(qū)生存。這便是所謂的自然選擇。 　　
當(dāng)然，對于進化與自然選擇理論，我們還可以將其應(yīng)用到更廣泛的生物范圍。但是達爾文在19世紀(jì)提出的“地球生命豐富的多樣性，來源于進化中的自然選擇”，無疑依舊是最基礎(chǔ)和最具開創(chuàng)性的。
2、永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)變了理解宇宙的方式：廣義相對論 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：引力在此被描述為時空的一種幾何屬性(曲率)，而這種時空曲率與處于時空中的物質(zhì)與輻射的能量，動量張量直接相聯(lián)系，其聯(lián)系方式即是愛因斯坦的引力場方程(一個二階非線性偏微分方程組)。 　　
對于任何一個不曾學(xué)習(xí)或研究它的人來說，廣義相對論的標(biāo)準(zhǔn)釋義看了和沒看一個樣。因為它在解釋該詞條時，至少又用了4組不被人理解的詞匯　　

它的內(nèi)涵和外延涉及甚廣，似乎非論文形式不能描述。在此，我們且看看被稱為現(xiàn)代引力理論研究的最高水平的廣義相對論在論什么。作為比牛頓萬有引力更具有一般性的理論，質(zhì)量還是一個決定引力的重要屬性，但是不再是引力的唯一來源。 　　
在愛因斯坦這里，引力已不再是牛頓所描述的一種力，甚至可以說，已沒有了原來引力的概念。因為愛因斯坦把它看成物體周圍的時空彎曲，以前所說的“物體受引力作用所作的運動”，被歸結(jié)為物體在一個彎曲時空中沿短程線的自由運動。 　　
如果讓“彎曲時空”的概念更明朗化些，可以想象環(huán)繞地球飛行的航天飛機里的宇航員，對他們而言，他們是按直線方式在太空中飛行，但實際上航天飛機周圍的時空，已經(jīng)被地球的引力所彎曲，這使航天飛機成為又能向前飛行，又能圍繞地球轉(zhuǎn)的物體。 　　
按美國相對論研究的首席專家約翰·惠勒解釋，這種所謂時空的幾何屬性可以這樣概述：時空告訴物質(zhì)如何運動，物質(zhì)告訴時空如何彎曲。因而，其可以展現(xiàn)出宇宙星光受大天體影響的彎曲方式，并且為研究黑洞奠定了理論基礎(chǔ)。
1、上帝擲骰子嗎?：海森堡測不準(zhǔn)原理 　　
標(biāo)準(zhǔn)釋義：德國物理學(xué)家海森堡于1927年提出，表明量子力學(xué)中的不確定性，指在一個量子力學(xué)系統(tǒng)中，一個粒子的位置和它的動量(粒子的質(zhì)量乘以速度)不可被同時確定。 　　
“測量!在經(jīng)典理論中，這不是一個被考慮的問題。”《量子物理史話》如是說。 　　
那是因為在經(jīng)典物理學(xué)里，你、我，或作為觀測者的任何一人，對這個等待被測量的客觀物體是沒有影響，或影響甚微以致可忽略不計的。那時就算我們弄不懂個中道理，也不妨礙原理待在那，等著我們慢慢參詳。 　　
但現(xiàn)在就要踏入量子世界的魔潭了，此處我們作為觀測者會給實驗現(xiàn)象帶來一定的擾動，因此如果測一個電子的動量，所得值只是相對你這個觀測者而言的。微觀世界中，要以“概率”來論，所謂上帝擲骰子。 　　
當(dāng)年的華納·海森堡就在此中有了突破性的發(fā)現(xiàn)，人們無法同時得到粒子的兩種變量精確信息，哪怕再精密的儀器都不行。具體講，你或者可以準(zhǔn)確地知道電子的位置，但無法同時知道其動量，或者反之，得此失彼。而類似的不確定性也存在于能量和時間、角動量和角度等許多物理量之間。 　　
或許你沒明白這件事的詭異性，就像之前提到的，量子世界里的量既然是相對性，那只要它存在，就應(yīng)該可以被測量出來。既然無論如何不能測量到，那它就不復(fù)存在。因此，在你沒確定測量這個物理量的手段時，談?wù)撍翢o意義。一個電子的動量，只有當(dāng)你測量時，也才有意義。 　　
這更像是一個哲學(xué)話題了。而“海森堡測不準(zhǔn)原理”與其說是實驗中發(fā)現(xiàn)的，倒不如說是海森堡和他老師玻爾等人討論出來的。到了玻爾發(fā)現(xiàn)電子同時具有粒子和波的雙重性質(zhì)(量子物理的柱石，波粒二象性)，當(dāng)我們測量電子的位置時，我們將其當(dāng)作粒子，波長不定;而當(dāng)我們要測量動量時我們將其當(dāng)作波，知道波長的量值卻失去它的位置。 　　
即便你現(xiàn)在無比混亂，這依然沒什么大不了的。玻爾的名言就是：“如果誰不為量子論而困惑，那他一定沒有理解量子論。”類似的話費曼也說過所以我們沒啥好郁悶的，愛因斯坦和我們一個狀況。

簡易理解——量子場論的物質(zhì)觀

1物質(zhì)不滅的破滅

在中學(xué)的化學(xué)課上，學(xué)到過一條“物質(zhì)不滅定律”。當(dāng)汽油燃燒完后，物質(zhì)并沒有消失，只不過汽油中的碳和氫原子，和空氣中的氧氣結(jié)合成了水蒸汽和二氧化碳。各種化學(xué)反應(yīng)，只不過是物質(zhì)在不同組合之間的轉(zhuǎn)換。

汽油燃燒時的發(fā)熱，來自于化學(xué)反應(yīng)中，電子能級改變時輻射出的光子。面對光子被輻射的這個事實，相信物質(zhì)不滅的人，或許還可以堅持狹隘的物質(zhì)觀，說光子不算物質(zhì)。但一對正負(fù)電子相遇，湮滅成兩個光子；這顯然不像是這對電子內(nèi)的成分重新組合，變成了光子；而更像電子消滅了，光子產(chǎn)生了（正電子是電子的反粒子，除了帶正電，其他一樣），如圖1所示。

圖1 正負(fù)電子的湮滅

物質(zhì)不滅是一個假象，只是因為在化學(xué)反應(yīng)中，原子和內(nèi)部的電子沒有足夠的能量制造光子以外的粒子。自從上世紀(jì)50年代粒子加速器發(fā)明后，物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，高能粒子碰撞出新的粒子，屬于家常便飯。大量新的粒子種類在加速器上被發(fā)現(xiàn)，成就了量子場論的大發(fā)展。

當(dāng)有粒子產(chǎn)生或消滅時，參與反應(yīng)的粒子，一般都會接近光速，必須使用相對論。大部分粒子是有靜質(zhì)量的，產(chǎn)生一個粒子，最低限度需要的能量，由愛因斯坦的質(zhì)能公式給出。

E=mc2

所以，量子場論，也被看成相對論和量子論的融合。

圖2 歐洲核子中心的LHC加速器 | 來源：歐洲核子中心官網(wǎng)

歐洲核子中心的LHC加速器，就是找到了著名的希格斯粒子的加速器，如圖2所示。它由27公里這樣的地下隧道組成一個圓環(huán)，高能粒子在隧道內(nèi)的真空管道中回旋和加速，上千塊超導(dǎo)磁鐵幫助粒子轉(zhuǎn)彎。它可以把質(zhì)子加速到6.6TeV（1012電子伏）的能量，跟化學(xué)反應(yīng)中1電子伏的典型能量比，高了1萬億倍。兩個這樣的質(zhì)子的一次碰撞，可以產(chǎn)生成百上千個粒子。

量子場論，和高能物理這個領(lǐng)域緊密地聯(lián)系在一起。所謂高能物理，就是每個粒子的能量很高，不但比化學(xué)反應(yīng)中的高，比核反應(yīng)中的也高很多。

2什么是場？

粒子為什么可以憑空地產(chǎn)生和消失？解釋這樣的現(xiàn)象，需要一個理論基礎(chǔ)。讓我們從最熟悉的電磁場開始，介紹一下場的概念。

在我們的中學(xué)物理課本中，庫侖定律告訴我們兩個電荷之間的力和電荷成正比，和距離平方成反比。細(xì)想起來，庫倫定律有一個問題：如果兩個電荷在運動中，這個定律好像在說一個電荷能隨時“感知”另一個電荷的位置，冥冥中有一些不合理。

圖3 兩個運動電荷間的相互作用

運用麥克斯韋方程這套完整的經(jīng)典電動力學(xué)理論，人們發(fā)現(xiàn)庫倫定律在兩個電荷有運動的情況下是需要修正的，一個電荷“感知”另一個電荷的位置有一個小小的時間延遲，這個延遲等于電磁波從一個電荷到達另一個電荷的時間，如圖3所示。麥克斯韋方程和電磁波的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識到，電磁相互作用，是以有限（盡管非常快）的速度傳播的。經(jīng)典電動力學(xué)的研究證明，這兩個電荷間的能量傳遞，不是在一方消滅在另一方制造，而是在空間中流過去的。

傳播電磁相互作用和電磁波的介質(zhì)，叫做電磁場。無論是物體的內(nèi)部，還是抽掉空氣的真空，電磁場是無處不在的。電磁場攜帶著能量和信息，它具有物質(zhì)的屬性。因此，現(xiàn)代物理學(xué)接受，看不見摸不到的真空，也是一種物質(zhì)形態(tài)，電磁場是這種物質(zhì)的一個屬性。

3場的量子化與粒子的誕生

量子場論是一種量子力學(xué)，只不過，它的第一對象不是粒子，而是場。

描述粒子的狀態(tài)，用三個位置坐標(biāo)，或者三個動量分量。描述場，則需要用作為時空函數(shù)的場量或者場強。比如電磁場，需要用 A(x, t) 和 φ(x, t) 來描述，在相對論中，A 和 φ 共同組成了四維時空中的向量。描述粒子的狀態(tài)只需要三個數(shù)，術(shù)語稱為有三個自由度，場則有無窮多個自由度，數(shù)學(xué)上要復(fù)雜多了。

量子力學(xué)中，粒子的位置可能不確定，粒子的狀態(tài)可以是不同位置的疊加，位置和動量不能同時確定。在量子場論中，一個空間點上的場，同樣可以是不同強度的疊加，場和場隨時間的變化率（相對于粒子的速度）同樣不能同時確定。量子場論，有些像晶體，是很多空間點上的量子力學(xué)。只不過晶體畢竟只有分布在離散的晶格點上的有限多個原子，場則擁有在連續(xù)空間中的無窮多個自由度。

這聽起來非常復(fù)雜，但量子場論的研究卻很快產(chǎn)生了一個簡單而重要的結(jié)果：所有的場都有波動，比如電磁場有電磁波。在一列波中，每一個點的場都在平衡點附近做周期性振動，就像晶體中的原子的振動。一列波的動力學(xué)，就像量子諧振子，它的能級是相等間隔的（E=(n+1/2)hf，n=0，1，2，3，…，其中h為普朗克常量，f為諧振子的頻率），每躍遷一個能級需要的能量是hf。這恰恰是一列波中一個粒子的能量！波的能量是量子化的，每一份能量，就是一個粒子，就像晶體中的一個聲子。量子諧振子的能級差，和波粒二象性中每個粒子的能量，都是，原來這并不是巧合。

讓我們總結(jié)一下量子場論的物質(zhì)觀：

1. 每一種基本粒子，都對應(yīng)著一種場，即使在真空中，這些場都無處不在

2. 在真空中，沒有可以觀測到的物質(zhì)，是因為所有的場都處于能量最低的狀態(tài)

3. 場的能量是量子化的，每一份能量的激發(fā)，就在真空中增加了一個粒子

4. 粒子的產(chǎn)生和消滅，是由于不同的場，通過相互作用交換能量的結(jié)果

光子的場就是電磁場，電子也有自己的場。電磁場是四維時空中的向量，電子場的類型是旋量，有四個復(fù)數(shù)的分量。電子場的激發(fā)，包括電子和電子的反粒子——帶正電的電子。作為費米子，電子場的量子規(guī)則和電磁場不同，需要滿足泡利不相容原理，同一個狀態(tài)的電子，最多只能被激發(fā)出1個，如圖4所示。

圖4 量子場在一列波上的能級和粒子的關(guān)系

至今，粒子物理學(xué)已經(jīng)確定了17種基本粒子，主要分為兩類。一類是狹義的物質(zhì)粒子，有6種夸克、μ子、子，還有3種中微子；這些都和電子一樣，是自旋1/2的費米子，用旋量場表示。另一類是在這些物質(zhì)粒子之間，傳播相互作用的粒子，有傳播強相互作用的膠子、傳播弱相互作用的W和Z粒子，它們都和光子一樣，自旋是1，用向量場表示，用楊米爾斯場論描述。在這兩類之外，還有一個希格斯粒子，它自旋為0，它的場是四維時空中的標(biāo)量。

4零點能的困惑和宇宙的命運

量子諧振子的最低能量不是0，粒子不可以絕對靜止。按同樣的原則，量子的場也不允許絕對平靜，每一個波動形式下，都有零點的振動能量。

這個問題讓量子場論陷入了困難。首先，無限多種波動模式上都有零點能，真空的總能量密度一定是無窮大的。當(dāng)然，也不是所有零點能都是正的，費米子的零點能是負(fù)的，不排除正負(fù)能量可以抵消。并且，在真空中存在不同粒子的場，這些場之間還有相互作用，也會影響到真空的能量。量子場論無法計算真空的能量密度，但合理的推測，它不應(yīng)該是0。

在什么都看不見的真空里，能量是多少有關(guān)系嗎？真空的能量有沒有物理意義？

有一個很有趣的現(xiàn)象，展示了真空的能量，叫卡西米爾（Casimir）效應(yīng)。兩塊金屬板，真空中靠近時，如果它們帶電，你知道會有吸引力或排斥力。但量子場論預(yù)言，當(dāng)它們不帶電時，也會有一種吸引力。

圖5 兩個金屬板之間的電磁波振動模式

如圖5所示，因為電場不能進入金屬，兩個金屬板之間，電磁波的振動模式受到了限制，只有一系列駐波可以存在。這些駐波上，即使沒有任何光子，兩塊金屬板的存在，也影響了夾著中間的一部分真空的零點能。量子場論雖然算不清真空的能量是多少，但能準(zhǔn)確計算內(nèi)外的能量差，以及能差造成的吸引力，這個計算結(jié)果被實驗證實了。當(dāng)然，兩塊板子要靠得非常近（納米級）才會有顯著的吸引力。

物質(zhì)必然不滅是指什么？

物質(zhì)不滅定律即質(zhì)量守恒定律。

下面簡單說一下該定律，這真是一個天才的定律！

討論該定律，得從燃素說談起。

燃素說是指物質(zhì)之所以燃燒，是因為有燃素存在。

燃素是指燃燒的元素，這種元素指火元素，或火微粒。

燃素說認(rèn)為，一切可以燃燒的物體都含有燃素，物體燃燒時，會將燃素分解出去。

燃素理論的提出，首先應(yīng)追溯到德國化學(xué)家貝歇爾，他提出了土元素之分，其中的油狀土燃燒后會很快逸出消失，只留下玻璃狀土。

他的這個提法被他的學(xué)生斯塔爾加以發(fā)揮，提出了系統(tǒng)的燃素說。

燃素說有一個問題，就是燃素是否有重量。

因為根據(jù)該理論推導(dǎo)，物質(zhì)在燃燒完后，由于燃素逸出去了，重量一般都會大大減少。那么這減少的重量，就應(yīng)該來自逸出的燃素。

但現(xiàn)實有很多反例，比如鎂燃燒后，重量不減反增。

這些反?，F(xiàn)象，引發(fā)了后來化學(xué)界激烈的爭執(zhí)，而圍繞燃素在燃燒過程中重量是否變化這一問題，必然會導(dǎo)出后面的質(zhì)量守恒定律。

質(zhì)量守恒定律的雛形是俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫提出的，他被譽為俄國科學(xué)史上的彼得大帝。

羅反對當(dāng)時主流的燃素說，通過實驗證明化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量相等。

他曾說道：“自然界所發(fā)生的一切變化，都是這樣的：一種東西失去多少，另一種東西就獲得多少”。

所失等于所得，這多么像存在閾守恒啊。

但由于他當(dāng)時遠(yuǎn)離歐洲，并未受到太多的關(guān)注。

直到比羅蒙諾索夫晚幾十年出生的拉瓦錫出現(xiàn)，拉瓦錫用定量法證明了質(zhì)量守恒定律，這才使該定律獲得公認(rèn)。

拉瓦錫是法國貴族，被廣泛認(rèn)為是人類歷史上最偉大的化學(xué)家，被后世尊稱為“化學(xué)之父”、“現(xiàn)代化學(xué)之父”。

拉瓦錫之于化學(xué)，猶如牛頓之于物理學(xué)。

他使化學(xué)從定性轉(zhuǎn)為定量，給出了氫和氧的命名，用氧化理論替代了燃素理論。他提出了“元素”的定義，發(fā)表了第一個現(xiàn)代化學(xué)元素列表，列出33種元素。

他倡導(dǎo)并改進定量分析方法，并用其驗證了質(zhì)量守恒定律。

不過很可惜的是，拉瓦錫由于參政，最后在法國大革命中，被送上了斷頭臺。

質(zhì)量守恒定律的主要內(nèi)容是：

【在化學(xué)反應(yīng)前后，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這就叫做質(zhì)量守恒定律。

在任何與周圍隔絕的體系中，不論發(fā)生何種變化或過程，其總質(zhì)量始終保持不變。

化學(xué)反應(yīng)的過程，就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)（反應(yīng)物）的分子，破裂后重新組合為新的分子而生成其他物質(zhì)的過程。

在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子的種類沒有改變，數(shù)目沒有增減，原子的質(zhì)量也沒有改變。

在任何與周圍隔絕的體系中，不論發(fā)生何種變化或過程，其總質(zhì)量始終保持不變。

或者說，任何變化包括化學(xué)反應(yīng)和核反應(yīng)都不能消除物質(zhì)，只是改變了物質(zhì)的原有形態(tài)或結(jié)構(gòu)，所以該定律又稱物質(zhì)不滅定律。

質(zhì)量守恒定律適用的范圍是所有化學(xué)變化，包括大部分的物理變化。

那為什么會質(zhì)量守恒呢？

根據(jù)道爾頓的原子說，化學(xué)反應(yīng)只是物質(zhì)中原子的重新排列，反應(yīng)前后原子種類及數(shù)目不變，又每個原子有固定質(zhì)量，所以反應(yīng)前后總質(zhì)量不變。

具體來說，化學(xué)反應(yīng)里面，物質(zhì)的元素數(shù)目無論在反應(yīng)前或反應(yīng)后，都是一樣。化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒包括原子守恒、電荷守恒、元素守恒等幾個方面。 

O什么是物質(zhì)不滅定律?

質(zhì)量守恒定律六個不變

宏觀：1.反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量不變；2.元素的種類不變；3.元素質(zhì)量不變。微觀：4.原子的種類不變；5.原子的數(shù)目不變；6.原子的質(zhì)量不變。

質(zhì)量守恒定律使用范圍

①質(zhì)量守恒定律適用的范圍是所有化學(xué)變化，包括大部分的物理變化；

②質(zhì)量守恒定律揭示的是質(zhì)量守恒而不是其他方面的守恒。物體體積不一定守恒；

③質(zhì)量守恒定律中“參加反應(yīng)的”不是各物質(zhì)質(zhì)量的簡單相加，而是指真正參與了反應(yīng)的那一部分質(zhì)量，反應(yīng)物中可能有一部分沒有參與反應(yīng)；

④質(zhì)量守恒定律的推論：化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前各物質(zhì)的總質(zhì)量等于反應(yīng)后各物質(zhì)的總質(zhì)量。

驗證質(zhì)量守恒定律：

通過研究體系體積的變化對探究質(zhì)量守恒定律的影響，增強學(xué)生對質(zhì)量守恒定律的理解，從而養(yǎng)成實事求是、勇于探索的科學(xué)態(tài)度。

質(zhì)量守值定律的實驗探究：

(1)實驗裝置

①無氣態(tài)物質(zhì)參加或生成的反應(yīng)可在敞口裝置中進行，如Fe+CuSO₄==FeSO₄+Cu

②有氣態(tài)物質(zhì)參加或生成的反應(yīng)，應(yīng)在密閉容器中進行，如白磷燃燒，NaOH與CO₂反應(yīng)，Zn與稀硫酸反應(yīng)等。

③為確保實驗成功，有時在裝置上系一個氣球來保證裝置的密閉。如白磷燃燒實驗，但也要考慮氣球最終不能恢復(fù)原狀，則裝置在空氣中受到的浮力會改變，裝置對天平托盤的壓力會改變，影響對質(zhì)量守恒定律的探究。

（2）實驗方案及結(jié)論

質(zhì)量守值定律變化規(guī)律

宏觀：

反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量不變；

元素的種類不變；

元素質(zhì)量不變。

微觀：

原子的種類不變；

原子的數(shù)目不變；

原子的質(zhì)量不變。

兩個一定改變

宏觀：物質(zhì)種類改變。

微觀：物質(zhì)的粒子構(gòu)成方式一定改變（即分子的種類改變）。

兩個可能改變

宏觀：元素的化合價可能改變。

微觀：分子總數(shù)可能改變。

質(zhì)量守恒定律

含義

質(zhì)量守恒定律是俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫于1756年最早發(fā)現(xiàn)的。拉瓦錫通過大量的定量試驗，發(fā)現(xiàn)了在化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律。也稱物質(zhì)不滅定律。它是自然界普遍存在的基本定律之一。

化學(xué)四大基本定律

一.內(nèi)容概述

1.質(zhì)量守恒定律

（1）俄國化學(xué)家  羅蒙諾索夫

（2）法國化學(xué)家  托萬洛朗·拉瓦錫   建立

（3）英國化學(xué)家  曼萊

2.當(dāng)量定律

（1）英國化學(xué)家  凱文第旭

（2）德國化學(xué)家  里希特       建立

（3）法國化學(xué)家  費歇爾

（4）法國化學(xué)家貝托雷

3.定比定律

（1）法國藥劑師  普羅斯（定比定律）建立

（2）法國化學(xué)家  貝托雷（化學(xué)親合力）

4.倍比定律

（1）英國化學(xué)家  戴維

（2）英國化學(xué)家  道爾頓    建立

（3）瑞典化學(xué)家  貝采里烏斯

（4）比利時化學(xué)家斯達、法國化學(xué)家  杜馬

還有更重要的：愛因斯坦的狹義相對論告訴我們，能量和質(zhì)量可以互相換算的，真空中的能量可以換算成質(zhì)量，也可以產(chǎn)生萬有引力。真空的能量密度，就是愛因斯坦廣義相對論中的宇宙常數(shù)，它對宇宙空間的彎曲和演化，有決定性影響。

這很有趣，最微觀的基本粒子的物理學(xué)決定了最宏觀的宇宙的命運。

中學(xué)物理可能讓你覺得能量是一個標(biāo)量；但在狹義相對論里，能量和動量組成了四維時空中的一個矢量，能量是這個矢量在時間方向的分量。能量密度就更復(fù)雜。在廣義相對論里，它是一個4x4張量中的一個分量，這個張量在對角線上的元素是壓強和能量密度。

你可能聽說過暗物質(zhì)和暗能量。暗物質(zhì)是宇宙中一些不發(fā)光的物質(zhì)，除了不容易被看見，它們和普通物質(zhì)一樣貢獻萬有引力。

真空能量就是一種暗能量，它的性質(zhì)非常不同。如果暗能量密度是正的，它本身也貢獻吸引力，但正能量密度永遠(yuǎn)伴隨著負(fù)的壓強，凈效果是排斥的。負(fù)的暗能量密度則貢獻一個凈吸引力。

我們的宇宙無比浩瀚，看起來是平直的。很長一段時間，人們認(rèn)為真空的能量就是0。直到21世紀(jì)，天文觀測證實了宇宙在加速膨脹，這意味著真空有一個很小的正能量密度。這個能量密度，折算成質(zhì)量，每立方米只有幾個氫原子，但也超過了宇宙所有物質(zhì)（可見物質(zhì)加暗物質(zhì)）的平均總密度，足以克服它們的吸引力讓宇宙膨脹。膨脹以后，物質(zhì)的密度更小了，暗能量的密度還是一樣的，所以膨脹會越來越快。

真空能量雖然不完全是0，從粒子物理的角度看，它太小了，隨便哪一項暗能量的貢獻都比這個值大幾十個數(shù)量級！從邏輯上來講，宇宙原來的真空能量和各種量子場的貢獻加在一起，可以完全抵消，這能說得通，但很不合理。如果沒有更高的機制來制約，宇宙原來的真空能量與各種量子場的貢獻加起來怎么能抵消得那么干凈？這個巨大的疑問，至今仍是現(xiàn)代物理學(xué)的未解之謎。

物質(zhì)、能量、信息三者關(guān)系的啟示，極樂世界是意識世界

這個宇宙一切其實可分為三種：物質(zhì)、能量、信息。老子曰：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。因此，人小小的存在就依托在強大的宇宙存在之中；人是宇宙中的微塵而已。當(dāng)然，這個微塵也是物質(zhì)、能量、信息的統(tǒng)一體，也具備有獨立的生存模式。

一、物質(zhì)、能量、信息三者的守恒

1、質(zhì)量守恒定律

質(zhì)量守恒定律就是在化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和。這也是自然界的基本定律。也可以說，任何變化或化學(xué)反應(yīng)都不會消滅物質(zhì)，只是改變了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或形狀而已，所以“質(zhì)量守恒定律”又稱“物質(zhì)不滅定律”。

2、能量守恒定律

能量守恒定律是自然界中最普遍，最重要的基本定律之一，大到宇宙天體，小到原子核內(nèi)部，只要有能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，就一定服從能量守恒定律。能量守恒定律的成立不需要條件，任何情況下都成立。這是由于能量轉(zhuǎn)化形式是多樣的，可以在機械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能、光能、原子能之間轉(zhuǎn)化，不限于動能和勢能之間。在轉(zhuǎn)化過程中，一種形式的能減少，另一種形式的能必然增加，能的總量保持恒定不變。

3、質(zhì)能守恒定律

20世紀(jì)，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了狹義相對論，他指出，物質(zhì)的質(zhì)量和它的能量成正比，可用以下公式表示：E=mc2（式中E為能量；m為質(zhì)量；c為光速）。

以上公式說明物質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?，輻射能也可以轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)。這一現(xiàn)象并不意味著物質(zhì)會被消滅，而是物質(zhì)的靜質(zhì)量轉(zhuǎn)變成另外一種運動形式。所以20世紀(jì)以后，這一定律已經(jīng)發(fā)展成為質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律，合稱質(zhì)能守恒定律。

4、信息守恒定律

霍金認(rèn)為信息應(yīng)該守恒：黑洞并非會對其周遭的一切“完全吞食”，事實上被吸入黑洞深處的物質(zhì)的某些信息實際上可能會在某個時候被釋放出來，這就是“信息守恒”。流進系統(tǒng)里的總的信息必等于從系統(tǒng)中流出的信息之和，加上系統(tǒng)內(nèi)部信息的變化，信息能夠從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)。這就是信息的轉(zhuǎn)換。

二、物質(zhì)、能量、信息的相互轉(zhuǎn)換

宇宙大爆炸產(chǎn)生了構(gòu)成世界的物質(zhì)、能量、信息，這是信息轉(zhuǎn)換成物質(zhì)的一個過程，而人們在不斷的物質(zhì)認(rèn)知與創(chuàng)造過程中，產(chǎn)生大量的信息。人體吃的食物釋放的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，存儲在一種有機物中，這些有機物決定了我們的智商亦即信息。

比如：“光”是物質(zhì)，也是能量，還有更有深層次的信息，我們看得到的“光”是物質(zhì)，又是一種摸不著但卻能感受到的能量，也包含了“光”這種信息。

物質(zhì)、能量、信息是構(gòu)成現(xiàn)實世界的三大要素：我們看到到的萬物都明顯存在物質(zhì)與能量，又因為萬物之間又都存在著相互作用和相互聯(lián)系，這就是信息。所以，人類社會一切都離不開信息，信息其實早就存在于客觀世界，只不過人們是首先認(rèn)識了物質(zhì)，然后認(rèn)識了能量，最后才認(rèn)識了信息。

物質(zhì)、能量、信息也是自然界三大要素：物質(zhì)是能量的載體，但是也不全是，因為電磁波等可以脫離物質(zhì)而存在；能量是物質(zhì)激勵的一種外在表現(xiàn)形式。信息既不是實體物質(zhì)，也不是能量，可是信息卻可以用來描述物質(zhì)和能量，即可以將其表征化。沒有信息來表征的話，物質(zhì)也沒法被描述，能量也無法被描述。用來描述物質(zhì)的信息可以是物理量、化學(xué)量，例如其分子量、質(zhì)量、化學(xué)結(jié)構(gòu)式、功能、用途等，所有這些都是信息；而用來描述能量的信息可以是不同能量單位例如焦耳、瓦特、熱力學(xué)等。因此，物質(zhì)、能量、信息是自然界的三大要素，也是我們整個客觀世界的全部。而客觀世界之上還一個主觀世界，也即意識世界，那么客觀世界和意識世界就構(gòu)成了整個宇宙。

三、生命的本質(zhì)

宇宙的一切就是信息、能量、物質(zhì)周而復(fù)始的運動變化。物質(zhì)是看得見的，能量是能夠感覺到的。但也不是所有的人都能感覺到能量，因為這與個人的修行層次有關(guān)。物質(zhì)是能量聚集的結(jié)果，而物質(zhì)釋放的能量就是中醫(yī)所說的“氣”，也是現(xiàn)代科學(xué)對生命這種物質(zhì)現(xiàn)象最根本的認(rèn)識。

物質(zhì)和能量都不可能單獨地存在，它們都承載著一定的信息。而物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換是由“緣”所決定的，“緣聚則生，緣散則滅”決定了能量的存在形式。

那么對于人來說，人就是物質(zhì)、能量、信息的三位一體的生命。所以人的生命體消亡后，一定會轉(zhuǎn)換成另一種的物質(zhì)或能量的其它生命體，這種生命體就是信息，總不會白白的在宇宙中消失。何況我們看得見的一切物質(zhì)，本身就不是純粹的物質(zhì)，也都是包含有能量和信息的。

任何能量、物質(zhì)都是信息的載體。

物質(zhì)、能量可以認(rèn)為是中性的，是萬物共有的本質(zhì)特性。從佛家的角度來說，就是沒有任何的分別心。而信息剛好相反，它是分別一切物質(zhì)的標(biāo)識，正是因為信息的不同，才導(dǎo)致了大千世界的千姿百態(tài)。從微觀世界來講，這個世界上沒有完全一樣的東西。對于看得見的物質(zhì)所承載的信息絕大多數(shù)人都能感受到，比如我們吃的食物，用到的物品等等；但對于虛空中的“氣”（能量）所承載的信息，就只有極少數(shù)修行到一定程度的人、或有緣的人（誠信）才能感受得到。

四、極樂世界或許是一個純信息的世界——意識世界

道家和佛家修行的區(qū)別就在于：

道家偏重的是能量（氣）的修煉；

佛家偏重的是信息（意識）的修煉。

“三界唯心，萬法唯識”是說宇宙一切唯心所現(xiàn)、唯識所變。三界六道所有的顯現(xiàn)都是自心業(yè)相的映射，心凈則國土凈，染心則是穢土。染凈由心起，根塵起用，則依識起萬法，迥脫根塵，則轉(zhuǎn)識成智，成就涅槃。

或許，一切物質(zhì)與能量皆來源于信息，也即來源于意識！佛法的偉大在于，從根本上認(rèn)識了這個物質(zhì)世界的本性、宇宙的根源所在：大千世界乃唯心所現(xiàn)、唯識所變。

目前為止，人類還沒有能力可以把能量直接轉(zhuǎn)換成物質(zhì)，只能是間接的轉(zhuǎn)換。但在極樂世界里的佛，卻可以輕易地用意念把能量直接變成物質(zhì)，這就是“以意為食”。佛經(jīng)說：

欲界的眾生吃自然食、凈揣食，以衣被細(xì)滑為食、澡浴感受為食；

色界有情以法喜為食，以禪悅為食。梵眾天穿衣與否，并沒有分別，隨著身形自然有光明勝妙的天衣披身；

無色界有情則以意識為食。

念頭一動，飲食都擺在面前，但見色聞香，以意為食?？吹竭@些飲食，自然就知道不需要了。色力增長，而無便穢。身心柔軟，無所味著。事已化去，時至復(fù)現(xiàn)。

這一段敘說，初往生到極樂世界不久的人，習(xí)氣還在，沒忘飲食。沒忘也沒關(guān)系，只一動念，飲食立即就現(xiàn)前；見到食物之后，想起來不需要，東西就沒有了。一切都是唯心所變、唯識所現(xiàn)。從前我們讀這些事，簡直覺得不可思議！但現(xiàn)在卻逐漸明白，這是有可能的，這是科學(xué)不是迷信。現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，能量與物質(zhì)是可以互相轉(zhuǎn)變的。物質(zhì)轉(zhuǎn)變成能量已經(jīng)實現(xiàn)了，這就是原子彈。但怎樣將能量再轉(zhuǎn)變成物質(zhì)，人類現(xiàn)在還沒有掌握，但在科學(xué)理論上是可行的。如果有方法把能量變成物質(zhì)，則世間的一切物質(zhì)都將不再匱乏。由此可見，西方極樂世界的科學(xué)技術(shù)發(fā)展已到極處，無論是能量轉(zhuǎn)變物質(zhì)，還是物質(zhì)轉(zhuǎn)變能量，都可以隨心所欲。

因此或許，極樂世界就是意識世界，佛、菩薩就是宇宙中最高境界的生命。而意識世界或許就是一個純粹的信息世界，這或許就是現(xiàn)代科學(xué)“全息宇宙論”的意義所在！宇宙來源于信息，宇宙也將回歸于信息；宇宙來源于意識，宇宙也將回歸于意識！

物質(zhì)不滅定律  物質(zhì)不滅，能量守恒，是物理學(xué)原理，物理，乃物質(zhì)之原理，然而，在精神層面、信息層面是否適用呢？…

自古道：

  善有善報，惡有惡報，…

  種瓜得瓜，種豆得豆，…

  投之以桃，報之以李…

  再有：  

  人不犯我，我不犯人，

  人若犯我，我必犯人，…

  殺人償命，欠債還錢…

  這難道不是物質(zhì)不滅的另一種表現(xiàn)形式嗎？為何善有善報？其內(nèi)在原理原來出自于此…

人與人交往，往往從物質(zhì)、能量、信息三個層面往來，…

  請客送禮，禮尚往來，屬物質(zhì)交流，…

  促膝談心或吵嘴打架屬信息交流…

  你授人以微笑，別人還之以善意，你惡語相向，別人還之以重拳，你幫助別人，別人成就于你，這屬于能量層面，…

  在這來來往往中，物質(zhì)、能量、信息，紛繁交融，淵源流長，無休無止…

  物質(zhì)不滅的法則，主宰著交往的實質(zhì)…

  當(dāng)然，也有欠債不還的，背信棄義的，恩將仇報的，持強凌弱的，違背法則的，但人們堅信，不是不報，時候未到，時候一到，全部都報，因果報應(yīng)遲早會來…

  就連打遍天下無敵手、不可一世、持強凌弱的世界頭號帝國，不是也遭了個"911"嗎？一報還一報是必然的…

既然物質(zhì)不滅，對規(guī)則就應(yīng)有敬畏之心，就應(yīng)有萬全之策，于是就有了：

  "己所不欲，勿施于人“，"多行不義必自斃"的千年古訓(xùn)，

  有了"人在做，天在看"的俗話，

  有了"公平“、"責(zé)任"的概念，

  有了"誠實守信"的做人做事策略，…