שימור האנרגיה

שימור האנרגיה הוא אחת האמירות העמוקות ביותר שהפיזיקה הקלאסית משמיעה על העולם. במערכת מבודדת — כזו שאינה מחליפה אנרגיה עם סביבתה — הסכום של כל צורות האנרגיה, יהיה הסיווג אשר יהיה (קינטית, כבידתית, אלסטית, כימית, תרמית, אלקטרומגנטית), נשאר קבוע כשהמערכת מתפתחת. שנה את הצורה ולעיתים תוכל לעשות משהו מועיל; שנה את הסך, ולעולם לא תצליח.

החוק לא היה מובן מאליו. הוא התגבש במשך מאה שנות עבודה: מ־vis viva של לייבניץ מ־1686, דרך ניסויי אמילי דו שאטלה ב־1740, החום הכמוס של ג'וזף בלק (שנות ה־60 של המאה ה־18), המקבילה המכנית של החום של מאייר וג'אול בשנות ה־40 של המאה ה־19, ועד לסינתזה של הלמהולץ מ־1847, Über die Erhaltung der Kraft, שאיחדה את האנרגיות השונות של הפיזיקה הקלאסית למטבע נשמר אחד. היום הוא מוכר, באמצעות משפט נתר, כתולדה של העובדה שחוקי הפיזיקה אינווריאנטיים תחת הזזות בזמן.

במונחים מאקרוסקופיים הדבר אומר שכל ג'אול שנראה "נעלם" ניתן להסבר במקום אחר — בתנועה תרמית, בקול, בקשרים כימיים, בקרינה. האנרגיה הקינטית האבודה של דיסקת הוקי היא רעידה תרמית של הקרח; האנרגיה של צנחן נופל הופכת לאוויר סוער; האנרגיה הכימית של מקל דינמיט מתפוצץ הופכת לחום, לקול ולאנרגיה קינטית של גזים מתרחבים. הספרים תמיד מתאזנים.