能量是任意數量的-具有適當單位的數量（在SI系統中為焦耳）-由於物理定律不依賴於現象發生的時間這一事實而得以保留，即時間平移對稱性的結果。這個定義與艾美·諾瑟（Emmy Noether）的基本定理定理相關聯，在能量概念的準確定義中是最普遍的。

什麼是“某物”？可以說這是一個帶有單位的數字，是一個量綱的數量。我不能告訴您能量是土豆或其他物質對象，因為它不是（儘管當儲存在汽油或任何“固定”物質中時，能量的數量與能量的數量成正比）材料）。但是，當我將某些內容定義為數字時，實際上它是比任何包含土豆的定義都更為準確和嚴格的定義。數字比土豆定義更明確，更嚴格，這就是為什麼所有物理學都基於數學而不是土豆烹飪的原因。

幾個世紀以前，人們認識到數學在物理學中的基本作用之前，相信例如熱量（一種能量形式）是一種叫做 phlogiston 的物質。但是，很久很久以前就進行了實驗，以證明此類圖片無效。愛因斯坦的$ E = mc ^ 2 $部分地重現了這一思想-能量等於質量-但即使在此公式中，質量也必須被視為一個數字，而不是由可以被“觸摸”的部分組成的東西。 / p>

能源具有多種形式-構成總能源的術語-比能源本身的概念更“具體”。但是能量概念的真正優勢在於它是通用的而不是具體的：一種可能將能量從一種形式轉換為另一種形式。這種形式的多樣性在任何意義上都不會使能量的概念定義不清。

由於上述能量與時間的關係，能量的抽象定義-哈密頓量-是一個概念，它完全了解物理系統（任何物理系統）隨時間的演化。在哈密頓量進入運動的薛定ding或海森堡運動方程的量子力學情況下，這一事實尤其明顯。

總能量為守恆，但很有用，因為儘管總數有所保留，但根據上下文，能量可以有多種形式。能量是有用的，它使我們能夠從初始狀態說起關於最終狀態的某些事情，即使沒有解決確切的問題，即係統在兩者之間的任何時刻看起來也是如此。從一種形式（例如，存儲在肌肉中糖和脂肪中的能量）到另一種形式（在將家具帶到樓梯的8層時，家具的勢能）。那時，“工作”是定性的概念。當它是一個定量概念時，就是從一種形式轉換為另一種形式的能量。在實際應用中，我們通常是指將其從肌肉，電網，電池或其他“存儲”轉換為“有用”的能量形式，但是，這些“有用”的標籤當然不是它們是物理學的一部分，是工程或應用程序（我們的主觀評估）的一部分。

我認為答案並不簡單。我將嘗試給出一個解釋。在許多物理問題中，給出的只是系統的初始狀態和最終狀態。您不知道（或可能沒人知道）這兩個狀態之間發生了什麼。現在，您可以在系統進行此狀態更改之前和之後測量數量。問題是您是否可以通過了解其他數量來預測其中一些數量。請記住，我們不知道系統從這兩種狀態轉移的機制。但是，如果您有所謂的守恆定律，那麼問題就變得簡單了。 （通過說數量是守恆的，我們的意思是它在整個過程中不會改變）。假設您有一些涉及數量的魔術函數，無論系統狀態如何，它都給出相同的值，那麼您就完成了。函數的值我們稱為能量。而且由於它的值在這兩個狀態之間不變，所以我們說它是守恆的。

此節選摘自費曼講座：

有一個事實，或者如果您希望是一條法律，支配迄今為止已知的所有自然現象。該法律沒有已知的例外，據我們所知是確切的。該法稱為能量守恆。它指出存在一定量的我們稱為能量的能量，該量在自然經歷的多種變化中不會改變。 這是一個最抽象的想法，因為它是一個數學原理。它說有一個數字量，它在發生某些事情時不會改變。它不是對機製或任何具體事物的描述；只是一個奇怪的事實，我們可以計算一些數字，而當我們看完大自然之後，通過她的技巧重新計算數字，結果是一樣的。 （就像主教在紅場上一樣，經過許多移動（詳細信息未知），它仍然在紅場上。這是這種性質的定律。）

要理解什麼是能量，有必要理解功的概念。

功定義為力在路徑上的作用。

$$ W = \ vec {F} \ cdot \ vec {d} $$ span>

這是什麼意思？它描述了特定動作的“執行”或“排出”狀態。例如，想像一下舉起一個購物袋，質量為 $ 10 \ \ mathrm {kg} $ span>垂直提升 $ 1 \ \ mathrm m $ span>。這需要工作，並且要精確地按照以下數量（由袋子的重量乘以距離得出）。

$$ W = \ vec {F} \ cdot \ vec {d} = Fd \ cos {0} = mgd = 10 \ \ mathrm {kg} \ times9.8 \ \ mathrm {m \ s ^ {-2}} \ times1 \ \ mathrm m = 98 \ \ mathrm J $$ span>

能量在傳統上被定義為物理系統進行工作的能力，換句話說：在執行工作時，您通過進行工作來交換能量以產生某種物理效果。或者換句話說，通過施加一定距離的力將能量轉換為功。

在我們的示例中，您需要使用某種形式的能量來提起購物袋。您需要的數量恰好是我們計算出的工作量。

這項工作會怎樣？它再次轉換為能量–轉換為重力勢能：

$$ U_ \ text {final} = U_ \ text {initial} + W $$ span >

或

$$ \ Delta U = U_ \ text {final}-U_ \ text {initial} = W = mgd $ $ span>

是重力勢能的經典定義。

因此，在實踐中，我們永遠不會直接看到或測量能量。當能量改變形式時，它稱為功，我們可以測量。因此，從某種意義上講，工作是能源的“運輸”概念。另一方面，能源就像是潛在的工作“儲備庫”。

為什麼能源是有用的數量？畢竟，從實驗的角度來看，工作似乎是更“基本的”數量。

答案是能量守恆定律。功本身描述的是能量的變化，因此除非您將其嵌入到較為保守的能量的一般概念中，否則它本身並不是守恆的量。

事實上，我們可以得出大量的經典力學以能量守恆為主要原理，並結合最小作用原理。

注意事項

在更高級的理論中，能量守恆是一種問題要復雜得多，並且不能像古典意義上那樣簡單地適用。例如，在SR中，能量可以轉換為視在質量，反之亦然。

勢能也有非常有趣的數學性質，並且它與力（尤其是力場）有關。這些解釋雖然更抽象，更數學-我假設您想對能量是什麼進行直觀，本能的解釋。

如果您正在尋找前者，請參閱這個問題

能量是一種方便的方法，可以說明系統完成有用工作的能力。我們對能量有某些現代的限定條件，主要是封閉系統的總能量始終是守恆的（不包括宇宙效應），現在可以通過使用對稱性和Noether定理來解釋（如他人的評論所述）。

要嘗試使人們對每天的能量更加滿意，最好採用有用工作的概念並對其進行核算。我們知道我們通過將物體從地面抬到桌子的頂部來施加力量（一定距離的力）。對於實際會計，我們需要了解花費了多少精力。正是這些會計問題使早期的工程師們想到了能源的概念。能量變化的一種方法是從勢能開始並將其轉換為動能。例如，考慮一加侖氣體中存儲在碳和氫鍵中的靜態能量。該結合能可以被釋放並轉化為有用的動能，例如引起汽車的相對運動。能量也可以從動能轉變為勢能並做有用的工作。考慮一個在桌子上滾動的球；它具有動能。如果球與彈簧碰撞，壓縮並被閂鎖卡住，則球將失去其動能，而彈簧將獲得勢能。

如果能量的形式對我們無用，那麼我們將根據熵對其進行測量。在封閉的系統中，與之相關的最大熵值。如果系統的熵低於其最大熵，則該系統“未處於平衡狀態”，並且系統內部仍具有可用能量。這意味著可以通過將勢能轉換為自身內部的動能，來在系統內執行工作以增加狀態的多樣性（通常將其解釋為無序）。

，我們只會考慮能從中獲得能量的有用功的術語。因此，當我們談論在能源市場中出售能源時，所交易的是一種可以用來工作的商品。能量的存儲方式有多種，但是當我們購買一定量的能量時，我們希望它可以使我們以可預測的方式完成某些任務。

這是一個簡化的討論。可以添加更多內容，並且需要進行一些澄清。我不知道您的理解水平，因此我已經省略了解釋。

哇，這將是一個冒險的答案。但是，我認為您可能正在尋找一個比數學或哲學更具概念性的答案，所以去了：

能源就是變化。也就是說，如果我們觀察到物體與場之間的關係以某種方式隨時間變化，那麼就會存在能量。

熱能只是變化的非常精細的形式，以許多分子的運動表示

勢能是未來變化的可能性。它需要附加的思想，即變化可以被某種類似於彈簧的功能吸收，並存儲一段時間，然後作為顯式更改在將來再次發布。

這種類似於彈簧的存儲效果始終似乎可以歸結為某種他們不想去的方式來擴展或壓縮字段。因此，用鑰匙纏繞老式的祖父鐘會以將金屬原子固定在一起的鍵上有趣的應力的形式捕獲顯式的變化（纏繞）。對於核能來說，場是不同的，但是以有趣的方式拉伸或壓縮它們的概念幾乎相同。

最後，在勢能的概念之內，有一個重要的線索暗示著能量和質量實際上，質量是勢能的最終形式。實際上，過去的能量得到了很好的保護，以免釋放，因此需要一個非同尋常的鑰匙-特別是數量和類型相同的反物質-才能完全釋放並釋放所有能量。重要的是，守恆的各種堅不可摧的規則（例如電荷守恆）使這種能量束縛並無法使用。但是，如果確實出現了一些取消鎖定的反物質，請當心！

光子是不斷變化的電磁場，它不斷變化的量子，已接近成為可能的最純淨的能量形式，我不會在這裡提出一些疑問。因此，毫不奇怪，光子是物質和反物質取消彼此的鎖定時釋放的大部分物質。我要傳達的是，能量就是改變。當物體以大的單向方式（運動）或微觀多方向的方式（熱）運動時，它可能是持續的變化，也可能是潛在的變化。後者是過去因壓力場而被捕獲並藏起來的變化。所謂的物質就是最極端的勢能形式，一種通過深奧的守恆定律來保證能量釋放的方式。

能量只是自然界改變其路線時不會改變的數值。它是一個抽象的想法，可以用類比來說明。除了費曼先生，還有誰可以讓您喜歡這個。費曼在他的演講中對此做了非凡的比喻：

想像一個孩子丹尼斯，他的塊絕對是 堅不可摧，不能分為幾部分。每個都是 和其他一樣讓我們假設他有28個街區。 他的母親把他和他的28個街區放到 一天的開始。歸根結底，好奇的是， 她非常仔細地計算了積木，發現了 驚人的法律-無論他對積木做什麼，都有 總是剩下28個！這會持續幾天，直到 一天只有27個街區，但有一點調查 表明地毯下有一個-她必須到處看 確保沒有改變塊數。一天， 但是，數字似乎有所變化，只有26個街區。 仔細調查表明該窗口已打開，並且 向外看時，發現了另外兩個街區。另一個 一天，仔細計算表明有30個街區！這個 引起相當大的驚嚇，直到意識到 布魯斯來參觀，帶著他的積木，他離開了 丹尼斯家中的幾個。在她處理完多餘的東西之後 堵住了，她關上了窗戶，不讓布魯斯進來， 然後一切都順利，直到有一次她 計數並僅找到25個塊。但是，裡面有一個盒子 房間裡有一個玩具箱，母親去打開玩具箱， 但是男孩說“不，不要打開我的玩具箱”，然後尖叫。 媽媽不允許打開玩具盒。極端 她很好奇並且有點獨創，發明了一個方案！她 知道一塊重三盎司，所以她稱重盒子 當時她看到28塊，重16盎司。 下次要檢查時，她再次稱重箱子， 減去16盎司，再除以3。她發現了 以下：

隨著她的世界日益複雜，她 找到代表計算方式的一系列術語 不允許她看的地方有多少個街區。 結果，她發現了一個複雜的公式，一個量 必須計算出來，在她身上始終保持不變 情況。

由於上述類比，人們已經抽像出能量就是這樣一種數字的體現，該數字具有許多不同的形式，但是除了進出之外永遠不會改變...

能源只是其他更重要的東西的一部分，被稱為“行動”。保險槓上貼有“物理就是動作所在”的標籤。普朗克常數是宇宙中最重要的量之一，它具有作用單位。 （焦耳秒）。宇宙的設計方式是，無論事物如何運動或改變其結構，動作的變化都代表了這種變化的效率。或者更好地說，可以通過考慮稱為“動作”的數量來找出事物發生或存在的概率。從最小作用原理中，我們可以得出能量，動量和角動量可識別量的守恆定律，這是作用原理中對稱性的結果。 （盧博斯說更好）。

現在我們知道，在這些各種守恆量中，能量之一與力的施加有關（親愛的老艾薩克·牛頓爵士（Isaac Newton爵士）想出了這一點），所以能量的優點在於通過佈置要存儲的力將其存儲在結構內。因此，我們有食物和燃料。和化學。和進化。

儘管化學家並不經常直接在計算中使用能量，但是他們也使用一種最小化原理，該原理涉及能量和另一個有用的量，即熵，它是自由度的量度。我們允許能量具有的選擇-此度量稱為“自由能”，這使您可以準確計算出將發生什麼化學反應以及在多大程度上進行反應。順其自然。這種自由能是不守恆的，宇宙像一個巨大的發條彈簧一樣在逐漸消亡。

大爆炸（如果您相信的話）只是能量密度非常高的早期狀態。這並不一定意味著宇宙是一個有限大小的黑洞。量子力學還告訴我們，包括時空在內的所有事物都具有基態，因此，如果存在真空，則存在基態能量。儘管有Youtube視頻的傳奇頁面，但通常不值得嘗試從真空中創建一個永動機。

能量不是一件事，是一種宇宙流體。這只是變化如何發生的一個視角-愛因斯坦相對論告訴我們，包括靈性啟蒙流體在內的任何宇宙流體都是不可能的。

原因效應意味著發生了一些不對稱現象。不對稱性與信息的概念緊密相關，信息傳遞的問題要求時空淨位移。信息傳輸的約束與能量傳輸的約束相同，我們發現能量的運動突然變成了位的運動！因此，必須在同一幅圖中考慮知識，能量以及時間和空間。

首先，能量和時間之間的聯繫非常深刻。我們不能完全理解時間，但是我們知道我們的實時感要求在不同狀態下進行有意義的繼承，奪走時鐘，在這種情況下時間實際上失去了意義。對於純能源，每一天都是土撥鼠日-有一個與能量狀態相關的內在時期，但沒有繼承感。

“實時”如何輸入圖片？我們知道，時空之間存在事件之間“類似時間”間隔的機會，在該區域中可以建立一系列事件，這些事件可以在所有參考系中保持因果關係。但這並不能給我們帶來時鐘。創建時間順序時，系統也會糾纏在一起，但這還不清楚。

結果是，就像在世界上做事要付出能源成本一樣，即使系統存在於我們所知道的世界中，也存在著一種“成本”-該世界的各個方面必須是不可知的。反之亦然，如果我們遇到一個不穩定且可以通過釋放特定能量來穩定的系統，那麼該能量的特異性意味著該事件發生的時間是未知的。我們根本無法孤立地考慮諸如能量之類的概念-如果不了解諸如知識和時間之類的概念的本質。

最終開放的系統使能量流能夠更好地維護時鐘並建立時間順序，因此壽命是與能量流不穩定相關的現象。

關於時間為何沿一個方向運行的最簡單的解釋是，反向的事件是“不可觀察的”。我知道這聽起來像是重言式，但是如果您顯示為什麼，則看不到它們，那麼您會有更好的解釋。同樣，積極的可觀察能量可以在消極的能量中具有無法觀察的原因，但是現在我真的沒有資格發表評論，我已經嚴重超出了我的極限。

什麼是能源？
能源是系統工作的能力。

它是從哪裡來的？
它通常來自另一種能源，例如，能源從一種形式轉換為另一種形式。

最終是哪裡來的？
我的朋友是 MetaPhysics 的問題/strong>.stackexchange.com，遺憾的是目前還不存在。您可能想通過提案跳到 Area51。