质能概述论(四)

热力学定律

物质要么微观，要么源于微观，而微观世界的热运动遵循统计意义的力学，微观世界导致的宏观规律更与统计力学分不开。热力学定律是描述物质世界有关热的规律，它们就是微观世界运动之统计力学在宏观世界的表现。目前主要有四条热力学定律。

一、热力学第零定律：

如果两个热力学系统分别与第三个热力学系统处于热平衡状态，那么这两个热力学系统也彼此处于热平衡状态。这是一条衡量温度的定律，我们的温度计就是根据这一定律制作的；这一平衡是一种动态平衡，处在平衡的两个或多个系统，其微观热运动处于统计意义上的同等剧烈，且彼此传递能量相等。

二、热力学第一定律：

热力学第一定律就是质能守恒定律，即宇宙时空中的总质能，可以转化或转移，但总的质能是保持不变的，奇点质能也不例外。这是一条宇宙万物质能量永恒不变的定律。经典的热力学第一定律，是能量守恒定律，但是进入相对论框架和量子力学领域，质量和纯能量可以转化，所以能量要么包括质量在内的所有能量，要么能量就不一定守恒，取而代之的是质量——能量守恒，即质能守恒。

三、热力学第二定律：

热力学第二定律有几种表述，但他们是相通的，其中常见的一种表述是：热量在自发的情况下只能从高温物体传向低温物体。这是一条物质变化的方向性定律，其实质是熵增加原理，他表明世界将变得越来越混乱。如果仅仅在这一条定律下，宇宙就会变得越来越稀疏、越来越孤寂，但由于宇宙时空的演变还有其它决定因素，所以现实并不是这么悲观。

四、热力学第三定律：

热力学第三定律指，绝对零度不可能达到。这是一条物质运动的定律，它表明运动的绝对性，运动是物质与生俱来的天性，而且它始终伴随着物质。

质能定律

第一，质能守恒定律

能量既不能凭空产生，也不能凭空消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个地方转移到另一个地方，在转移和转化的过程中，能量的总量不变，这就是著名的能量守恒定律。在爱因斯坦相对论中，能量守恒定律就变成质能守恒定律，即宇宙中总的质能是守恒不变的。前面文章《宇宙外面的奥秘》中指出，宇宙实质是物质的，时空是物质存在和运动的产物，信息是物质存在和运动、变化的外在表现，质量和能量是物质存在的形态。另一方面，宇宙是一个孤立的系统，当然这里所说的宇宙，是指物质所到之处的一切(包括时空在内的所有客观存在)。所以宇宙的物质是守恒的，它既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个时空转移到另一个时空，或者从一种存在状态(或形式)转化成为另一种存在状态(或形式)，在转移和转化的过程中，物质的总量不变。又由于物质都具有能量，在转换过程中，总的能量同样不变，而物质更准确地称呼是质能。所以热力学第一定律，也就自然而然地推广为质能守恒定律。

第二，运动永恒定律

热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零；或者表达为绝对零度不可能达到(绝对零度表达为T=0K=-273.15℃)。这是因为：一方面，温度是微观粒子热运动的宏观体现，它在微观表示微观粒子运动的剧烈程度，它在宏观体现宏观物体的冷热程度。如果绝对温度为零可以到达，那么就意味着微观粒子停止运动；另一方面，宇宙万物都在永不停息的运动着，宇宙时空中既没有不运动的物质，也没有物质在某一时间或某一空间不运动的状态。运动是物质的天性，运动和物质共存亡，所以绝对零度这种情况，在我们宇宙里永远也不会出现。因此热力学第三定律，也可称为物质运动永恒定律，简称运动永恒定律。

第三，质能定律

热力学第零定律，是一个热平衡定律，是热运动平衡定律，热运动是运动的一种形式。热力学第二定律，是一个熵增原理定律，是物质方向性定律。热力学第零定律是热力学第二定律导致的结果。因为根据热力学第二定律知，系统总是趋于混乱度大的状态，而热平衡的系统比热不平衡时的状态，混乱度更高。在质能的整个世界中，物质的两大基本天性就是存在性和运动性，且这两大天性统一于场的体现形式。存在性表现为或能量或质量。运动性作为物质的天性，说明质能务必运动；另一方面，本初性在维持物质自身的运动状态，而力可以改变物质的运动状态。所以就对这两大天性而言，在物质的整个长河中，可以抹掉以上两个定律。但并不是说，这两个定律有问题；而是说对物质的两大天性来说，存在性对应于质能守恒定律，运动性对应于运动永恒定律。另外，根据热力学第二定律，孤立系统趋于混乱度更高，是基于孤立系统内各物质最终所受的合外力几乎不影响自身的运动效应，也就是说，外力对物质运动的影响可以完全抹平。这种情况在局域范围内可以有；但是在整个宇宙演化的范围内不可能有这样的情况，因为宇宙物质之间存在万有引力等多种作用力，宇宙膨胀也存在动力和阻力。所以热力学第零定律和热力学第二定律，具有局域性；而热力学第一定律和热力学第三定律，更具有普实性。

宇宙是一个孤立系统，所以宇宙的物质是守恒的，宇宙的质能也是守恒的。运动是物质的天性，宇宙万物都在永不停息地运动；另一方面，物质是宇宙一切的源，没有物质什么也都没有，包括时空在内。所以宇宙的每一处都不能到达热力学绝对零度；宇宙的每一时刻也不可能有绝对零度。故，质能定律包括质能守恒定律和运动永恒定律。质能守恒定律对应于一个孤立系统，它是物质存在的绝对性体现；运动永恒定律可以细化到每一个具体的物质上面，它是物质运动的绝对性体现。质能定律是物质内禀性的展现，是物质存在性和运动性的一体化体现，它贯穿于物质始终，它表征物质量的一定性和物质动的绝对化。能子源版权，违之必究！