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1.2.1单体势能

 

 

势能起源于物体之间的相互作用,而物体之间的相互作用是吸引和排斥。排斥的目的其实就是为了能够找到吸引的一面,如两个同极靠近放置的磁铁或电偶极子,会在因排斥而转向之后走向异极相吸的状态;如果找不到,那就会被斥“能滚多远滚多远”,然后双方都去寻找属于自己的“朋友圈”。“物以类聚”是一种普遍的心态,无论物体有心无心。

物质之间“聚散”的相互作用都是同种属性之间的作用。互不相干、井水不犯河水的双方即便鸡犬之声相闻,也不会存在对应的势能。质量对应引力,电量对应电磁力,弹性对应的是分子力。铜和铁面对一块永磁体的不同反应,跟青草和蚯蚓对牛与鸭子的吸引差别是类似的。创建并展示与对方的共同点,才有可能让对方不对自己敬而远之,或视而不见,涌现出一种“他乡遇故知”的情感;像移民与本土民族之间那种天然的隔阂,也不是语言一致就能消融的,除非被完全同化。

对于以“散”为宗旨的势能系统,是以相对属性起作用的。同种静电荷或磁极为什么“同而不和”,“同性恋”常被视为“大逆不道”,反而是异种静电荷或磁极“一见钟情,如胶似漆”呢?因为同性物质不能相容会发生空间争夺战,而异性物质可以合二为一共享同一时空。如果物质能够有效地实施分时分配,就不存在对特定时空的占有了。所以异性粒子可以通过“离子键”而联姻,同性粒子则可以通过“共价键”而结合。

当两个相互作用的对象由纯物质过渡到动物时,“聚散”两态便可以成为面包师手中的玩物。熊妈对幼子的亲昵和对其它动物靠近时的警告,警察对罪犯的威慑和对受害人的保护,实则揭示了“恨因爱起”的变化,而“恨铁不成钢”则是另一角度的转化。但若因此而滋生出“若不能占有,便将其毁灭”的人伦怪胎,要问问是不是上帝“先让他疯狂”。

决定势能大小的另一个重要因素就是二者之间的距离,空间的延伸为势能的表演搭建了宽阔的舞台,舞台的幕后就是势能零点的位置。对于两个规模旗鼓相当的相互作用系统,零点通常取在二者的平衡处,或者说还是相安无事的地点。如果一方如同另一方的“子民”,势能零点的选择可以人为定夺。见左边的豪车一辆辆超我而去,发奋努力的念头会陡然升起;看右边的三轮车一个个朝后退去,幸福之情洋溢,拼搏之念消隐。

没有距离,就没有吸引,小别胜新婚。距离过近,免不了磕磕碰碰,不打不相识。行星对恒星不即不离的环绕所呈现的壮美星空,权力社会也在时刻仿效。虽说距离会产生美,但美的背后往往也隐藏着丑陋。下面我们再把关注的焦点投射到各种势能的计算上去。

引力势能的大小等于将其中一个物体拉到无穷远处克服引力所作的功。根据万有引力定律公式GMm/R2R为两者质心的距离),我们有:Ep=F×dr,因F=GMm/R2,令R为自变量x,则Ep=F×dr=GMm/x2 dx ,将该函数在[R~]上积分,解得:Ep=-GMm/x ,当x=R就是该物体在该点的引力势能:Ep=-GMm/R。常用的重力势能mgh只是引力势能在特殊情况下的表达形式。

电势能是处于电场中的电荷分布所具有的势能,与电荷分布在系统内部的组态有关。在点电荷Q的电场中,另一点电荷q的电势能为Ep=kqQ/r,公式形式跟引力势能是完全一样的,这是因为电量和质量都是物质的一种本质属性,而且从稳定的荷质比来看是有某种天然联系的。

势能都只能发生在保守力场中。保守力是一种做功只与起始位置有关,而与经过的路径无关的力。也就是说它只管结果,无问西东。成功的路有千万条可供选择,但起点和目标却是即定的。这是因为保守力场中的力源一般是点式或者板式结构,力的指向高度唯一有序。

单一物体不存在势能。势能只能是物体之间存在相互作用时才会产生。“相互作用”产生的原因是物体因故离开了起始位置之后,总想回到原始位置的愿望。那被分离的希望重新合二为一,而被强挤压在一起的总盼望着各自逃离,去寻找自己的归宿。物归其位,则天下大同。一块石头,放在洼地或置于太空,它一般会无所作为。如果把它置于地球的万丈高崖之上,它就有了很大的势能,一旦滚落便可撞击出火花。为了取得较大的势能,需要一定的距离,我们不能驽马恋栈,而要志在四方。任何人都有对理想的追寻和期待,对家人的眷恋和许诺,对民族的担当和使命,而要把这一切变为现实,就要有“三千里外觅封侯”、“一骑白马开吴疆”的龙马精神,勇敢地摆脱种种桎梏,踏步前行。

 

 


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