今期開始,營養系列會集中探討個別營養素。
,我們會介紹能量及蛋白質。
能量是維持我們活動動力,而蛋白質則是促進我們生長和發育物質。
假如説身體是一部機械,那麼食物燃料。
確切一點來説,食物中碳水化合物、脂肪和蛋白質可為身體機能和體能活動提供能量(見表1),但它們可產生能量值並不相同(見表2)。
每克脂肪所產生能量較碳水化合物或蛋白質高出兩倍以上。
身體陳代謝會這三種營養素轉化能量,並多餘能量脂肪形式貯存。
換言之,不論是碳水化合物、蛋白質或脂肪,如沒有消耗話,會轉化脂肪貯存在體內。
身體貯存脂肪日多,我們體重會增加。
能量需要量會因人而異,受多項因素影響,包括食物應(處理食物所需能量)、基礎代謝率和體力活動量。
中國營養素推薦攝入量,體力活動量成年男性及女性每天能量需要2400千卡及2100千卡。
維持體重,我們攝入能量消耗能量保持平衡,因此,如要控制體重,我們可減少攝入能量及/或增加活動量。
身體會利用蛋白質建構和修復所有組織。
氨基酸是蛋白質基本組成單位,當中有九種屬於必需氨基酸(見表3),人體不能自行合成或無法合成足夠數量滿足需要,因此,這九種必需氨基酸是我們飲食中不可或缺元素。
一般而言,動物性蛋白質於含有所有必需氨基酸,故視為完全蛋白質,而植物性蛋白質(大豆蛋白質)會缺少一種或以上必需氨基酸,例如穀類缺少賴氨酸,豆類缺少蛋氨酸,兩者是九種必需氨基酸之一。
於嚴格奉行素食人而言,專家建議他們飲食應包括各種植物性來源食物,以便食物互補(即某一食物來源缺少某一種必需氨基酸亦可另一食物來源提供),令素食者即使不吃肉能飲食中攝取到所有必需氨基酸。
20多年前,心理學家衞·霍金斯寫了本書,叫《意念力》,其中是提出了一個“人類意識能量層級”,分為17個層級,每個層級出了數量級,數量級不是算術,而是對數來表達,這樣話,每上升一個層級,能量不是地增加一點。
而是像地震等級,每相差一級,地震釋放能量則相差31.6倍。
霍金斯研究,17級意識能量層級中間點,是一個轉折點。
處於這個層級之上,於我們現在説“能量”;而處這個層級之下,是“負能量”了。
A系統可以藉由物質轉移能量傳輸到B系統(因為物質質量等效於能量)。


霍金斯話來説,由下而上到了這個層級,首次出現了能量;而這個層級以下,能量;而超過這個層級後,能量。
所謂“勇氣”,願意去嘗試新鮮事物,勇於面生活悲歡離合。
處於“勇氣”這個層級以下,是、、冷漠、憂傷、恐懼、慾望、憤怒、,能量值20、30、50、75、100、125、150、175。
處於“勇氣”這個層級之上,是中性、樂意、接納、理性、仁愛、、寧靜、開悟,能量值250、310、350、400、500、540、600、700-1000。
感聽友,可以去看《意念力》這本書。
我們説某人有氣場,很多人願意跟隨他。
我們説某人有個人魅力,需要利用權力、勢力,能帶領一幫人去幹事。
其實氣場也罷,個人魅力也罷,你意識能量層級處於層級。
我們會覺得有人,你他一起,,雖然要有矛盾,雖然要有爭鬥。
其實,因為他意識能量層級,讓你時時感受到“負能量”。
霍金斯意識能量層級我們啓發,是我們如何提高自己能量。
説起來簡,一方面,我們要地“勇氣”層級之上走;另一方面,是我們要儘量避免處於“勇氣”層級之下。
但做起來。
意識能量,權勢、財富、地位既有關係,沒有關係,主要靠是自己修煉。
你意識能量,會影響傳播周圍人,而起到放大效應。
你如果憤怒,會引起別人;你如果仁愛,會促使別人產生仁愛之心。
圖片來源:東方IC作者簡介:胡偉清(公眾號:課堂),筆名:古元、柯博、南湘子。
喜馬拉雅“胡説談”主播,管理學博士、經濟學教授、專欄作家。
畢業于于四川大學物理系、浙江大學經濟系、重慶大學經濟工商管理學院,後政府部門、新聞媒體、金融機構、諮詢公司任職。
發表專著、論文、中短篇説、散文、財經評論百餘萬字。
20多年前,心理學家衞·霍金斯寫了本書,叫《意念力》,其中是提出了一個“人類意識能量層級”,分為17個層級,每個層級出了數量級,數量級不是算術,而是對數來表達,這樣話,每上升一個層級,能量不是地增加一點。
而是像地震等級,每相差一級,地震釋放能量則相差31.6倍。
霍金斯研究,17級意識能量層級中間點,是一個轉折點。
處於這個層級之上,於我們現在説“能量”;而處這個層級之下,是“負能量”了。
霍金斯這個具有轉折點意義層級命名為“勇氣”,能量值為200。
霍金斯話來説,由下而上到了這個層級,首次出現了能量;而這個層級以下,能量;而超過這個層級後,能量。
所謂“勇氣”,願意去嘗試新鮮事物,勇於面生活悲歡離合。
處於“勇氣”這個層級以下,是、、冷漠、憂傷、恐懼、慾望、憤怒、,能量值20、30、50、75、100、125、150、175。
處於“勇氣”這個層級之上,是中性、樂意、接納、理性、仁愛、、寧靜、開悟,能量值250、310、350、400、500、540、600、700-1000。
感聽友,可以去看《意念力》這本書。
我們説某人有氣場,很多人願意跟隨他。
我們説某人有個人魅力,需要利用權力、勢力,能帶領一幫人去幹事。
其實氣場也罷,個人魅力也罷,你意識能量層級處於層級。
能量(古希臘語ἐνέργεια energeia,意為“活動、操作”[1])物理學中是一個間接觀察到物理量。
它往往視為某一個物理系統對其他物理系統做功能力。
於功定義力作用一段距離,因此能量總是等同於沿著長度阻擋某作用力能力。
一個物體所含總能量奠基於其質量,能量質量,會無中生有或無故消失。
能量像質量,是一個純量。
國際單位制(SI)中,能量單位是焦耳,但是有些領域中會習慣使用其他單位如“千瓦·時”或簡稱“千瓦·時”(此即一度電)和千卡和電子伏特,這些是功單位。
A系統可以藉由物質轉移能量傳輸到B系統(因為物質質量等效於能量)。
然而,如果能量不是藉由物質轉移而傳輸能量,而是其他方法轉移能量,會使B系統產生變化,因為A系統B系統作了功。
這功表現效果於一個力沿距離作用接收能量系統裏。
舉例來説,A系統可以藉由轉移(輻射)電磁能量到B系統,而這會吸收輻射能量粒子上產生力。
同樣,一個系統可能藉由碰撞轉移能量,而這種情況下碰撞物體會一段距離內受力並獲得運動能量,稱為動能。
熱可以藉由輻射能轉移,或者直接藉由系統間粒子碰撞而以粒子動能形式傳遞。
能量可以不表現物質、動能或是電磁能方式儲存在一個系統中。
當粒子其有交互作用力場中受外力移動一段距離,此粒子移動到這個場新位置所需能量如此儲存了。
粒子藉由外力才能保持位置上,否則其處在場會藉由釋放儲存能量方式,讓粒子回到狀態。
這種藉由粒子力場中改變位置而儲存能量稱為位能。
一個例子重力場中提升一個物體到某一高度所需要做功位能。
任何形式能量可以轉換成另一種形式。
舉例來説,物體力場中,力場作用而移動時,位能可以轉化成動能。
當能量是屬於非熱能形式時,它轉化成其他種類能量效率可以達百分之百,如斜面下滑物體,或者物質粒子產生。
然而如果熱能形式存在,轉換成另一種型態時,熱力學第二定律所描述,總會有轉換效率限制。
所有能量轉換過程中,總能量保持不變,原因於總系統能量是各系統間做轉移,某個系統損失能量,會有另一個系統得到這損失能量,導致失去和獲得達成,所以總能量改變。
這個能量守恆定律,是十九世紀初時提出,並應用於任何一個孤立系統。
(其後雖有質能轉換方程式發現,但該方程式,可以質量視為能量另一存在形式,所以此定律可説依成立)諾理,能量守恆是於物理定律會隨時間改變而得到結果。
雖然一個系統總能量,會隨著時間改變,但其能量值,可能會因為參考系而有所不同。
例如一個坐在飛機裏乘客,於飛機能零;但是於地球來説,動能零。
熱量(heat)是能量一種形式,一部分屬於勢能(位能),一部分屬於動能。
物理科學文章中,有數種形式能量定義。
這些包括:
能量可能這幾種形式間轉換,有些能量轉換效率可達100%,有些則不行。
能這些能量轉換機器稱為能量變換器(transducer)。
以上幾種已知能量形式涵蓋所有自然界能量。
只要科學家發現某些違反能量守恆現象,能量形式會提出。
如暗能量(dark energy)——遍佈全宇宙並加快宇宙擴張速度假設能量。
古典力學中,位能和動能之間是有所區別,位能一物體所在位置函數,而動能物體位移速度有關。
位置與位移有其參考座標:這為地球表面上(即陸地上)任意一點。
科學家試圖古典力學所有能量形式分類動能和位能兩種。
但這是錯誤,不是簡化分類。
理查德·費曼指出:這些動能和位能概念取決於尺度大小。
例如,宏觀尺度動能和位能可以説是包括熱能。
化學位能是個宏觀概念,仔細檢驗顯示其原子和亞原子動能和位能總和。
情況適用於核位能和其他形式能量。
我們考慮問題涉及一種尺度,那麼這個尺度相依性並會造成困擾;但是問題涉及了尺度時,例如摩擦使功轉換成熱能,這樣情形下發生混淆。
能量英文“energy”一字源於希臘語:ἐνέργεια(energeia),該字可能首次出現公元前四世紀亞裏士多德作品中。
能量概念出自於戈特弗裏德·萊布尼茨生活力(拉丁語:vis viva)想法,而它定義是一個物體質量和其速度平方。
他相信總vis viva是。
瞭解釋因摩擦而令速度減緩現象,萊布尼茲理論認為熱能是物體內組成物質運動構成,而這種想法和艾薩克·牛頓,雖然這種觀念一個世紀普遍接受。
1807年,託馬斯·楊可能是第一個使用能量這個字來取代vis viva人。
物理宇宙學方面,恆星、新星、超新星、類星體、伽瑪射線暴等現象,是物質轉換輸出能量。


延伸閱讀…
於能量是一種物質,還是像動量只是一個物理量,這個問題爭論了幾年。
威廉·湯姆森,第一代開爾文男爵將以上這些定律合併到了熱力學定律中,並促成了魯道夫·克勞修斯、約西亞·吉布斯和瓦爾特·能斯特三人化學反應解釋上發展。
另外導出了克勞修斯提出熵數學公式,以及由Joef Stefan提出輻射能定律。
1961年,理查德·費曼加州理工學院一個大學生為對象課程中,如下方式描述了能量概念:
有一個事實,那有一個到目前為止掌控了我們知道現象定律,而這個定律我們所知範圍內沒有任何例外,而且我們目前所知,它是。
這個定律稱為能量守恆。
它説瞭有一個物理量,我們稱“能量”。
這量狀態經歷了各種變化後,並會改變。
這是一個抽象概念,因為它是一個數學原理:它説瞭有一個數值量一些事件發生時會改變。
它並不是任何物理過程或者事物描述;它是一個奇怪事實:我們可以系統計算一些數值,而系統經歷了一些變化後,我們去計算那些數值,結果會發現數值和一開始時候是。
自1918年開始,人們知道能量守恆是能量共軛量、時間平移稱所得到數學上結果。
説,能量之所以守恆是因為物理定律無法區別時間瞬間造成(見諾理)。
整個科學歷史裏,能量許多單位表示,例如ergs和calories。
而今,測量能量國際標準認證單位是焦耳。
焦耳,其他能量單位有千瓦時(kWh)和英國熱量單位(Btu)。
這兩個是用來表達能量單位。
一千瓦時等同於三百六十萬焦耳,而一英國熱量單位等同於 1055 焦耳。
能量概念以及其轉移,於解釋和預測大部分現象是有用。
能量轉移方向熵來描述。
而於熱力學定律限制,使得能量可能尺度上低處高處流,所以統計上,能量或是物質會自發移動成為高密度形式,或者集中到空間。
化學方面,物質是原子、分子或者許多分子聚集而構築,因此能量是物質一個特質。
因為化學反應總是伴隨著組成結構上變化,牽涉到能量吸收與放出。
於這些能量是透過光或者環境及反應物間轉移,因此,生成物能量可能會於或於反應物能量,而如果狀態能量於原始狀態,稱為放熱,反之吸熱。
化學反應無法自行發生,除非克服稱為活化能(E)能量障礙;波茲曼分佈因子e−E/kT(分子給定温度 T 下,能量於或於活化能機率),化學反應速率與活化能是相關。
而反應速率對温度關係稱阿瑞尼斯方程式 (荷蘭化學家、諾貝爾獎獲得者範特霍夫1884年實驗結果歸納得出)。
另外,化學反應所需活化能可以熱能形式存在。
生物學方面,能量是任何生物生存所必需。
生物體中,能量驅動了下至每一個細胞上所有多細胞有機體表現生命現象。
並透過如碳水化合物(糖類),酯質和蛋白質分子,儲存在細胞中,並呼吸氧氣進行呼吸作用時,自化學鍵中釋放出來。
人類來説,人類代謝當量(人體能量轉換)顯示,能量消耗是用來維持人類陳代謝。
設一個人類每天消耗12500kJ,而以基礎代謝率80瓦。
舉例來説,設我們身體80瓦消耗()運行,此時一個100瓦燈泡運作,相當於人類80瓦1.25倍(100÷80)。
於一個時數秒任務,人類可以產生千瓦功率;假設任務持續幾分鐘,一個正常人可以產生1000瓦特,如果維持時活動前提下,輸出功率下降到300左右,至於一整天活動,150瓦算。
人體代謝當量,幫助我們瞭解能量物理和生物系統間變換,提供我們具體化指標。
這顯示生命體低效率(物理觀點)地使用得到能量。
而大部份機械能夠地使用。
一生命體將能量轉換,主要目的是為了讓有機體組織有序排列。
熱力學第二定律,任何系統有趨向失序傾向:要能量(或物質)集中一地方,需釋放更多能量(如)到外界。
維持自身結構狀態下使整體亂度滿足定律要求。
食物鏈第一個環節裏,有124.7Pg/a碳用來進行光合作用,64.3Pg/a(52%)碳作為綠色植物代謝用途,[2]即是轉換回二氧化碳和熱。
地質學方面,大陸飄移、山脈、火山和地震現象,可以能量地球內部轉換來解釋;而風、雨、冰雹、雪、閃電、龍捲風、颶風氣象現象,是太陽能作用地球大氣,所造成能量轉換結果。
物理宇宙學方面,恆星、新星、超新星、類星體、伽瑪射線暴等現象,是物質轉換輸出能量。
延伸閱讀…
所有恆星(包括太陽)是質能轉換能量來源。
星際氣體因引力聚縮,產生足夠壓力後啓動了核融合反應,反應中總質量虧損,釋放出能量。
而太陽能量有一部份傳播到地球上,驅動了水循環到光合作用現象,間接供了所有參與碳循環生命形式。
創造宇宙大爆炸同時釋放出能量,產生第一批物質和反物質,隨著宇宙擴張,温度下降,容許了夸克之間,核子之間結合,後允許原子核捕捉遊離電子,第一批原子於焉誕生。
原本遊離電子雲於是消散,容許了最初光傳播於宇宙中。
功率並非和能量完全相同,功率是指能量轉換時速率,(或者可説是功執行時速率)。
因此一個讓水壩上水通過渦輪機水力發電廠,會將水位能轉換成動能,後轉換成電能。
這過程中每單位時間產生電能稱電功率。
總能量時間內通過會造成功率。
形式能量間能透過工具輔助而彼此轉換,例如電池能化學能轉換成電能;水壩能重力位能轉換成動能並透過發電機轉換成電能。
,氧化反應例子裏,化學能轉換成動能和熱能(有時包括光能和聲能)。
鐘擺是一例。
鐘擺點動能零而重力位能最大值,但是點動能最大值而重力位能。
設鐘擺機件間沒有任何摩擦力,則能量之間轉換是,所以鐘擺保持擺盪。
一個動量零(mv=0 表示v=0)密閉系統中,能量(E=m
v
2
{\displaystyle v^{2}}
/2)會使質量增加。
質能方程式可以描述質量能量關係。
公式
E
=
m
c
2
{\displaystyle E=mc^{2}}
,是愛因斯坦用論概念推導出,能量和質量之間關係。
其他理論中,類公式J. J. Thomson(1881)、Henri Poincare(1900)、Friedrich Hasenohrl(1904)人推算出來。
(請見質能價)
物質可轉換成能量(反之亦然),但能量會破壞;能量任何物質和能量轉換中會消失(會化質量形式存在)。
而於所接觸到能量尺度來説
c
2
{\displaystyle c^{2}}
是,例如一公斤物質全部轉換成能量(如,光或其他輻射)可以釋放大量能量 (~
9
×
10
16
{\displaystyle 9\times 10^{16}}
焦耳 = 21百萬噸TNT),超過現行核反應器和核武器時間內釋放能量。
相反,一單位能量僅相等於質量,因此大部份反應裏利用重量來計算質量流失,除非其反應牽涉到能量。
將能量轉換成有用功是熱力學課題。
大自然界裏,能量轉換可以分成兩類:可逆不可逆。
可逆熱力學過程會有能量損耗。
例如,位能形式之間轉換是可逆,例如前文提到鐘擺運動。
而一個過程中有熱產生時候,一部分能量將不能完全恢復成可利用能量,此時歸類可逆。
隨著宇宙演化,多能量不可逆狀態裏(如或其他無序能量形式),這理論。
理論是猜想宇宙命運一種説。
熱力學第二定律,作為一個獨立系統,宇宙熵會隨著時間流逝而增加,有序走向無序,當宇宙熵達到最大值時,宇宙中其他能量全數轉化熱能,所有物質温度達到熱。
這種狀態稱為。
這樣宇宙中沒有任何可以維持運動或是生命能量存在。
陽光驅動了許多天氣現象。
其中一個説陽驅動天氣例子颱風,颱風發生大面積且温暖海洋,太陽加熱海水,蒸發上升水氣釋放熱能,而形成持續幾天活躍天氣系統,颱風。
太陽光會植物所吸收利用,光合作用中轉換化學能(使二氧化碳和水轉換成高能量化合物,如葡萄糖)。
植物會光合作用過程中釋放氧氣,而氧氣生物所利用做為電子受體,用以釋放儲存在碳水化合物、脂類和蛋白質能量。
能量遵守能量守恆定律。
這個定律,能量只能一種形式變為另一種形式而無法空產生或者是消滅。
能量守恆是時間平移稱性得出數學結論(參閲諾理)
能量守恆定律,流入能量於流出能量加上內能變化。
此定律是物理界中基本準則。
時間平移稱性,宇宙中絕大部分現象可以獨立於時間變化之外,因此想昨天、今天和明天發生現象區分開來,事實上是可能。
這是因為能量是時間正則共軛(canonical conjugate)量,數學上它們存在了定性:要時間間隔裏定義能量值是可能。
但這種定性應該和能量守恆搞混。
來説,它提供了原則上可以定義和測量能量數學限值。
量子力學中能量會Hamiltonian算符來表示。
任何時間範圍裏,能量中定性會
來計算。
這海森堡測不準原理類似,但並非數學上,因為H 和t不論古典或量子力學中不是軛變數.。
能量遵守“守恆定律”,説論測量或計算一個粒子系統能量,其粒子間行為和時間無關,它系統總能量保持。
古典物理中,能量認為是一種純量,它和時間導數有關。
狹義相對論中,能量是純量(雖然它不是勞倫茲純量(Lorentz scalar),但時間是四維動量中組成份子之一)。
換句話説,能量空間循環下是不變,但保證時間和空間循環下,是不變。
因為能量守恆,且只要能定義,連局部能量守恆。
因為能量系統相鄰區域中能量傳輸功。
例子機械功,考慮情境,可以將方程式寫成:
沒有其它能量變化時,
E
{\displaystyle E}
代表所有傳輸能量總合,
W
{\displaystyle W}
則代表系統內所作功。
普遍而言,能量傳輸可分為兩類:
一個開放系統要得到或損失能量有許多方式,比如一個化學系統中,可加入各種含有化學能物質增加能量;上緊時鐘發條可以增加機械能,這些能可以增加到上述方程式,它們可歸類“能量增加項(
E
{\displaystyle E}
)”(”energy addition term
E
{\displaystyle E}
“)中,
E
{\displaystyle E}
表示穿過部分或系統表面積任何形式能量。
上述這些,有許多例子,比方説增加粒子流動能到系統中或是加入雷射光能量到系統中,此討論加入能量是作功還是熱能形式。
故可方程式改寫成:
其中E代表其他外加能量,包含系統做功或是外加熱。
能量亦可位能(
E
p
{\displaystyle E_{p}}
)轉成動能(
E
k
{\displaystyle E_{k}}
)換回位能。
這是因為力學能守恆。
這類型封閉系統裏,能量會增加或減少,因此初始總能量和總能量。
它可表示成: