第一章 三元平衡 第二节 三元平衡状态

三元平衡状态，包括宏观三元平衡状态和微观三元平衡状态。宏观的三元平衡状态，其实是一种复杂的三元平衡状态。它是由无数个微观系统共同作用，而呈现出的整体物理现象或物理状态。宏观的三元平衡状态，包括静态三元平衡状态和动动态三元平衡状态两种。

例如上面那种，书放在桌子上的平衡状态，就是宏观上静态的三元平衡状态，而水波、单摆就是一种动态的三元平衡状态。

其实所有的三元平衡状态，其实都是包含有微观动态的三元平衡状态。包括宏观上静止不动的书本，构成书本物质的分子、原子、质子、电子等，都是以一种微观动态三元平衡状态的形式存在。各种波动、粒子等，也都是三元平衡状态下形成的系统。

宏观世界的三元平衡状态一：

我们还是根据书本下落的例子，在这里我们想象这样一种极端的假设情况。书本下落，直接掉进一条贯穿地球的巨大隧道里面。由于在地球引力的作用，这时书本产生的势能是以地心的位置作为参考系，书本由地球引力而产生的势能转换成为动能。书本向地心运动时，势能减小动能增大，直到穿过地心之后，变为动能减小势能增大，如此往复运动。

因为这种假设的极端情况，是忽略了所有其他外部因素的，所以在这种假设的极端情况下，书本将会一直往复运动下去。其实这就是，假设的一种宏观动态的三元平衡状态的简单模型。

图1-4，在动能与势能之间来回转换的动态三元平衡模型。

宏观世界的三元平衡状态二：

水的波动是自然界中最常见的宏观动态三元平衡状态，也是自然界中最基本的三元平衡状态模型。

假如，水面上漂浮着一块木头，当水面平静的时候，木头的重力和水对木头的浮力是一对平衡力。当水面形成水波时，木头的重力和水对木头的浮力，就会出现动态的平衡状态。

当木头位于波峰时，向下的重力大于向上的浮力，重力与浮力处于一种非平衡状态。当木头位于波谷时，向下的重力小于向上的浮力，重力与浮力同样处于一种非平衡状态。木头和水波在这两种非平衡状态之间来回往复的运动，就是水波呈现出的宏观动态三元平衡状态。

图1-5，两种非平衡状态，在平衡轴之间来回往复变化而形成的波形图，这种波形图既是水波波形图，其实也是三元平衡关系图。

宏观世界的三元平衡状态之三；

单摆的周期性的摆动也是一种常见的三元平衡状态。在传统的物理学中，人们经常将单摆的周期性的摆动，用一种特殊的波形图来表示。而单摆的周期性摆动其实是一种宏观世界的三元平衡的运动状态，这种波形图其实更准确的来说是一种三元平衡关系图。

图1-6，单摆的三元平衡关系图，表示单摆运动的三元平衡关系。