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答：这个问题有点深奥，我们可以利用诺特定理，来用一句话解释能量的本质：能量是时间平移不变性下的守恒量。 这里可能有点难以理解，我举个例子：今天我把重物搬到楼顶，重物的势能改变量是ΔK1；明天我把重物从楼顶搬回原处，重物的势能改变是ΔK2；那么ΔK1和ΔK2是相等的。 可能有人会想，这不废话嘛！ 那不好意思，越是本质的东西，越是难以区分，就像惯性质量和引力质量的区别一样。 ΔK1和ΔK2之所以相等，表面上是能量守恒，更深的原因是力学定律的时间不变性，试想力学定律要是随着时间的改变而改变，那么我们现在定义的能量就不再守恒！ 理解这点并不容易，而且发现这点更不容易，我们需要提到一位伟大的德国女数学家，被誉为现代数学之母——艾米·诺特（1882－1935）！ 艾米·诺特生活的年代，社会对妇女的歧视严重，使得她的求学经历并不顺利，值得庆幸的是，他得到希尔伯特、克莱因等人的赏识。 1916年，艾米·诺特受希尔伯特的邀请，希望她到哥廷根大学讲学，但是遭到了校内其他人的反对，尤其是教会、历史学和文学的教授。 因为那时候的德国，对妇女的歧视非常严重，而且诺特还出身于犹太人家庭。 在希尔伯特多次力争无效的情况下，希尔伯特甚至对其他教授愤怒的说：“我简直无法想象，候选人的性别，竟然成了反对她升任讲师的理由。先生们，别忘了，这里是大学！而不是洗澡堂！” 在希尔伯特的大力支持下，艾米·诺特发表了她重要的两个发现：一是诺特定理，另外一个和广义相对论的数学方法有关，并得到了爱因斯坦的高度赞扬。 这里我们重点说诺特定理，这是一条理论物理学的中心定理，可以表述为：对于力学体系的每一个连续的对称变换，都存在一个守恒量与之对应。这是一条非常深刻的定义，以至于它的发现是如此之晚，而且还是一条强大的定理。 虽然诺特定理由经典力学导出，但是适用范围包含了量子力学的所有力学系统，以至于每当科学家得到一个新的力学体系，都要去寻找与之对于的守恒量。 利用诺特定律，我们可以把能量守恒、动量守恒、电荷守恒、角动量守恒等等，一系列基本守恒定律统一起来，简直就是一项非凡的成就。 其中，能量守恒来源于时间平移不变性，需要注意的是，诺特定理不是解释了能量守恒，而是直接导致了能量守恒,时间平移不变性的直接结果就是能量守恒，两者是同一事物的不同描述而已。于是，我们就可以解释能量的本质了，因为时间平移必定对应着一个守恒量，所以，我们就把这个守恒量叫做“能量”！ |
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