智慧电力系统和智能电力系统的探讨(一百一十七)

智慧城市之智能建筑---分布式光伏发电系统的整体智能化浅说智慧城市八十（生命的本质——能量5）

01

质能转换与能量本质

在前面老徐已经详细说过，能量守恒定律和质量守恒定律。既然能量守恒（能量不灭）、质量守恒（物质不灭），那么它们就会进行往复的循环，在不同的条件下，呈现出不同的表现形式，从而造就了这万千变化的世界。人类的科技在不停的发展，当人们完全掌握了无机物到有机物的转换时，人们便可以通过工厂，生产出自己需要的任何有机物，如：瓜果、蔬菜、粮食、棉花、石油、汽油、酒精、塑料……等等。人们便不用去种粮食等农作物，也不用去到处寻找开采石油了。需要什么，就生产什么，需要多少，生产多少就是了。手断了、残了，生产一个，换上；或者让他直接重新长一个新的手出来。由此看来，我们的科技依然不发达，我们还有很多的未知区域，在等待着发现与开发。徐工在这里想说一句“安得物质千千万万，大庇众生具欢颜”。

一切生命的本质，就是能量。生命就是能量的传递、转移、交互、转变，及形态能力的展现和功能的实现。

02

碳的产生与生命起源

我们都是碳基生物，在前面徐工也说了许多关于“碳”的知识，那么“碳”是怎么产生的呢？说到这里，就不得不说一位近代的伟大科学家━爱因斯坦，他提出了“质能转换定律”。

质能转换定律基本概念

1905年，伟大的物理学家爱因斯坦提出一个令人难以置信的理论:物质的质量和能量可以互相转化，即质量可以转化成能量，能量也可以转化成质量，并且不违反能量守恒定律和质量守恒定律。

他指出，任何具有质量的物体，都贮存着看不见的内能，而且这个由质量贮存起来的能量大到令人难以想象的程度。如果用数学形式表达质量与能量的关系的话，某个物体贮存的能量等于该物体的质量乘以光速的平方。

写成公式就是:E=mc^2。打个比方说，常规状态下燃烧一吨煤所释放的全部热能，只相当于全部由质量转化而来的0.028毫克物质释放的能量，但爱因斯坦本人并不认为在常规状态下一个物质能全部转化为能量。

而后反物质的发现，使人们了解到，只有当物质与反物质结合时，才会完全泯灭，并转化为纯能量。并推测宇宙诞生之初，正是由能量创造了物质和反物质，而由于一些微妙的不平衡性，我们现在得以生活在物质构成的世界中。然而有人认为这违反了能量守恒，认为能量不可能消失，但科学家的解释是:"能量没有消失，而是以物质的形式存在，质量减少得越多，放出的能量也越大"。

为了大家容易理解，我们来举个例子。假设有办法把一个质量仅为1克的砝码，全部转化成能量的话，则它的总能量就会相当于2500万度的电能。爱因斯坦曾作过形象生动的比喻:：“只要没有向外放出的能量，能量就观察不到。这好比一个非常有钱的人，如果他从来不花费也不供给别人一分钱，那么就没有谁能说出他有多少财产。”

我们了解“质能转换定律”了，在来看一看“碳”是怎么产生的。天体物理学的中心理论认为，宇宙始于约137亿年前的大爆炸。大爆炸会引起理论上的基础粒子（即夸克）经核聚变形成质子和中子，质子和中子进一步核聚变形成一些简单的原子核（2H、3He、4He和小部分7Li）。大爆炸后，宇宙开始进一步向外扩张，温度和压力快速降低，在星际空间通过核聚变进一步产生更重的元素。另外，原子质量为5和8的元素不稳定，大爆炸形成的高丰度元素（即1H和4He）不会通过核聚变产生相应的持久性重元素。因此，大爆炸理论可以解释原子质量小于7Li的元素起源。

关于恒星内更重元素合成的模型，由英国物理学家Burbidge首先提出，他列举了一系列在大质量恒星进化过程中可能合成更重元素的途径。随着恒星的进化，恒星核内氢（H）经核聚变转化为氦（He），其丰度逐渐降低。当核聚变产生的热能逐渐冷却，恒星在其重力的作用下开始向内塌陷。这种塌陷增加了恒星内部温度和压力，直至He经两步核聚变反应就形成了碳（C）。有了“碳”，便有了形成碳基生命的可能。

从上述理论和推理中，便可得知“能量创造了物质，创造了碳，而碳又孕育了地球的碳基生物体系，所以一切生命的本质，就是能量。”

---T3数科斯锐明天---

编辑：池俊国

审核：杭云浠