探讨孤立系统的可能性质

应用动能定理时会遇到一些问题，难以解决。同时动能定理也是热力学的基础理论之一，热能的表现形式在很多方面与动能相似，使得人们难以有效的区分两者。本文的目的正是为了探讨这两个问题，一是动能定理的应用范围，二是热能的本质特性和特征。

关键词：孤立系统；动能势；纵向类物质波；热振幅

本文讨论的是一个孤立系统与另一个孤立系统的相对性质与统一性质，需要对孤立系统进行定义和应用一个公设。

本文所指的孤立系统是指一个系统完全独立，其自身所包含的一切物质能与自然界其它部分相区分，不存在不明确部分。其所包含的能与质量等能独立计算，其总量记为总系能E。总系能E=Em+Ev+E热+E电+E磁+Ex（Ex为其它能）

本文在讨论中还需要一个基本公设：守恒定律。一个孤立系统不与外界发生任何交换时，该系统的一切保持不变，且相对于任何系统都是等同的。

一、重新定义Ev

在公设守恒定律成立的情况下，则一个孤立的系统所具有的总系能E必然是守恒的，这必然要求总系能E相对于任何系统都是不变的，与选择的任何参照系统无关，不因参照系统的不同而产生任何变化。

1.我们习常的动能定理：Ev=MV2是否真实存在？

假设动能Ev是存在的，且Ev与相对速度V的平方成正比，则E是具有相对性的，它随着系统相对速度的变化而变化。

设孤立的系统A相对于两个不同系统B和C的相对速度VB和VC，且VB和VC不相等，VB>VC。

由动能定理Ev=MV2可得到EvB=MVB2，EvC=MVC2

因VB>VC，可得EvB=MVB2>EvC= MVC2

可得到总系能EB=Em+EvB+E热+E电+E磁+Ex>EC=Em+EvC+E热+E电+E磁+Ex

推得EB-EC=EvB-EvC>0

由此可见，在动能存在且成立的情况下，总系能E随着相对速度的增大而增大，则公设不能成立。

2.在公设守恒定律成立的情况下：

则可以得到总系能E的总量与相对速度V无关，这与Ev=MV2相矛盾，这必然要求Ev始终必须为0，如果Ev始终为0，则可推知Ev是不独立存在的。因而Ev只能是系统的相对形式，代表着两个系统融合时可以转化的运动状态能量。可见速度只是物质存在状态的记录，而不是能量的载体。动能定理只是一种计算方法，计算的则是两个系统融合时可以转化的运动状态能量的大小。

因为Ev不存在，而且其具有与重力势能类似的特点，应当将其改称动能势。

由公设可进一步推得两个系统相碰撞时所产生的能量不是来自于动能的转换，而应是来自于其它能量的转化，最有可能的是来自于物质能Em的转化，至少也是主要的转化源，转化量约等于物质能的减少量。

3.惯性系的相对速度是否有上限？

假设两个系统相对运动相碰撞时一个系统A发生湮灭，而另一个系统B的相对速度变化量极小，可不计，系统A除质能外，其它能很小，也可不計。由Em=MC2，Ev=MV2，可得到V=C，由此可见惯性系的相对速度上限可能是C，如果相对速度可以大于C，且动能定理的计算方法正确，则可能存在超越已知质能的能量存在形式，或可能在此情况下动能定理的计算失效，不适用于相对速度大于C的情况。

将光子看成孤立系统，在公设成立的情况下，可知光子的总系能Ec相对于任何系统都是不变的，与任何系统的相对速度无关，Ec=hν，波长λ=。因Ec在任何相对系统所表现的量都是不变的，决定了频率ν也必须是不变的，而C是光子的一个属性，是一个定量，由此波长也必须是不变的，可见其波长与任何相对系统所处状态无关，也与系统的相对速度无关。因而光子的波长不能反映光子与相对系统的相对速度，不适合用来测定光子的相对速度VC。光子的相对速度不能使用干涉条纹的波长和频率反推。

二、E热的本质

若EV是不存在的情况下，E热必然也与原有的认识不同，以下将就E热进行论证。

若EV不存在，则E热与Ev必然具有本质上的区别，E热是独立存在的，其表现形式虽与Ev近似，仅具有计算上的相似，但即是完全不同。E热虽也表现为运动速度V热上的关联性，但这个E热即不是相对的，温度不因系统相对性而发生变化，它相对于任何系统都是不变的。在E热存在的情况下，V热也必然存在，那么V热就是相对速度了，它必须为一个绝对值，不因系统的相对性而发生变化。

热辐射也应证了热能与动能的本质区别，惯性移动不产生热辐射。并且热能不因碰撞而减速，热粒子之间的碰撞，只是能量的相互交换，而不是能量形式的转换，故不改变能量的存在形态。热能具有碰撞不变性和能量可交换性，类似于波，V热是反映热能的定量，而不是一个相对量，其性质类似于波的振幅。如果将这个速度看成热振幅AV，又可推得这种波的振动方向还与移动方向相同，传播媒介为其自身，因此热能是一种纵向类物质波。当热粒子在对外辐射时，减少了能量，则可能有两种情况，一种是热粒子质量减少，另一种是热粒子速度减少（或可理解为热振幅AV减少）。

三、漫谈引力子外移的可能性

如果引力子是一种有体积的粒子，则引力子必具有一个密度上限。假设引力子的半径是×10-24次方厘米，所对应的质量为MD千克，则可得到最大的引力密度约为0.238732419MD/D×1072。当引力密度超过0.238732419MD/D×1072时必须向外移动，其中心应是引力密度均匀的球体，且此时其对外的引力应当比万有引力公式计算出来的大。如上述成立则可能得到，大质量黑洞在吸入质量时会有超越其自身质量的引力外移现象。反过来说，如果能测定其外移量，就能证明引力子的存在和计算其体积。

综上所述，需要对动能及热能的本质进行重新认识。系统的相对惯性速度与系统所包含的能量无关，相对惯性速度是没有实体上的意义的，只反映系统的相对状态。

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