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作者张祥前交流微信zhxq1105974776 在物理学中，动量守恒和能量守恒是基本规律。但是，现代物理学认为在某些情况下，动量和能量是不守恒的。 例如，一个质量为m的火车相对于我们地面的观测者以速度V【本文大写字母为矢量,V的数量为v】直线运动，地面的观测者认为这个火车有动量mV和动能 mv²/2【属于能量的一种】 。 而火车上的观测者认为火车的速度为零，因而动量、动能为零。 所以讲，现代物理学认为动量、动能相对于不同的参考系是不守恒的，一个物体具有的动量、能量在不同的观测者看来是不一样的。
我们把以上动量、能量只是在有限范围内才守恒称之为弱守恒，统一场论【百度统一场论6版可以搜到】扩展了动量、能量守恒的范围，认为相互运动的观察者发现一个物体的动量和能量仍然是守恒的，我们把动量、能量这种不随参考系改变的守恒称之为强守恒。 统一场论认为一个物体具有的动量、能量在相互运动的观测者看来数量是一样的，动量、能量对于不同的参考系仍然是守恒的。不同的观察者看到的只是质点运动形式有所不同，而质点总的动量、能量的数量是不变的。 统一场论的基本假设认为：宇宙中任何一个相对于我们观测者静止的质点o点，都不是真正的静止，其周围空间以o点为中心、以光速度C【统一场论认为光速为矢量时其方向可以变化，模不变】辐射式运动。 因而任意一个相对于我们静止的质量为m’的质点o，统一场论认为都有一个静止动量m’C，当o点相对于我们观测者以匀速度V直线运动时候质量为m，相对论和统一场论认为都认为o点周围空间的光速运动在V的方向上不变，但是，在V的垂直方向上，光速率c变成了 √(c²- v²), 写成矢量形式是C - V, 并且C-V和V满足相互垂直的直角三角形函数关系。 以上的统一场论矢量动量公式： P = m(C-V) 其标量形式为： p = m’c = mc√(1- v²/c²) m是o点运动时候的质量。 以上矢量动量方程和标量动量方程是一个普遍的动量方程，相对论和牛顿力学动量公式只是上式中光速等于0的特例。 特别是动量标量方程p = m’c= mc√(1- v²/c²)指出，一个静止质量m’的物体静止时候总的动量m’c和以速度V运动的时候总的动量mc√(1- v²/c²)数量是相等的。 以上反映了动量的强守恒性。 对上式方程p = m’c = mc√(1- v²/c²) 两边乘以光速率c，就是统一场论能量方程： e = m’c² = mc²√(1- v²/c²) m’c²为o点的静止能量，这个和相对论的看法一致，mc²√(1- v²/c²)为o点以速度v运动的时候的能量，这个和相对论的看法稍稍不同。 相对论认为o点以速度运动的时候能量为mc²，这样相对论认为o点静止时候的能量m’c²和以速度v运动的时候能量mc²是不一样的。 而统一场论认为，o点以速度v运动的时候能量为mc²√(1- v²/c²)和静止能量m’c²是相等的。 统一场论这种看法表明质点能量的量必须相对于一个确定的观察者才有意义。没有观察者或者不指明那一个观察者，谈论能量是没有意义的。 m’c²是相对于o点静止的观察者测量的，mc²√(1- v²/c²)相对于o点以速度v运动的观察者测量的。而无论那一个观察者都不会测量出o点具有能量mc²。 统一场论强调了不同的观测者，看到了能量有不同的表现形式，而总的能量的数量与观测者无关，这个就是能量强守恒的表述，这种观点应该比相对论的观点要合理一些。 统一场论能量方程和经典力学的动能公式有什么关系呢？ 经典力学认为，一个质量为m的质点o点相对于我们观测者以速度V【数量为v】运动时候，在我们观测者看来，具有动能 Ek = 1/2 mv²。 将统一场论能量方程 e = mc²√(1- v²/c²) 中√(1- v²/c²)用级数展开为1- v²/2c²－••••• 略去后面的高次项， e ≈ mc²- mv²/2 由e = m’c²可知m’c²≈ mc²- mv²/2， mc²- m’c²≈ mv²/2， 这个表明经典动能是物体以速度v运动的时候引起静止能量发生变化的变化量。 对于光子，相对论和统一场论都认为光子动量为P = mC,光子能量为e = mc² 但是相对论能量方程对光子的动量和能量的来源解释是混乱的，逻辑上讲不通。
而统一场论动量方程和能量方程很容易解释光子的动量和能量。 在统一场论动量方程P = m(C－V)中，当光子静止质量为零，其静止动量也是为零，光子运动动量mV = mC,这个表示光子运动速度达到了光速，。 统一场论能量方程e = mc²√(1- v²/c²)用级数展开为： e = m’c² = mc²（1- v²/2c²－•••••） 当光子的静止质量为零，静止能量也是为零。光子运动能量 mc²= v²/2c²+•••••），这个表示光子动能为mc²，光子只有运动能量了。
一个相对于我们观测者静止的质点质量为m’， 相对论认为有一个静止能量E = m’ c²，意思是指这个质点周围n条几何点的光速的平方，n的大小取决质量m’。 统一场论给出能量的定义：
能量是质点在空间中【或者质点周围空间本身】相对于我们观察者在某个空间范围内运动的运动量。 空间、物质点、观测者、运动四个条件一个都不能少，否则，能量就失去了意义。单独存在着质点，单纯的空间都没有能量，没有观察者，能量也没有意义。 分享： |
动量、能量的强守恒性和弱守恒性
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