能量与物质的定义以及之间的相互转化

【专家解说】：能量是物理学中描写一个系统或一个过程的一个量。一个系统的能量可以被定义为从一个被定义的零能量的状态转换为该系统现状的功的总和。一个系统到底有多少能量在物理中并不是一个确定的值，它随着对这个系统的描写而变换。 举一个例子而言，我们观察一个质量为1kg的固体的能量： 假如我们在研究经典力学而只对它的动能感兴趣的话，那么它的能量就是我们要将它从静止加速到它现有速度所加的功的总和。 假如我们在研究热学而只对它的内能感兴趣的话，那么它的能量就是我们要将它从绝对零度加热到它现有温度所加的功的总和。 假如我们在研究物理化学而只对它所含有的化学能感兴趣的话，那么它的能量就是我们在合成这个固体时对它的原料加入的功的总和。 假如我们在研究原子物理而只对它所含的原子能感兴趣的话，那么它的能量就是我们从原子能为零的状态对它做功、使它达到现在状态的功的总和。 当然我们也可以用反过来的方法来定义这个固体所含的能量，举两个例子： 该固体的内能是将它冷却到绝对零度所释放出来的功的总和。 该固体的原子能是将它所含的所有的原子能全部释放出来的功的总和。 等等。 可见，能量虽然是一个非常常用和非常基础的物理概念，但同时也是一个非常抽象和非常难定义的物理概念。事实上，物理学家一直到19世纪中才真正理解能量这个概念。在此之前能量常常被与力、动量等概念相混。有一段时间里，物理学家使用过一个称为“活力”的、与能量非常相似的概念，其意思是一种使物体活泼起来（动起来、热起来）的力。英语中的能量一词energy是两个希腊词的组合：εν是“在……之中”的意思，εργοs是“功、劳动”的意思。加在一起 en-ergi 就是“加进去的功”的意思。 物质指： 占有时间、空间和质量的东西。例如：电子、质子和中子；金属、化合物、空气、水、生物等等，以固体、液体或气体相态呈现。 我们可以看到、嗅到、尝到或接触到的东西； 与思想相对而言。 按照辩证唯物主义理论，物质指独立于意识以外的，但可以被意识所反映、摹写的客观存在。