能量并不独立存在，物质的无中生有仅仅是一种偏见

能量：物质和运动的的变化

我们认为，物质和物质的运动，是宇宙的全部内容，除此之外，宇宙中再无任何其他事物。

通常被现代物理学几乎公认为与物质在宇宙中具有同等地位的能量，实际上只是物质和运动在不同物体间相互作用中表现出来的形式和量的变化。

我们之所以对能量的实在性深信不疑，在于太多的直观体验，可以让我们轻而易举的感受到能量的独立存在。

燃烧的火焰让我们感知到热这种最容易被我们感知的能量形式，而同样燃烧的火焰很快会使冷水沸腾，于是我们自然而然的得出结论，一种被我们称之为能量的事物，从燃烧的火焰转移到了水中。而一颗扔出的石头可以轻易击落墙头矗立的花盆，看起来是我们运动消耗的能量通过石头转移到了花盆。

比之上述最有代表性的两类直觉，物理学对能量独立性的揭示显然更具有说服力。经典力学的动能方程揭示出运动物体具有的由物质和运动共同决定的动能，狭义相对论的质能方程以简洁的方式深刻描述了物质本身包含的由质量和光速一起规定的内能。现代物理学无疑要走得更远一些，直接把光子作为能量的具体形式，而且通过正反物质相碰产生的物质湮灭实验，以几乎无可辩驳的方式证实了物质和能量的统一性和同一性。

看起来无论是普通直觉给出的个人体验，还是物理学给出的理论验证，足以让任何对能量实在性的质疑自乱阵脚并且显得多此一举。

让我们回到物质本身。

物质的内涵和我们的直觉体验大相径庭，物质最基本的特征表现为客观实在性，这意味着我们必须把总是存在于物质外围的虽然无法被我们直接感知但同样具备客观实在性的场纳入物质的范畴。这样，我们就不得不修正物质的定义为物实体和场的联合体。

最能表征物实体意义的概念非质量莫属，物理学定义质量为物质的量。显然对质量本质的真正了解，取决于我们在什么样的结构层次看待质量。

大到宇宙空间，小到微观世界，物质的结构层次从大到小依次表现为：星系、星体、物体、颗粒、分子、原子、原子核、质子中子及夸克。

抛开星系和星体不谈，我们可以非常容易的描述物体的结构：夸克以未精确揭示的夸克—胶子等离子态构成质子和中子，质子和中子构成原子核，原子核和核外电子构成原子，原子通过不同原子外周电子独特规律决定的方式构成分子，而分子构成颗粒，颗粒最后构成物体。

可见在不同的结构层级，质量的含义是不同的。你可以说质量是物质颗粒的数量，也可以说是原子或者夸克的多少。

物实体的质量之所以在我们的讨论中占据举足轻重的位置，在于它决定着表征物实体相互作用的力的量值，而后者通过功这种概念，和我们主要考察的能量直接交融在一起。

如果我们进一步考察物实体的结构，会发现一个不同层级间共有的对于直觉来说不可思议的特征，及物实体的结构，并非呈现为粒子的连续分布，在某一个结构层级中，大部分竟然是“空”的。夸克占据质子和中子的很小部分，原子核占据原子的很小部分，原子占据分子的很小部分，同样的，颗粒也仅仅占据物体的很小部分。

不过显而易见的是，这种“空”并非真正的空无一物。

于是，轮到同样构成物质却不能被我们直接感知的披挂上阵了。

场作为一种看不见摸不着的事物，其客观实在性可以在两个同极相向磁铁间的相互作用中呈现出来，因为我们发现无论我们怎么用力都不太可能把其间看起来空无一物的两个磁铁真正连接在一起，并且两个磁铁靠得越近难度愈大。

物理学对于场的描述尽管已足够多，但和物实体相比则明显相形见绌，而且主要集中在电磁领域。

对于电磁现象，我们能够确定的是，运动的电荷总是伴随着垂直于运动方向且呈同心圆分布的磁场，并且包括磁铁在内的所有磁场的磁力线都表现为闭合曲线，这意味着磁场对磁铁和运动电荷所做的总功为零，在更广阔的范畴内，则意味着磁场对宇宙总的能量效应为零，因为功实际上是能量的另一种描述形式。

磁单极子并不存在，无疑是由磁力线总是闭合因而总功为零的磁场的基本特征决定的，因为磁单极子一旦存在，就会对另一个磁单极子做数值上不为零的功，从而必然会改变磁场对外总功为零这种主要基于观测的基本属性。

而电场明显不具备这样的特征，电场至少在宏观的电路里基本上是开放的，而且只能存在于闭合电路电阻两端以及断开电路的断端之间。电磁等效性是经典电磁动力学描述电磁场运动规律是经常采信的原则，但从电磁场的空间特性来看，至少在场的空间分布特性上电磁之间显然并不完全等效。

实际上纯粹的电单极子也是不存在的，因为静止电荷违背物质运动绝对性的基本规则，而运动电荷必然伴随磁场，所以，我们所谓的电单极子不过是电磁单极子，只是在运动方向上表现出电单极子的属性而已。

如果我们把电荷周围稳定的磁场等价于电荷匀速运动所产生的磁场，则感生电流现象可以被认为是电荷变速运动导致的另一种与电荷匀速运动完全不同的电磁现象，很明显，感生电流的产生在本质上是变化的电流产生的变化的磁场感生出一个与源电场在空间上并不重叠的新的电场。于是变速运动的电荷除了伴随一个变化的磁场，还能在不同的空间感生出一个电场。但是这种感生现象依赖于源电流的存在，如果源电荷的瞬变运动停止，感生电场便随之消失。

而电荷的周期性变速运动状态又产生一种与电荷匀速运动和瞬变运动状态截然不同的电磁现象，新的电场不但被感生出来，而且与同时耦联存在的电磁场一起，在空间上不依赖于场源的存在而扩布。

从上面的描述，我们可以发现电磁场的空间分布形式决定于电荷的运动状态，换句话说运动本身会改变电磁场的存在方式。因为电荷以及具有电荷属性的粒子至少在分子、原子核原子核层面普遍存在，所以，电磁属性实际上是物质的基本属性。

物质中的场除了电磁场，还包括物质内部的核场以及物体外围的引力场，分别介导质子和中子间核力和物体之间总是存在的引力，我们不太清楚三类场在本质上有什么不同，也不清楚基于夸克相互作用的核场为什么在具有同种电荷的质子与无电荷属性的中子混杂而存的原子核总是表现为吸引。不过依据核场和引力场具有同样的迥异于电磁场的吸引作用，而且核场的强度具有严格的距离限制，即仅仅在原子核的尺度内对质子和中子产生束缚作用，而引力又存在于物体的最外围且强度比电磁力和核力小得太多，于是我们有理由推论，引力场其实是随距离增大而迅速衰减的核场的远距作用。

场的空间分布被认为是连续的，并且不存在一个给定的边界，至于场的强度分布，电磁力学给出的以描计场的力线来表现的规律是所有力线的积分是一个恒定值，于是场在相互作用中表现出来的强度存在距离依从性，离场源越近的地方强度越大，离场源越远的地方强度越小。

通过直觉的观察，并结合物理学的某些常识，我们总结场具有如下的性质：

1. 物实体无论在哪个结构层面，都必然伴随着场，宏观层面伴随引力场，原子层面伴随电磁场，原子核层面伴随核场，至于夸克之间是否存在夸克场，我们却无从知晓；

2. 无论在哪个结构层面，场总是位于物实体的外围，且在空间上表现为无限扩布，因此是物体间相互作用的前哨场所。如果以作用效果来规定场的边界，则场存在一个被效应测定方式的精度决定的空间边界；

3. 电磁场中异种场表现为相互融合，同种场表现为相互排斥，排斥作用在空间属性方面表现出弹性而非物实体的刚性；

4. 电磁场中电荷的运动决定场的存在形式，匀速直线运动产生稳定的磁场，瞬变运动产生源电流依赖的感生电场，时变运动产生可以脱离电荷以运动方式存在强度周期变化并在空间中以光速传播的的耦联的电磁场，光速的实质是电磁波中磁场在空间中的扩布速度，光速恒定实际上是不同强度磁场在空间中扩布速度的恒定；

5. 引力场和核场均表现为单一的吸引效应，且核力主要在原子核尺度发生作用，而引力在远距离产生效应，可以推论引力场其实是随距离增大而迅速衰减的核场的远距作用；而原子的电磁场可以被视为电磁吸引对核场外部效应的部分抵消。如果夸克的存在是核场的根源，基于夸克作为物质最基本的结构属性，可以认为夸克的的场可以被定义为总的物质场，核场、核外电磁场及远距的引力场，均是物质场的不同分量；

6. 如果三种场其实存在内在的统一性，在电磁场中物实体的运动直接改变场的存在形式的规律必定可以推广到所有的场中，即作为场内核的物实体的运动方式，决定场的存在形式，而且表现出和电磁场类似的特征；被磁场决定的光速适用于所有场在空间中的扩布。

现在我们可以尝试对物质的本质进行初步的描述了。

物质在不同的层级呈现出不同的结构，除了我们不知甚解的夸克被粒子物理学描述为等离子体，其余结构层级，作为物实体的粒子和场共同构成物质，不同层级的物质表现出可压缩性或者说弹性，压缩的程度取决于施加的力，但被场分隔的物质被压缩到一起后，表现出场的合并而非抵消。

物质的空间属性在不同的结构层级是由物实体基本结构单元的粒子和场共同决定的，如果以作用效果来规定场的边界，则物质存在一个被效应测定方式的精度决定的空间边界，于是在物质的相互作用中，空间属性在现实的量值取决于相互作用中力的大小。物质空间属性的变量来源于场的可压缩性，但至少在最基本的粒子层面，物实体表现为不可压缩性。

正反物质的湮灭和γ光子正碰产生正负电子对的事实表明，物实体和场具有同一性，在适当的条件下可以相互转换，但我们不知道这种转换的具体条件和转换的实际过程。场在空间中的存在形式表现为以光速扩布，但我们同样不知道这种扩布范围是否存在一个被物质有限性决定的边界。

物实体的不可压缩性，看起来只是γ光子内禀运动对空间的固化，但我们不清楚这种内禀运动是否是以自旋或者振动来实现的。

运动是宇宙中所有事物的存在方式，大到星系，小到夸克和电子，物体总是运动着的这种现象，作为一种宇宙呈现出来的基本特征，实际上只是一种观测结果。至于物质运动的根源究竟是什么，物理学和哲学均未对此给出完全令人信服的理由。

如果物质和场的内在统一性是一个被粒子物理学实验验证的不容质疑的基本结论，鉴于场总是运动着的特性，以及我们对物质其实是γ光子内禀运动对空间的固化这样一种并非完全无凭无据的推论，我们可以认为，物质的运动是光子总运动在以禀运动构成具有空间属性后剩余的运动效应。这种推论意味着宇宙实际上是光子以不同形式在时空中的自我实现，而光子本身，是场的一种特定形式。

换句话说，场是宇宙真正的本质，物质不过是场的一种与结晶类似的方式存在的具体表观形式。物质总是运动的特性，是由场总是运动的属性决定的。基于我们对场过于有限的理解，我们不知道物质是以什么样的机制从连续和绵延的宇宙场中结晶而来，也不知道总物质的存在是否具备整体的对称性并遵循能量和动量守恒。

但是现代物理学对物质的运动的理解采用另一种至少在物理学自己看来更合理的方式，这种方式就是物质和场创生于奇点起始的大爆炸。

我们实际观察到的视界范围内并认为可以普适于整个宇宙的对称性以及能量和动量守恒，看起来是这种学说最有利的证据。而且宇宙背景微波辐射和天文观测到的光谱的红移，在客观事实上似乎进一步验证了大爆炸理论的正确性。但是要让这个学说进一步深入人心，我们实际上需要在更广阔的范围内积累更多的证据，基于宇宙观测的手段非常有限，而且我们难以在同时性上给出一个宇宙的整体图像，除了通过更长时间的连续观测并通过一个足够时长所积累的宇宙图像进行综合分析，以揭示宇宙在整体上存在的对称性和动量守恒，我们并没有更好的办法。

至于催生大爆炸的由广义相对论给出的奇点，在包含无穷大质量的同时却仅有无穷小的空间，这几乎突破了我们对于物质和空间的所有定义的基本原则和底线，甚至无法存在于我们看起来无所不能的想象之中。一个完全由数理逻辑演绎而来的理论上的极限值，是否能够在宇宙中真实呈现，这确实是一个值得严肃思考的问题。

我们基本上通过大致的描述，展现出物质和运动的基本特征以及可能的本质和根源，但是在我们最终揭开能量的神秘面纱之前，我们还必须提到力这个无法规避的概念。

物理学对力的定义是物体之间的相互作用，并在经典力学中被视为改变运动的原因。这种相互作用，显然是经由两种方式来实现的，一是绝大多数情况下场之间的相互作用，一是物质自身表现为不可压缩的刚性的空间属性来介导。

我们可以通过磁铁同极相向之间的相互简单证实介导磁铁相互作用的弹性，如果我们把场看成物质的必然存在的外延，则物质之间任何的相互作用首先表现为场之间的弹性作用，只有在突破这种弹性极限的情况下，物质不可压缩的刚性作用才会表现出来。

但显然，无论是弹性作用还是刚性作用，都会产生同样的结果，即在相互作用中，把始动物体的变化，完全或大部分传递到被动物体中去。显而易见，物理学领域赫赫有名的能量守恒规则，实际上正是由于最基本层面物质之间经由物质和场基本作用特征所决定的。

于是，我们便具备充分的理由可以认为，力只是描述物质自身和场相互作用的概念，力的效果不过是这种相互作用效应的外在呈现，不可能是一个独立的物理实在。

我们对力的感知来源于物体之间的相互作用，而相互作用之所以发生，一方面在于不同物体的构成物质外延且随时间扩布的场在空间上的重叠，或者说彼此远隔的物体由于存在空间上场的重叠，必然发生由场自身属性决定的场之间的相互作用；另一方面则在于运动轨迹发生交汇的不同物体，在突破存在于物质外延的场的弹性作用后进一步发生的物质空间属性决定的物体间刚性或者接近刚性的碰撞。

显然在经典力学中，前者属于万有引力的真正内涵，而后者，在经典力学局限于历史条件摈弃场的情况下，表现为符合我们直观体验的各种物体间的相互作用。物质通过这种相互作用，本身的质量和运动的改变量，会转移到与之发生相互作用的另一种物质上去，表现为另一种物质的质量和运动的变化。

其实我们只需要举一个简单的例子就可以形象的证实上面的观点。我们给定一个直线运动的物体与另一个相对静止的物体发生完全弹性碰撞，并规定这种完全弹性碰撞意指碰撞过程中物体的形状保持不变，并同时规定这种碰撞恰好使原本运动的物体碰撞后静止。

这样，如果我们忽略对总体计量影响微不足道的，但碰撞实际上必然引起的两个物体内部分子运动的改变，原本运动着的物体通过这种被称之为力的相互作用，就把原本自身的运动转换为另一个原本静止的物体的运动。

在经典运动力学中，物体的运动能量实际上是用功来度量的，物理学规定功为静止物体在恒力作用下力与位移的乘积，通过简单的数学转换，对功的计算就变换成经典物理学形式简洁但声名俱燥的运动物体的动能方程，即E=1/2mv2。

从上面的公式可以一目了然的得知，物体运动能量的表现形式，表征的实际上是物体的质量和运动，于是，至少在经典力学中，能量的本质其实是物质和物质的运动的一种由物理学规定呈现出来的一种量化形式。

至于比经典力学动能方程更为令人震惊的质能方程E=mc2，实际上只是根据洛伦茨变换的数学原则对经典力学动能方程的纯粹数学改造，并无严格的实验支撑和更慎密的逻辑推导。同时，无论经典力学还是洛伦茨时代，显然都把与物实体同时伴随的场弃之不管。所以，所谓的被现代物理学视为经典并完全采信的智能方程，并没有在根本上突破经典力学对能量本质的认知。

量子物理学对能量的认知，实际上几乎完全基于狭义相对论的质能方程（实际上是洛伦茨变换的数学推导），而且把光子作为能量的独立存在形式。但是至少在量子力学中，场依然是被选择性忽略的。于是对力的解释，就表现为物体之间的量子交换。有一点可以肯定，这种对宏观现象的微分然后积分的处理方式，在量值上必定更加精确。只是；量子力学把力导致的运动效应，在经典力学的原则下，解释为冲量介导的动量，则多少显得有背历史潮流。

我们已经在场的论述中，阐述过本质为电磁波的光子，不过是电荷以及具有电荷属性的粒子在时变运动状态下，由电磁基本属性决定的藕联时变且运动的电磁场的一种存在形式。

同样，我们在文初提到的以热呈现出来的能量，也不过是被改变运动速度的具有电荷属性的原子、分子，以及其他具有电荷属性的颗粒，通过不同频率发射的电磁波的感知效应。

至于基本物质粒子和γ光子的相互转换，在上面的理论依据决定下，不过是物实体和场之间的转换。

因此我们有充足的理由可以认为，能量，仅仅是物质和运动的综合变化的一种度量，独立于宇宙中唯一存在的物质和运动的能量，并不存在。

被量子力学认定为能量具体形式的光子，实际上是物质的一种存在形态，具有不容置疑的客观实在性，并不是量子力学观念中的“无”。

所以，物质以无中生有方式显现出来的观念，

不过是量子力学对社会关于物质认知的一种误导。