伟大的生命能量（七）

五、能量是怎么进行转移和转化的

人类是如何探索与使用能量的呢？人们在不断地思考中发现，地球所能利用的能量，主要来自太阳。阳光驱动的许多天气现象的变化都发生在大气层以下，比如温暖海洋地区，太阳持续加热几个月后，突然间释放巨大热能，造成了持续一段时间的激烈空气移动，就形成了台风；在大气层以上没有阴天、雨天、下雪、冰雹等天气现象，一直处于太阳光照的状态。也就是说，太阳能最充足的空间是大气层以上。我国科学家戚发韧在北京航空航天大学讲课时，公开表示，正在和团队一起思考筹备，从大气层以上建立空间发电站，将充足的能源转换使用于地球，解决地球能源的问题。

太阳的能量

太阳光也会被植物所吸收利用，在光合作用中转换为化学能，影响植物的生长变化。水与低能量的化合物，在阳光的作用下就转换成了高能量的化合物，如碳水化合物、脂类和蛋白质等。植物会在光合作用的时候释放氧气，而氧气则被生物所利用，做为电子受体和介质来释放储存在碳水化合物、脂类和蛋白质中的能量。

太阳能是古代唯一可利用的能源，当人类发现了太阳能对生命的作用后，就开始积极的思考如何从自然界中获取能量，进行有效地掌握运用，既能源源不断地获取能量，又要摆脱对它的依赖。

自然界如大陆飘移、山脉断裂凸起、火山和地震等地质现象变化，都可以根据能量在地球内部的转换来解释；而风、雨、雷电、 雪、冰雹、龙卷风、飓风等气象现象，则是太阳能作用于地球大气层所造成的能量转换结果。

能量的转移和转化，对于解释和预测大部分的自然现象是有实际作用的。能量的转移方向通常是由“熵”来进行描述。关于“熵”的概念会在本章节后半部分阐述。在孤立的系统内能量转移是不被允许的，因为在统计上，能量或是物质不会随机的移动成为较高密度的形式，或者移动到较小的空间。在日常生活中，能量只有通过转化才能发挥动能作用，不能转化的能量就只有势能价值。

熵

不论哪一种能量，如果它还没有发挥作用，它就是势能，一旦开始发挥作用，它就变成了动能。比如金钱，当我们把它存放在银行里，它的属性就是势能，我们把钱从银行里取出来购买东西时，就进入到流通的环境，它就变成了动能。

即使你个人没有把自己的钱取出来使用，对于整体金融现象来讲，它仍然在流动，只是对于局部的你个人而言，它才产生了势能和动能的区别。加油站油库里的汽油作用也是这个意义。

能量是物质在运动过程中的量化转换，所以简称“能”。世界万物是在不断运动着的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动属性的具体表现。空间属性是物质运动的广延性表现；时间属性是物质运动的持续性表现；引力属性是物质在运动过程中，由于质量分布不均所引起的相互作用的表现；电磁属性是带电粒子在运动和变化过程中的外部表现......。物质的运动形式是多种多样的，对于每一个具体的物质运动形式不同，就需要转换相应的能量形态。如：与宏观物体的机械运动相对应的能量形态是动能；与分子运动相对应的能量形态是热能；与原子运动相对应的能量形态是化学能；与带电粒子的定向运动相对应的能量形态是电能；与光子运动相对应的能量形态是光能等。

当物质的运动形式相同时，两个物体的运动特性，可以采用某些物理量或化学量来描述和比较。如：两个呈机械运动的物体可以用速度、加速度、动量等物理量来描述和比较；两股作定向运动的电流，可以用电流强度、电压、功率等物理量来描述和比较。但是，当运动形式不相同时，两个物质的运动特性，唯一可以相互描述和比较的物理量就是能量，即能量特性就是一切运动中的物质的共同特性，能量尺度是衡量一切运动形式的通用尺度。

蓄电池就是化学能转化成电能的过程，植物生长的过程，就是将养料水份，光能转化成生物能的过程。人体生命活动的过程，就是组合生物能转化成人体活动的生命能的过程。原子弹的作用过程，就是原子核能裂变转化成光能热能的作用过程。有效地转化能量和使用能量，才能开启生命的智慧，体现生命的价值。

在物质的运动过程中，会有多种形式来完成和表达能量。在运动过程中同一类型的能量，则可以从一个物体转移到另一个物体。它以机械能、内能、电能、化学能还有势能等各种形式，出现在不同的运动中，通过对其作功、传热等方式进行互相转换。这就表明了，这些运动是有共性的，是内在统一的量度，即能量。能量之间的相互转化的表现形式，通常为发光发热。闪电现象就是空气中的电场强度，达到或超过当时条件下，空气的电击强度而引起的放电现象。当电荷移动到一段距离后，就产生了能量的转移。在大气中的电位能，便转换成了其他能量的形态，热能、光、声能等。闪电过后的雷声，闪电时的强光，雷电击中物品后的焚烧现象都是能量转换后产生的作用。

如：A系统可以借由简单的物质转移将能量传输到B系统,能量不是借由物质转移传输，而是由其他方法转移，这会使B系统产生变化，因为A系统对B系统作了功。这个功表现出来的效果如同于一个力，以一定的距离作用，再接收能量到系统里面。

A系统可以借由转移辐射电磁能量到B系统，这就会在吸收辐射的能量粒子上产生力。同样的，一个系统可能借由碰撞转移能量，在这种情况下，被碰撞的物体会在一段距离内，接受因碰撞而传递过来的力，因此就会获得运动的能量，即称之为动能。

热能的转移则可以借由以上两个方法，热可以借由辐射能转移，或者直接经由系统间粒子的碰撞而转移动能。

驾驶汽车运行的过程就是系统内能量转移和转换的过程。启动发动机时是用化学能转换为电能，点燃汽油后就转换成了热能，热能又转换成电能，电能又转换成了机械能，继而转换成动能，如果没有这个完整的转换过程，汽车将无法正常运动和行驶。

汽车行驶中的能量转换

能量可以不用表现为物质，它可以完全以动能或是电磁能的形态储存在一个系统中。当粒子在与其有相互作用的一个场中，借由一个外力来移动一段距离，到这个场的新的位置时所需的能量便这样被储存起来了。当然粒子必须借由外力才能保持在新的位置上，否则其所处在的场，会借由推或者是拉的方式让粒子回到原来的状态。这种借由粒子在力场中改变位置而储存的能量形态就称为位能。在重力场中往上提升一个物体到某一高度所需要做的功就是位能。

任何形态的能量都可以转换成另外一种形态。比方说，当物体在力场中自由移动到不同的位置时，位能可以转化成动能。如果是热能的话，则在转换成另一种形态时，如同热力学第二定律所描述的，总会受到转换效率的限制。