什么是能量？
自然界存在一个从未发现例外的定律：能量守恒。它断言：存在一个数值（能量），无论自然界如何变化，其总和保持不变。这不是具体机制的描述，而是一个抽象的数学原则。
“积木类比”：就像数清房间里看得见和看不见的积木，总数不变。能量也是如此：它有多种“形态”，需要把所有形态都计入，才能守恒。
常见形态：重力势能、动能、热能、弹性能、电能、化学能、辐射能、核能、质量能。
🪜重力势能：从“无永动机”推导
用“可逆提重机”的思想（不可造永动机）可推出：所有可逆机器的最优效率相同，由此得到重力势能公式：
势能（近地） = 重量 × 高度
更一般地，能量变化 = 力 × 作用距离。此思想同样适用于电势能等。
斜面
用能量守恒快速求平衡条件（无需分解力）。
螺旋千斤顶
手柄路程 × 力 = 负载上升高度 × 重量。
虚功原理
设想极小位移，令“重量 × 高度”总和不变，解静力平衡。
🏃动能：由“可上升高度”定义
摆在最低点的动能等于它“还能上升的高度”对应的重力势能：
K.E. = W · h(V) = W · V² / (2g)
式中 W 为重量，g 为重力加速度。此公式在低速、近地情形近似有效，高速需相对论修正。
🔄其他形态与转化
弹性能：拉伸/压缩弹簧储能，来回与动能互换；损失转为热能（原子“抖动”增加）。
电能/辐射能：电荷做功、光是电磁场的振荡能量。
化学能：来源于电子动能与电相互作用能（本质上仍归入电与动能）。
核能：原子核内部结构变化释放能量（强相互作用，本质细节超出电与重力）。
质能关系：E = m c²
粒子-反粒子湮灭释放定量辐射能；静止质量本身蕴含能量。
守恒律家族：能量、线动量、角动量。它们与“时空对称性”紧密相关（量子力学下更精确）。
还原为“计数”的守恒：电荷守恒、重子数守恒、轻子数守恒。
🔥可用能与能量来源
守恒的是总能量；可用能受限于热力学与熵。海水的热运动很大，但难以组织成有用功。
自然界的能源
太阳（雨/风/生物质/煤）、铀、氢聚变（若可控）。
愿景
若实现可控聚变，极少量水即可满足巨大能耗需求。
✨核心要点
能量是抽象的“总账”，形态可变、总量不变。
重力势能：重量×高度；动能：W·V²/(2g)。
能量方法统一解决斜面、杠杆、千斤顶与静力平衡。
可用能受热力学与熵限制，能源开发依赖物理突破。