事實上,這里提問者印象中的能量動量角動量和受訪者口中的同一個術語是有概念上的區別的。 其實,我們廣義上講的能量、動量、角動量,嚴格來說,不僅僅是高中生在牛頓力學中學過的概念和定義。 因此,從這個意義上來說,可以說,這些原本在經典力學中定義的量,實際上在更廣闊的物理領域中已經失去了守恒定律; 我們所做的實際上是定義一個更廣泛的保護概念。 替換原來的名詞,證明原來對應的數量是它的特例。
從能量概念的發展來看,高中物理水平的人應該很容易理解。 歷史上,能量最早的準確定義可能來自于描述物理運動和相互作用力的機械能; 然而,當考慮熱過程時,我們發現機械能不再守恒,因此我們定義內能并將其與過去的“一般能量”進行比較。 “能量”的總和被重新定義為新的總能量。 初中生會從課本上熱功當量的故事來了解這段歷史; 在考慮電磁過程時動量守恒定律和能量守恒定律思維導圖,他們發現能量不再守恒,因此他們擴展了相關的勢能和場能的概念。 上述擴展定義的過程曾經是物理學研究的常態,但在這個過程中能量的概念實際上發生了變化,其守恒性是通過人為改變定義來保證的。
直到最近才發現能量守恒與時間平移不變性之間的關系。 當然,這也一勞永逸地解決了上面描述的看似無休無止的過程。 根據這個關系動量守恒定律和能量守恒定律思維導圖,當我們面對任何新的物理系統時,我們總是可以提前找到并直接定義它所涉及的能量,而不必通過探索來尋找新的擴展方向。
動量和角動量的過程類似。 事實上,在幾個世紀的早期研究中,我們對它們的定義從未與某種對稱性聯系在一起。 所以如果你問為什么這樣的守恒定律可以適用于更廣泛的范圍,那么我認為合適的答案是它們實際上不再適用,我們改變了定義以便讓它們繼續適用。 畢竟,守恒量確實是一個非常有用的東西。