動量守恒定律和能量守恒定律是自然界中的兩條基本物理定律，相信大家對此并不陌生，物理課上同學(xué)們都用它們來解過不少習(xí)題。然而，大家是否思考過，為什么它們會守恒呢？守恒背后體現(xiàn)了自然界的什么基本原理？

下面就來看一下吧。

首先看一下動量。動量的定義是質(zhì)量與速度的乘積，這是人們定義的一個反映物體的運(yùn)動總量的概念。它看起來比較直觀、很容易理解，因?yàn)楹苊黠@不能只拿速度當(dāng)作衡量物質(zhì)的運(yùn)動量的標(biāo)尺，而必須同時考慮到質(zhì)量。因?yàn)椋粋€緩慢移動的星球比一?？焖僖苿拥幕覊m顯然具有更大的動量。

那么，再來看動量的另一邊。動量的變化等于力與時間的乘積，那么，如果以一個靜止的物體作為參考系，就可以發(fā)現(xiàn)所謂的動量其實(shí)是物體所受到的力在時間上的積累，靜止的物體因?yàn)槭艿匠掷m(xù)的力而獲得初始動量，運(yùn)動的物體也因?yàn)槭芰Χ鄳?yīng)改變動量。那么，由于力的作用是相互的，作用力與反作用力大小相等、方向相反，而作用時間又肯定是相同的，那么，施力方所損失的動量也必然與受力方所獲得的動量相同，因此這個系統(tǒng)的總動量也必然守恒。

因此，動量守恒定律反映的是兩點(diǎn)規(guī)律：一是牛頓定律中的作用力與反作用力的關(guān)系；二是時間的一致性。

再來看一下能量。能量的定義有很多，不同的能量形式有不同的定義，但都表現(xiàn)為物體做功的能力。在此處，我們只以動能的形式為例進(jìn)行分析。在動能中，能量是質(zhì)量與速度平方的乘積再除以2，拋開系數(shù)不管，可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)能量就是在動量基礎(chǔ)上又加上了一個速度的乘積。這時，其左邊就變?yōu)榱肆εc距離的乘積。那么，同樣可以發(fā)現(xiàn)，能量其實(shí)是力在空間上的積累。同樣，由于力和空間的一致性，在力的作用期間，一方損失的能量也必然等于另一方所獲得的能量，從而使得系統(tǒng)總的能量守恒。

因此，能量守恒反映的也是兩點(diǎn)規(guī)律：一是牛頓定律中作用力與反作用力的關(guān)系；二是空間的一致性。

對于其他不同的能量形式，也僅僅是運(yùn)動形式和表象的不同，比如電能是大量電子的定向流，熱能是物體內(nèi)部微粒的無規(guī)則運(yùn)動等等，因此也必然符合能量守恒定律。在這里，還可以對勢能做進(jìn)一步分析。勢能表現(xiàn)為低能區(qū)向高能區(qū)的運(yùn)動，我們會發(fā)現(xiàn)，這其實(shí)是力在空間上積累的更加直觀的一種形式，只是這種力的積累帶來的能量被儲藏起來了。

討論至此，我們會發(fā)現(xiàn)，兩個守恒定律的本質(zhì)實(shí)際上是力的作用過程中，施力方和受力方經(jīng)歷了一致的時間和空間的直接反映。動量守恒的理解較為簡單，因?yàn)槠湫问絾我?；能量守恒的理解困難一些，因?yàn)槟芰侩S物體運(yùn)行形式的不同而表現(xiàn)得非常不同，但本質(zhì)上都是力在空間上的積累?？赐噶诉\(yùn)動的本質(zhì)，也就能很好地理解為什么能量會守恒了。