相对论中不存在超距作用,所以没有势能的概念。势用场的概念来代替,场当然同时携带动量和能量。经典场只有电磁场和万有引力场,万有引力场是时空的弯曲,它的动量和能量是很有趣的问题,好像还未被科学家搞清楚
梁灿彬先生在其《微分几何入门与广义相对论》里也对能量做了些论述(本文在摘引时对原文略有更改):
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物理学家对能量、动量和角动量及其守恒律的认识经历过甚至还在经历着一个漫长的、由浅入深的过程。
莱布尼茨最早引进的动能可看作能量概念的雏形,质点的完全弹性碰撞问题可用动能守恒讨论,然而在许多情况下动能并不守恒,于是又对有势力场引进势能概念并得到有用得多的机械能守恒律。
可以说,物理学发展的一个重要特征就是借助于引进新的能量品种来推广能量守恒律。
电磁场能动张量Tab的存在可看作电磁场能量可定域化的一种标志。与此不同,广义相对论的一个棘手问题正是引力场能量的非定域性。
弯曲时空原则上不存在Killing矢量场(处处为零者除外),能量、动量和角动量守恒律在广义相对论中变成微妙而复杂的问题。
问题的复杂性还起因于度规的双重角色性。
作为几何背景,度规似乎没有能量可言,然而作为描写引力场的动力学变量,度规(引力场)又应具有能量。
弯曲时空中即使没有物质场也可以存在引力波,它也应携带能量。
(待续)