宇宙能量守恒.doc

一、宇宙能量守恒（一）宇宙是永动的虽然我们不可能预测永远的将来，但，我们可以根据以下的事实进行判断： 1、自从人类认识宇宙以来直到今天，宇宙就是运动着的。 2、人类到今天为止还没有发现任何宇宙会停止运动的迹象和任何会使整个宇宙停止运动的因素。 3、人类还不能确认宇宙的时空范围，也可能永远无法确认它的时空范围，所以也更不能确认它会停止运动。 4、现在我们看到的生物的生老病死，物质的产生和消亡，能量的产生和耗尽都只是宇宙的局部的运动循环现象。就是这样的局部的具有明显时空范围的循环现象也并不是运动的停滞或停止，而是运动形态的改变和能量转换形态的改变。如，一代人的生与死只是这一家族生命的存在和运动的某个循环时空阶段，而不是这个家族生命存在和运动的结束不是吗？ 根据以上的理由最少我们可以判断，宇宙永远是运动的说法比宇宙总有一天会停止运动的说法有理由。因此，宇宙永动应该可以成立。 （二）所谓“能量守恒和转换定律”在机械功上的最简单的阐释就是：输入的力或者能量必须等于输出的力或者能量+在运动或者转换中损耗的力或者能量。 从这个公式中我们可以看到： 1、输出的力必然小于输入的力，因为，存在运动和转换过程中的损耗。 2、如果以此构成循环体系，只要存在着力的向外循环，系统内就必定出现力的缺失。 3、在等量原则下（守恒原则）力不可被放大或者增加。目前我们对“能量守恒和转换定律”基本上就是这样阐释的。为什么精灵将这样的阐释称为惯性能量或者是物质储蓄能量方面的阐释呢？ 请看： 所谓的机械功，说到底就是物质（磁场）的位移能，也就是物体由于引力（磁场）的相互作用而发生运动而产生的力。这种位移运动一定是有外力的作用和以力向外作用的结果。这样的运动虽然在表现形式是独立的，但是它不可能独立存在和运动。譬如：我们掷出一块石头。石头在向前运动的形式就表现为石头的独立的运动。但实际上，随着石头运动的还有大气和大气中的尘埃等。还有石头和地球之间的重力作用。再譬如：我们给发电机一个力，使它运转并发电。这也好像是发电机的独立的运动。其实也不然，它同样要带动周围空气的运动，要和轴承进行磨擦，要克服磁场斥力等等。 正因为这样的运动并不是独立存在的也就在与周围物质的相互作用中产生了所谓的惯性运动现象。（惯性运动机理这里暂不详谈。）这就是它不可能马上运动或者马上停止。这也就是说物体在运动中会将一部分的能量延迟释放。这样的现象我们也可以称为能量储存。而我们现在的大量的机械功都是动力运动和惯性运动的结合体。飞轮就是最明显的实例。 另外，现在即便是动力来源，也就是我们用以做机械功的能源也是惯性运动的结果。如：水力、石油、煤炭甚至核能都是太阳和宇宙能量运动的“副产品”-能量储存。从物质运动的角度看也就是惯性运动的部分。 这样的能量守恒具有单一循环性质，即，单向守恒转换性质。也就是我们经常说的释放式能量转换。由于位移运动的时空和能量局限，因此它也具有所谓的近似封闭体系的特征。它明显地具有孤立的，无法达至向外循环的性质。 正因为目前我们的“能量守恒和转换定律”基本是基于这样的认识和对这样的物质运动现象进行阐释的。所以，也可以称之为惯性能量或者储蓄能量方面的能量守恒和转换定律。 精灵为什么非要这样别出心裁呢？标新立异，哗众取宠吗？否！因为：宇宙物质运动中确实存在着不同于上述能量运动和能量转换形式。这就是磁能、电磁能、也可以称为磁力线能的运动形式。它是物质的回旋运动而不是物质的位移运动。它更多地表现为能的转换而不是力的转换。这样的能量运动是不可能被储存的，也就是说不存在惯性运动。最少是几乎不表现出惯性运动特征。比如电，一合闸它马上就来，一拉闸它马上就断了。光和磁也都一样。又比如现在我们说得最多的就是太阳能，没有蓄电池或其他物质的转换太阳能根本不可能储存。这样的能量运动同样也是守恒的。不同的是，它只以能的形态出现而不以力的形态出现。它只能以能量运动的方式守恒。它在物质运动中表现为以一种能量形态输入以另一种能量形态输出。就是以磁力线的横向或者纵向运动形态输入而以相反的形态输出。这种能量的输入和输出是完全等量的，不会在物体中滞留。除非物体发生结构性改变。也就是说在这样的转换中输入和输出不仅能量相等，时间也相等（最少是几乎相等）。因此，它不可能存在所谓的封闭系统，不可能出现系统内循环。这样的能量运动和转换几乎可以在所有的物质和所有的物质运动中进行。具有多样性，开放性和循环性，能以运动的形态保持能量守恒。这就是能量动态循环的阐释。这也就是说，这样的物质运动的“能量守恒和转换定律”并不是单一的循环体系，即，不是闭环能量守恒而是开环能量守恒；不是静态能量守恒而是动态能量守恒。这样，我们当然要赋予“能量守恒和转换定律”以新的更广泛的动态的含义。 （三）关于磁能动力机-惯性（储蓄）能量循环和动态（运动）能量循环与“永动”装置的关系。 永动的设想实际上首先来自人们对自然界永动现象的崇拜和理解。比如日月星辰的隐现出没，江河湖海的奔流涨落，风云水火、春夏秋冬、生灵万物的循环不休。再就是来自人们对大自然的一个误解。这就是力可以被放大和延长。 简单的例子就是杠杆和滑轮组可以将人的力放大。飞轮可以将力的作用时间延长。于是就有了永动的念头。如果将被“放大”或者被“延长”的力回馈一部分机器不就永动了吗？于是多少年来人们都在做这样的努力。然而，却无法取得成功。但人们还只是认为自己的方法可能还不好或者还不对。并没有认识到问题的实质。实际上，问题出在：力并没有被放大。它之所以变大是因为我们在不自觉中利用了大自然的力。例如：杠杆利用的是地球的重力作用。滑轮组利用了物质的摩擦力（静态惯性）作用。飞轮利用了物质运动的动态惯性作用。这一切对于人的力量而言是大大地被放大了。但是，对于物质能量而言却是完全没有被放大。因此，并没有可供回馈的力和能量。所以，机械永动机，包括所有的想利用物质位移能的永动设备都不会获得能量的回馈而永动。最多是在摩擦力减小的情况下使惯性运动的时间保持更长一些罢了。但是，无论如何，它毕竟给了我们一个启示。就是，如果我们能够像前人借助物质位移能而加大和延长人的力的作用那样借用宇宙的回旋运动能，我们就同样可以加大和延长机器的力！这就是磁能机设想的意义所在。也许设想的人并没有这么想。但是，走的是这样的路。这就像前人虽然不知道杠杆、滑轮组和飞轮的含义，但却发明，制造和利用了它们一样。 永磁体的能量直到今天还被人们认为是磁性物质自身结构产生的能量。充磁是往磁性物体中充入能量。但是，精灵坚信总有一天人们会发现和证明，磁性物质的能量不是来自磁性物体本身而是来自宇宙磁力线运动。磁性体只是能更大程度地聚集了这些磁力线并与一定的物质发生磁性相互作用而已。正因为这样，永磁体才具有“永磁”的特性和耐久的能量输出。（永磁体的磁性减弱和消失并不是磁性体的能量用完了，而是自然界中的电磁辐射能逐渐破坏或者改变了永磁体的物质结构或者磁旋体的排列的结果。所以，只要用更强的磁场重新整合磁旋体的排列，磁性就恢复了。这也就是所谓的充磁。）所以，我们利用磁能实际上就是在利用宇宙能量。在磁能机上我们能以小的力得到大的力也就是因为我们以永磁体这样的物质借用了宇宙中更大的能量并以我们的装置将它转换成了力。这种磁能动力机并不能达至磁力线能的大循环。所以，它也并不能永动。而只是利用了新的能量和加大了人或机器的力而已。这只能是能源利用的新方法而已。要达到磁能的真正开发和利用必须在开发磁可控器件的同时彻底地改变我们现有的能源利用体系。只有我们的能量利用体系真正进入到以动态能量转换为本的宇宙能量转换体系时我们才有可能接近永动神圣的殿堂。二、能量守恒定律的建立能量守恒定律是建立在自然科学发展的基础上的，从16世纪到18世纪，经过伽利略、牛顿、惠更斯、莱布尼兹以及伯努利等许多物理学家的认真研究，使动力学得到了较大的发展，机械能的转化和守恒的初步思想，在这一时期已经萌发。 18世纪末和19世纪初，各种自然现象之间的联系相继被发现。伦福德和戴维的摩擦生热实验否定了热质说，把物体内能的变化与机械运动联系起来。1800年发明伏打电池之后不久，又发现了电流的热效应，磁效应和其它的一些电磁现象。这一时期，电流的化学效应也被发现，并被用来进行电镀。在生物学界，证明了动物维持体温和进行机械活动的能量跟它所摄取的食物的化学能有关，自然科学的这些成就，为建立能量守恒定律做了必要的准备。 能量守恒定律的最后确定，是在19世纪中叶由迈尔，焦耳和亥姆霍兹等人完成。 德国医生迈尔是从生理学的角度开始对能量进行研究的。1842年，他从“无不生有，有不变无”的哲学观念出发，表达了对能量转化和守恒思想，他分析了25种能量的转化和守恒现象，成为世界上最先阐述能量守恒思想的人。 英国物理学家焦耳从1840年到1878年将近40年的时间里，研究了电流的热效应，压缩空气的温度升高以及电，化学和机械作用之间的联系，做了400多次实验，用各种方法测定了热和功之间的当量关系，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础。 在1847年，当焦耳宣布他的能量观点的时候，德国学者亥姆霍兹在柏林也宣读了同样课题的论文。在这篇论文里，他分析了化学能，机械能，电磁能，光能等不同形式的能的转化和守恒，并且把结果跟永动机不可能制造成功的联系起来，他认为不可能无中生有的创造一个永久的推动力，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量。亥姆霍兹在论文里对能量守恒定律作了一个清晰，全面而且概括的论述，使这一定律为人们广泛接受。 在19世纪中叶，还有一些人也致力于能量守恒的研究。他们从不同的角度出发，彼此独立的研究，却几乎同时发现了这一伟大的定律。因此，能量守恒定律的发现是科学发展的必然结果。此时，能量转化和守恒定律得到了科学界的普遍承认。这一原理指出：自然界的一切物质都具有能量，对应于不同的运动形式，能量也有不同的形式，如机械运动的动能和势能，热运动的内能，电磁运动的电磁能，化学运动的化学能等，他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示。当运动形式发生变化或运动量发生转移时，能量也从一种形式转化为另一种形式，从一个系统传递给另一个系统；在转化和传递中总能量始终不变。 恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一。（另两个发现是细胞学说，达尔文的生物进化论）三、直面能源危机 最近一段时间，国际市场原油价格不断攀升，月日美国纽约商品交易所的原油价格达到每桶美元，达到年来的最高点。尽管石油输出国组织（欧佩克）部长会议月日决定增加石油产量，但世界石油价格仍大幅上涨。专家认为，尽管市场因素和人为炒作是这次油价攀升的主要原因，但开发替代能源已是当务之急。石油能用多少年？地球上的石油到底还能供人类用多久？这是一个有争议的问题。有专家认为地球上的石油仅够三四十年，有专家则认为可使用一二百年。年月日，美国洛杉矶时报发表题为即将来临的石油危机真正的危机的文章认为，今后年左右，世界石油供应似乎是充足的。在今后年左右的时间，全球石油产量可能开始持续下降。虽然市场力量和石油生产技术的改进可能使石油供应继续保持到世纪，但是石油危机的到来可能比一般人的设想早得多。目前全球每天消耗石油量已达万桶，几乎每年增加。以每年这个增加数字计算，到年，全世界将消耗掉从经济到技术上都容易开采的全部石油的一半。尽管地质勘探技术有了惊人的进步，但所探明的新的石油储量明显减少，因为现有石油消费量同新勘探到的石油量的比例是。到年，不论是发达国家还是发展中国家，最终都会面临石油危机。在本世纪内，世界主要靠丰富的低价石油推动了经济车轮的前进，如果石油枯竭，那么世界经济将面临严峻挑战。中东报认为，到年底，开采石油已达亿桶，其中一半是在石油动荡的年代开采的。根据一些保守的估计，石油储量不会超过亿桶。还有一些报告指出，世界石油总储量约达亿桶。目前，世界每年消费石油亿桶，而新勘探出的石油越来越少，每年只有亿桶。中东地区以外的石油储量正在下降。石油资源是有限的。据美国石油业协会估计，地球上尚未开采的原油储藏量已不足两万亿桶，可供人类开采时间不超过年。在年到来之前，世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。其后在到年之间，煤炭也将消耗殆尽，矿物燃料供应枯竭。面对即将到来的能源危机，全世界认识到必须采取开源节流的战略，即一方面节约能源，另一方面开发新能源。节能就是拯救明天目前世界一些工业化国家都在采取节能措施，联合热电（又称“同时发热发电”）就是比较热门的话题之一。普通发电厂的能源效率只有，而多达的能源都作为热白白浪费掉了。联合热电就要将这部分热用来发电或者为工业和家庭供热，因此可使能源利用率提高到以上，大大节约了初级能源。“原煤气化发电”是领先于世界的清洁能源技术，世界第一套大型煤炭气化发电设施已于年在荷兰投入试运行。这套设施将原煤经气化和除硫后用来发电，可使效率达到，而且基本不污染环境。据专家们估计，原煤气化技术可作为火力发电厂的发展方向，目前的电厂到年几乎将全部改成煤炭气化发电，到那时可使同样数量的煤发的电量增加一倍。欧洲能源委员会已经决定设立专项基金用于这一新技术的推广。“绿色能源”风吹全球太阳能、地热能、风能、海洋能、核能以及生物质能等存在于自然界中的能源被称作“可再生能源”，由于这些能源对环境危害较少因此又叫做“绿色能源”。开发绿色能源是解决能源危机的重要途径。近年来，面对能源危机，许多国家都在下大力气研究和开发利用“绿色能源”的新技术新工艺，并且取得了相当可观的成就。目前“绿色能源”在全球能源结构中的比重已达到，今后由石油、煤炭和天然气“老三样”能源唱主角的局面将得到改善。目前世界上对“绿色能源”开发比较重视，拥有先进技术并已取得良好效益的国家主要集中在欧美。年到年，美国多家再生能源公司年收入就每年递增，达到亿美元。为了迎接未来能源危机的挑战，除了水力发电外，风能这一古老的能源又在很多国家和地区得到青睐，反映了当今国际电力发展的一个新动向。风力发电的技术状况以及实际运行情况表明，它是一种安全可靠的发电方式，随着大型机组的技术成熟和产品商品化的进程，风力发电成本将会降低，已经具备了和其他发电手段相竞争的能力。风力发电不消耗资源，不污染环境，具有广阔的发展前景，和其他发电方式相比，它的建设周期一般很短，一台风机的运输安装时间不超过三个月，万千瓦级风电场建设期不到一年，而且安装一台可投产一台；装机规模灵活，可根据资金多少来确定，为筹集资金带来便利；运行简单，可完全做到无人值守；实际占地少，机组与监控、变电等建筑仅占风电场约的土地，其余场地仍可供农、牧、渔使用；对土地要求低，在山丘、海边、河堤、荒漠等地形条件下均可建设。此外，在发电方式上还有多样化的特点，既可联网运行，也可和柴油发电机等组成互补系统或独立运行，这对于解决边远无电地区的用电问题提供了现实可能性。这些既是风电的特点，也是优势。太阳能是一种资源丰富又不会污染环境的最佳能源。为了鼓励人们使用太阳能，德国近两年开始推行家庭电站计划：居民们购置一座功率为至千瓦的家庭太阳能电站设备，将太阳能电池板安装在自家屋顶上就可以了。电站所发的电力除了供一家一户使用外，剩余的部分还可输入到公共电网，由电力公司收购，因此很受居民欢迎。在哈拉雷举行的世界太阳能首脑会议上，会议主席、津巴布韦总统穆加贝在闭幕词中说：“我们的地球现在正受到环境污染、臭氧层破坏、温室效应、沙漠化和毁林的折磨。我们要取得可持续发展，必须解决这些问题。而可再生能源，特别是太阳能的开发和利用是解决能源危机和环境污染的可行性办法。”由世界太阳能委员会起草的世界太阳能年发展规划（年）号召各国政府和有关组织团结协作，以便有效地执行农村电气化、全球教育与培训、饮用水净化、信息交流以及工业改革、市场开发和技术转让等五大类示范项目，以此向人们展示可再生能源对推动人类社会和经济持续发展的突出作用。利用垃圾发电，既节约资源又保护了环境，是一条很值得提倡的新思路。除了开发“再生能源”之外，近年来有越来越多的研究人员把寻找新能源的目光落在了我们身边的垃圾和淤泥等废料上。日本的个家庭生活垃圾焚烧场中，已有个实现了垃圾发电。这种垃圾发电系统与普通的火力发电站十分相似，每套系统的发电能力可达千瓦，平均每天使用垃圾吨。日本政府已经订出计划，到年时制造出发电能力万千瓦的新垃圾发电系统。欧洲第一座废旧轮胎发电厂于年前在英国的沃尔弗汉普顿建成并投产。这座工厂每年可用去多万个废旧轮胎，为英国废旧轮胎总数的。电厂的总装机容量兆瓦，可满足万个家庭的用电，并且还能生产锌等副产品。用鸡粪发电，很多人闻所未闻。世界上第一座以鸡粪为燃料的发电站英国的艾伊电站早在年月就投入运转。有关专家认为，尽管鸡粪电站的发电能力比火力电站要小得多，但对发展中国家很有吸引力，只要万只鸡的鸡粪做燃料，所发的电力就可供万人用上一年。解决能源危机根本途径核能目前科学家正在研究开发的替代能源有核能、风能、太阳能、地热、生物能和水力发电等。据今年月号的美国未来学家杂志报道，科学家预计，到年，风能、太阳能、地热、生物能和水力发电将占到全部能源需求的。不过，科学家认为，目前，最有希望的新能源是核能。核能有两种：裂变核能和聚变核能。可开发的核裂变燃料资源可使用上千年，核聚变资源可使用几亿年。裂变核能至今已有了很大发展。裂变核电站及核电设备制造，在日本、法国、韩国等国已成为其能源工业的重要支柱。据国际原子能机构月份公布的统计数字，截止到年，全世界处于运营中的核电站共有座。