原创 物质转化为能量随处可见,为什么能量转化成物质却很困难?
原标题:物质转化为能量随处可见,为什么能量转化成物质却很困难?
爱因斯坦曾经在黑板上写下一个“错误”的公式,这个公式就是“6-3=6”,什么?6-3不是等于3吗,怎么会等于6呢?大家以为爱因斯坦老了,变糊涂了,不然如此简单的数学公式都会算错,其实爱因斯坦没有错,错的是我们,我们一直以传统思维去看待这个公式,而不是用发散思维去看待,如果使用发散思维去看待这个公式的话,你会发现这个公式不仅没有错,而且深刻的揭示自然界中存在的一个基本规律,这个规律就是著名的质能守恒定律,所谓质能守恒定律就是在一个独立的系统中,里面的物质不管发生什么反应,不管是物理变化还是化学变化,独立系统的总质量和总能量都不会改变,质量或者能量只能从一种形态转化为另一种形态。
爱因斯坦6-3公式解释质能守恒定律
举个最简单的例子,平时我们燃烧木头的时候,我们感觉木头在燃烧之后,质量会越来越轻,当木头燃烧完之后最终只剩下一堆木炭,这是否说明木头消失了呢?其实木头没有消失,它只不过从木头的形态变成了二氧化碳、一氧化碳、微小固体颗粒和其他物质,还有释放热能,而这些物质和能量未来经过化学反应和物理反应之后依然可以变回一块木头,所以本质上木头并没有消失,它只不过暂时从木头变成其他物质,并且还转化成一部分能量,这就是质能守恒定律,根据质能守恒定律,物质可以转化为能量,能量同样也可以变回物质,不过这仅仅是理论上的结论,因为在现实生活中,物质转化为能量随处可见,但是能量转化为物质几乎很难遇到,甚至让我们有点怀疑能量到底能不能转化成为物质,问题来了,为什么能量那么难转化成为物质呢?
木炭燃烧不影响地球重量
物质转化为能量之所以随处可见,因为它随时随地都在发生,比如木头燃烧释放的能量(热能)、汽油燃烧释放出的能量(热能和动能)、水电站产生的电能......几乎每天都在身边发生,因此这种现象很常见,但是能量转化为物质却几乎看不见,你看见过热能转化为木头吗?看见过热能和动能转化为石油吗?看见过电能转化为水吗?几乎没见过吧!能量转化为物质之所以如此困难,主要原因有两点。
第一个原因:必须具备能量收集技术
根据质能守恒定律,要想让能量转化为同样质量的物质,那么就需要收集或者产生这个质量物质释放同等的能量,比如1千克的煤炭可以释放出5000大卡的能量,那么要想形成1千克的煤炭需要收集或产生5000大卡的能量去发生反应才可以;一颗一吨重的原子弹爆炸释放的能量为2万吨TNT当量,同样需要收集2万吨TNT爆炸产生的能量才能转化为1吨重的原子弹,目前人类可以收集或者产生比较小的能量,比如5000大卡的能量容易收集或者产生,但是2万吨TNT爆炸产生的能量就很难收集,能量越高收集或者产生的难度就越大,这是一个难点。
原子弹爆发释放巨大能量
第二个原因:必须实现瞬间发生
收集或者产生能量可能对人类来说比较容易,可是要让这些能量与物质瞬间发生物理反应和化学反应就很困难了,比如煤炭燃烧的时候不仅仅释放5000大卡能量,还是释放二氧化碳、固体颗粒等其他物质,人类既要收集5000大卡的能量,然后把这些能量与煤炭燃烧后产生的其他物质瞬间发生反应,才能让这些燃烧后的物质从新变成1千克的煤炭,这是目前人类科技根本无法实现的,人类连让能量与这些物质产生反应变成煤炭这个原理还没弄清楚,更不用说让它们瞬间发生能够形成煤炭的反应了,而且要想让能量转化为物质,必须主动收集能量,然后主动让这些能量瞬间与物质产生反应才可以,也就是说如果不是主观去做的话,几乎不可能让能量转化为物质,换句话说自然是不可能发生能量转化为物质现象的,只有人类主动去做才可能实现能量转化为物质,可是目前人类的科技又不具备让能量转化为物质,因此我们根本看不见能量转化为物质的过程。
唯一一次能量转化为物质事件:宇宙大爆炸事件
目前人类已知唯一一次能量转化为物质的事件就是宇宙大爆炸,在宇宙大爆炸之前,奇点蕴含巨大能量,而且爆发是发生在一瞬间,于是就产生了宇宙万物,而这些物质经过长时间物理变化和化学变化最终形成地球和人类,目前人类科技还无法实现让能量转化为物质,但是这并不代表未来不可以,或许物质转化为能量需要更高文明等级甚至宇宙顶级文明才可以,宇宙万物诞生可能就是由最高级文明创造的,不然怎么可能打破物质和能量不会凭空产生和消失这条自然界最基本的规律(质能守恒定律)。
孙悟空凭空变成金箍棒,可能就是能量转化为物质的其中一种实际运用
有人认为,西游记中的孙悟空凭空变出物质可能并非是神话传说,应该就是能量转化为物质的其中一种实际运用,只不过人类目前还没有掌握罢了。
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