建立能量守恒律的爱美女数学家们

标题中“们”指的不是很多而只是多于一个，确切地说是两个，她们的名字翻译成中文时，按照通常的音译习惯不妨都翻译为“爱美”，尽管她们的实际名字并不相同，一个名叫Emilie，另一个名叫Emmy。前者是法国的数学家，后者是德国的数学家。两位在历史上都鼎鼎有名，最主要的是因为她们在被科学界视为铁律的能量守恒律的建立过程中所起的决定性的作用。

众所周知，作为现代科学的基础的能量守恒定律是一条被认为经过了无数实践证明了的经验定律。但大多数人可能不知道这条所谓的经验定律却主要是由数学家们作为数学定理建立起来的，而其中两位关键性的人物便是上述按中文发音可称为爱美的女数学家们。

能量的概念源自于古希腊，现代科学的能量的概念与古希腊的能量之最大的不同点在于它与具有明确的数量等价性的守恒关系绑在一起。最先提出这种守恒性的也是一位数学家（及哲学家，物理学家）------ 微积分发明者之一，著名的莱布尼兹。但是，莱布尼兹提出的守恒仅仅是动能的守恒，而且他给能量起的名字叫做生命的力量（vis viva）。据说他提出该守恒律是为了对抗他在英伦岛上的对头牛顿的动量守恒。很显然，莱布尼兹的能量雏形是有缺陷的，而真正提出今天人们所熟悉的能量既不能产生也不能消失而只能以不同的形式转换的能量守恒概念的便是上面提到的Emilie Du Châtele在18世纪初所进行的。Emilie是在翻译牛顿著名的《数学原理》一书时将牛顿力学与莱布尼兹的vis viva的概念相结合提出能量必须具有不变的量纲（dimension）且守恒的概念，并对之（针对动能与势能）进行了实验检验，从而使能量守恒与牛顿的动量守恒成为并驾齐驱的概念。而第一个将能量（energy）一词用于这种守恒量的则是那位发明了至今困扰着科学界的双缝实验的托马斯杨，也即著名的杨氏模量的发明者，另有一些物理学家将能量守恒的概念从最初的动能与势能的守恒扩展到其它各种能量形式。到了20世纪初，另一位著名的女数学家Emmy Noether对能量守恒律进行了严格的数学证明。

由此可见，在能量守恒定律由建立到最后的证明过程中起到最关键的作用的便是Emilie与Emmy这两位女数学家。

而数学家们在能量守恒律的建立过程中所起到的决定性作用也就注定了能量守恒律自身的缺陷。数学定理的证明都是在一个想象为必然的框架下进行的。在这个框架下这些定理在逻辑上是严格的，但是在这些框架之外，定理的逻辑就会出现问题。就比如欧式几何可以说涵盖了我们日常生活中所能想象的出的所有几何关系，可人们仍可以突破欧式几何的框架来建立非欧几何学。

如我在过去一年里反复指出的，不仅红移蓝移可以造成光能的不守恒，而且宏观的机械运动在特殊的条件下也可以违背能量守恒关系。这表明当初由Emilie这位数学家提出的后来由Emmy这位数学家证明的能量守恒律所适用的框架就如同欧式几何学一样并未如过去几个世纪里人们所以为的那样涵盖了所有的逻辑可能性。。。。。。

 

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能量其实一直是一笔糊涂账

[白钉]

他们把水搅浑，以使其看上去更深沉。-尼采

[慕容青草]

回复 'areYOUsure' 的评论 : 你的问题让我想起不久前另一位网军的评论“如果一个系统的哈密顿量不随时间变化，可严格推导出系统能量守恒，这是经典力学的内容”。。。你的问题的逻辑与他完全一样。。。看来对于专业吃网络饭的人来说，名词就可以代替逻辑，或许这就是你们这一行招工的标准吧。。。。。。。

[areYOUsure]

用数学的语言来说，是不是所有物态变化都是酉变换？如是，能量守恒就很好理解了。反过来说，因为对所有物质（不管大小重量等）都是保能量的，估计所有物态变化都应是酉变换换。