能量三定律的基礎研究

陳春祥

(天津宏能科技有限公司 天津301700)

0 引 言

在能量守恒定律中，能量守恒不等同于守恒定律。守恒是物質固有屬性(物質不滅)，而能量守恒定律指的是物質運動與轉換的關系。能量三定律起源于慣性位能效應原理：“在物體固有慣性中納入穩度物理量，則定義為物體固有慣性位能特性，其物體慣性位能大小與穩度大小成反比，與質量成正比效應。”如球體無論質量有多大，其穩度最小；無論是靜止或滾動，與方體質量的慣性大小顯然有本質不同，主要原因在于球中心線支點以上的質量重力都具備位能特征，才導至滾動摩擦力最小以及軸動反力極大，即慣性位能效應原因。眾所周知，馬赫對牛頓的慣性概念做了重要的補充：“認為慣性來源于物體與宇宙其余部分的相互作用(不僅僅是物體本身的質量決定的)。”而慣性位能效應是“物體與宇宙其余部分的相互作用”的結果，所以“慣性”應是物體重力慣性位能的一種做功狀態，說明了在物體固有屬性中存在有一種無外作用力的做功狀態特性(慣性)。例如車行下坡和船行順流就都是“慣性”的一種做功狀態，它與“物體具有保持勻速直線運動”做功狀態的不同區別是雙向作用力的不同。如果說大氣浮力能像撐桿跳高那樣提供與物體重力平衡不變的雙向作用力，那飛機在天上關閉發動機也同樣會是“慣性”的一種做功狀態的飛行，“蘋果也不會從樹上落下來”。因此，物體重力慣性位能效應原理是質能關系的宏觀屬性，而相對論愛因斯坦證明的質能關系E＝mc是微觀屬性，故更深層次證明了能量與質量不是互不相干的物理屬性，而是可互相轉換的。這種嶄新的關系也給予了慣性概念新的內涵。其邏輯結果是，假若質量遵守慣性位能原理，則能量必也遵守慣性位能原理。該理論大大地拓寬了慣性的定義，也拓寬了對于重力能量的認識。

1 基本原理闡釋

1.1 力學基本原理

圖 1是筆者企業發明產品的拓撲優化機械結構的各分力受力分析圖，不難發現有 F、f、反 2 三個分力，當F力繞支點運動時的效果是F、f、反2 三力合功驅動效應，當將 0～90 °內的實驗數值點于圖 2坐標內時，其三力合功驅動效應值呈曲線特征，用此圖導 岀的三力驅動效應方程式為：f＝2(F-Fsina)＋F。說明該三力合功驅動效應的輸 岀扭矩力大于輸入 F力結果。其亮點是：反 2是人站船上撐捍力學的利用。B合力點是重力慣性位能力學的利用。故 f點增大的扭矩力實質是 F、f、反 2三力合功驅動效應。所以，該發明揭示了能量轉換的多樣性與重力能量的雙重性及拓撲結構的能量效應特性。

圖1 二力力矩結構受力分析圖Fig.1 Two-dimensional moment structure analysis diagram

圖2 二力力矩實驗數據點坐標關系圖Fig.2 Second force moment of experimental data point coordinate diagram

1.2 應用基本原理

圖 3結構選擇了 a角值為 48.36 °，其輸出增值為1.5F而設計的，目的是將F的90 °內運動轉換為f點的圓周運動。當將圖3結構設計到圖4裝置中時，其發明亮點是“該三力驅動機的輸 岀增大值是1.5F，并且是零速比。”可是，該三力驅動機單臺應用只是適用于高效節能。而最大化應用是它的零速比特性，當將多臺三力驅動機串連應用時，其效果是單臺增值的指數級變量，即 f＝(1.5)x×F，x＝串連臺數，即具有扭矩力增量聚變而滿足各種額定功率的需求應用。所以，該應用發明進一步揭示了能量的物理廣度特性。因此，歸納創建了下文所述的能量三定律。

圖3 二力力矩傳動架構組件Fig.3 Force torque transmission architecture components

圖4 平衡力矩增程器剖視圖Fig.4 Equilibrium torque transmission extender section

2 能量轉換的物理屬性定律

依據發明的力學原理揭示發現：“能量的正比例轉換屬性于原始線性物理，非正比例轉換屬性于復系統(非線性)物理，因改變結構而逆變功能轉換屬性于拓撲相變物理，雖轉換是隨物理科技層次呈現多元性，但能量既不能消滅，也不能創生，則總量保持不變而守恒。”

2.1 發明證偽了能量守恒定律的漏洞

用認知與創造自然理念分析能量守恒定律不難發現：能量既不能消滅，也不能創生而總量守恒，其揭示的是宇宙物質不滅客觀規律，絕對不可創造。但能量轉換揭示的是自然界客觀應用規律，是具有創造應用的可塑性，例如核物理就是創造破壞原子結構釋放巨能的范例。而能量守恒定律的漏洞就是將認知自然和創造自然兩層內涵混為一體，沒有將物質不滅守恒與物質運動多元性區別開來。

2.2 發明證實了能量轉換的物理屬性

強調能量轉換的“物理屬性”，主要指可用不同的物理方法創造能量轉換應用所獲得的不同的個性化能量特性。例如太陽與風能的無燃料供給特性無可質疑，但用在其他自然力能量的物理方法獲取應用中，則多數人就會認為是“無中生有”的騙局，說明能量基礎理論嚴重缺失是病根。

2.3 發明揭示了能量守恒與能量轉換的關系

經漏洞與物理屬性分析，可以肯定：能量守恒與能量轉換是既獨立又統一的關系，而能量轉換是指能量運動有普遍的常規與局部超常規雙重特性，而將“流入的能量等于流出的能量加上內能變化。”規律歸納到正比轉換線性物理屬性范圍內，并總結了能量共有3大物理屬性，可結束在創新中產生多元性能量應用長期無意義的守恒之爭。

3 重力能量定律

依據發明產品力學原理，用支點力臂替代了反 2分力的一個三力匯交平衡力系結構，發現了重力能量定律：“重力以地面為零勢能點時具有位能保守力特性，而以地心為零勢能點時則具有慣性位能特性，即重力具有保守力和慣性力雙重特性。”

3.1 重力能量定律的起源

重力是所有物理量中，唯一能有眾多版本同時存留至今的物理量，但重力定義沒有一個版本能排除其他版本的存在，而在力學中獨占其位，這不符合人對自然界的認識規律。其實能使物體獲得重量的力不只是萬有引力，還有慣性力。重要的是人類忽略了重力的慣性位能本質，才導致重力幾百年被束縛在保守力定義的范疇內，因此必須重建重力能量本質理論。

3.2 重力能量定律的特性

慣性位能的實質是物體重力的引力與斥力(支點力)平衡態，其中有靜止平衡態與動平衡(慣性)態，慣性只是因看似平直的地面實則是環地球中心軌道的微分曲線點，故“直線均速運動”的慣性實質為重力的車行下坡之做功效應。因為此“慣力”屬無外作用力的做功狀態，無法用能量守恒解釋，則該重力能量雙重特性可排除其他版本的存在。

4 軸、 輪、 質點三力結構能量效應定律

依據發明產品應用原理發現：“當軸為雙向作用力，輪為轉矩力力臂，質點為慣性位能結構時，該3種力相互作用即具有能量疊加效應，其效應大小為3種力的乘積。”公式為：M＝F×L×f，F＝雙向作用力，L＝轉矩力臂，f＝質點慣力。故定義為：軸、輪、質點三力結構能量效應定律，故該“三力結構”屬非線性物理空白領域，則只遵守能量轉換物理屬性守恒律。在現實中因輪的質點不均而產生偏心或偏角，轉動時就會引起軸的振動和軸承動反力，這種動反力的值會達到轉子本身重量的 10倍，是靜反力的近萬倍，能量守恒律就失效。進一步證實能量轉換中存在有物理多元性特征，但絕對不違反能量守恒定律，而是發展了能量守恒律深層次規律，它是由軸、輪、質點三力結構能量效應產生的特性，例如臺風與龍卷風等。

5 結 論

能量科學將是物理學“大廈封頂”重啟續頂的再造主動力。能量三定律的諸多定義拓展了基礎物理與力學理論，有望成為人類高級文明的開端，是在經歷了“線性化”富有成果的發展時期后的必然，而能量科技的非線性與拓撲研究成果將具有時代引領性意義。■

［1］石金玲. 基于傳輸線理論的開關電路能量守恒研究[D]. 廣州：華南理工大學，2014.

［2］徐詩池. 電磁場能量動量守恒定律協變式的簡捷推導方法[J]. 上饒師范學院學報，2011(3)：46-49.

［3］韓曉霞. 動量守恒定律與能量守恒定律的適用范圍研究[J]. 濟南職業學院學報，2013(4)：90-91，94.