物理学中有没有“负能量”这个概念

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物理学中有没有“负能量”这个概念

作者：周宏

这段时间，“一个学过中学物理的人”围绕着物理学中有没有“负能量”和杜克林先生掐起来了。前者针对后者提出用“正负力量”代替“正负能量”的建议，一口气挑出了三个“毛病”，直言“杜建议”充满违反基本科学常识的“严重的概念错误”，遂建议新语丝撤销“杜建议”。杜于是又发一文，对自己的“建议”做了一些解释、补充、说明，这下更糟糕了，不但引来与上次差不多的“充满违反基本科学常识的错误”批评，而且还连累师尊，让教他的老师都背上了“误人子弟”的恶名。因为前者匿名，搞了一个那么长的假名字，让人提起他来很不方便，我就取其中一个比较“正能量”的“理”字代替他，估计他不会生气。另外声明一下，本人知识再匮乏也跟教我的老师无关，学得好不好全在本人的兴趣，感兴趣会追着老师问来问去，不感兴趣呢就一个字——“逃”！要骂就骂本人，别骂老师。本人的老师多着呢，说不准你也会成为其中一个，闭着眼睛骂老师搞不好绕一圈会骂到自己。我现在就来向“理”老师请教几个问题：

1.“理”老师说：“能量是标量，而且永远是正值”是错误的，“任何学过中学物理的人”都知道，能量是个相对量，其绝对值是没有意义的。重力势能的零点可任意选取，为方便起见，引力势能取无穷远为零点，其值只能为零或负。

什么叫相对量？什么叫绝对值？两者之间有什么关系？它们出现在中学物理的哪一章哪一节？

以杜克林先生所举例子来看“相对量”：“你上个月用电500度，这个月用电300度，那么你可以说相对于上个月你省了200度电，你也可以说相对于上个月你用电是-200度。”这个月用电“-200度”就是相对量，而上个月用的电“500度”就是绝对量。同样我们还可以这么表达：相对这个月用电“300度”，上个月的500度也可以说成用了“+200度”。上个月用电“+200度”是相对量，这个月用电“300度”就成了绝对量。我这么理解“相对量”和“绝对量”有没有问题？

继续以杜克林先生所举电表例子来看“绝对值”：“相对于上个月你省了200度电，你也可以说相对于上个月你用电是“-200度”。“-200度”就是个相对量，这是相对于上个月你的用电量而言的；“200度”则是这个相对量的绝对值，相对于上个月你省下的用电量。“200度”是这个月的绝对用电量吗？不是的，这个月的绝对用电量是“300度”。这个月的绝对用电量“300度”是怎么知道的？看电表上显示的上个月底的电表总量和这个月底的电表总量之间的差，这个月用电“300度”是这两者之差的绝对值。我这么理解有没有问题？

在这个例子里，“绝对值”绝对是有意义的：你缴纳这个月的电费必须以“300度”这个“绝对值”为标准，不能以“200度”这个“-200度”的“相对量”的“绝对值”为标准赖账，更不能以“-200度”这个“相对量”去讹诈。怎么能说没有意义呢？

2.“理”老师说：“力是矢量，它具有方向，可以有正负之分”。这是错误的。矢量具有方向性，并且其方向是绝对的，并无绝对的“正负之分”。如两物体之间的引力，互为作用力与反作用力。两者的方向相反，但无正负之分；如果为方便起见规定任意某一个的“方向”为正，则另一个的“方向”为负。但这不是必须的，本质的，绝对的。

说“力是矢量，它具有方向，可以有正负之分”是错误的，正确的难道是“力是矢量，它具有方向，不可以有正负之分”？那后面又怎么说：“两物体之间的引力，互为作用力与反作用力。两者的方向相反，但无正负之分；如果为方便起见规定任意某一个的‘方向’为正，则另一个的‘方向’为负。但这不是必须的，本质的，绝对的。”“不可以”就是“不可以”，怎么又成了“不是必须的，本质的，绝对的”，弄得好像又“可以”了似的。还有，在讲“正负力”的时候，“为方便起见规定”不是“必须的，本质的，绝对的”，到了讲“引力势能”只能为零或负时，“为方便起见规定”怎么成了“必须的，本质的，绝对的”？杜为了讲“能量”（绝对意义上的）永远为正，将“理”说的“可任意选取”的势能零点取在引力中心怎么又成了绝对不可以的“错”了？不懂“理”是用什么逻辑推的。

3.“理”老师说：“‘正力’可以对物体具有推动作用，‘负力’有阻碍作用”。这是错误的。首先，物理学中没有他所说的“正力”和“负力”的概念。其次，即使我们按他的糊涂概念猜测，上例中的作用力与反作用力有“正负之分”，这两个力（物体之间的引力）都可以 “对物体具有推动作用”而不是“有阻碍作用”。

说物理学中没有“正力”和“负力”的概念，难道“任何学过中学物理的人都知道”物理学中有“正能量”和“负能量”的概念？还有中学物理里的“负功”是怎么一回事？没有“负力”哪来“负功”？说“按他（杜）的糊涂概念猜测，上例中的作用力与反作用力有‘正负之分’，这两个力（物体之间的引力）都可以‘对物体具有推动作用’而不是‘有阻碍作用’。”可是我按杜的“糊涂概念”猜测，他说的有推动作用和阻碍作用的两个方向完全相反的力，是指“拔河”、“推车”、“拉车”、“提水桶”那些作用在同一物体同一直线上方向完全相反的力，而不是“理”死死咬住的一般人都难观测说不清的“物体间的引力”。我斗胆猜测，“物体间的引力”方向可能是“貌似相反，实质相同”，好比从南极上空观察地球东西两侧的人走向南极：其方向“貌似相反，实质相同”；其数量“看似若干，实为一股”。在极点（或引力中心）看引力，与此差不多。其实物体间除了“引力”之外还有“斥力”，这个“斥力”的方向才跟“引力”完全相反。

“负数”作为一个经常被用来表示“向量”的数，用“正负”表示作用在同一物体同一直线上的两个相反方向的力，怎么会有那么严重的问题（成了违反基本科学常识的“严重的概念错误”）？这可是初中物理中用过的一个解题思路啊！至于磁场中有没有势能的问题，那显然已突破了中学物理讨论的范围，不是“任何学过中学物理的人”都能弄明白的问题。杜在举势能种类时只是偶尔提到，并未展开。它同物理学中有没有“负能量”这个中心问题没有多少实质性的关系，跟老师“有没有教好他，有没有误人子弟”更没有半毛关系。离题万里和原地兜圈一样不利于解决问题，用当下时髦的一个词讲——那不是“正”能量！所以还请“理”老师嫑兜圈子或东拉西扯，直接回答下：物理学中有没有“负能量”这个概念？光说势能可以取负值没用，温度计上的刻度也有负数，但是它正式且标准的说法（读法）是“零下多少度”而不是“负多少度”，理由有两条：1.因为没有“负温度”（绝对温度大于零）。2.温度没有方向，无所谓正负。

(XYS20170309)

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