在研究真實定律前，先得對現有的物理觀念與理論融匯貫通。力學、電磁學、相對論、與量子論是物理最基礎的理論。物理學的基礎觀念多從力學而來。所以要釐清物理觀念，得先從力學著手。

探索各種學問中有一種釐清觀念的方法：系統構建法。首先要將物理理論當作正確的，然後以這門理論建構各種型態的宇宙。每一個宇宙是一個系統。一方面從宇宙外審視宇宙的運行。另一方面以宇宙內多個觀察者的視角觀察。經由各方面的觀察，梳理物理觀念的意義，及觀念與觀念之間的關聯，從而更深刻的理解每一個觀念。

那麼該選什麼觀念當切入點呢？幾經考量，選擇了能量。能量是物理的核心觀念。在物理學中能量是最多變的觀念：有動能、勢能、熱能、電能、磁能、光能、核能等，並且可以相互轉換。關於能量的最重要定律，就是能量守恆。簡單來說，能量可以從一個物體轉到另一的物體，或從一種能量轉換成另一種能量，但是能量的總量不會改變。從能量著手可以最大程度暴露出力學潛在的問題。

下一步是選擇一個議題切入。藉著探索這個議題達到理解能量的目的。我採用了極限法。就是問極限的問題。我選擇的議題是：如果能量守恆，那麼整個宇宙的總能量必定是固定的。那麼宇宙的總能量會是多少？

這個宇宙總能量的問題並不是力學獨有的問題。相對論與量子論也可以問這個問題。但是力學的發展卻沒有探討宇宙級的問題。

從能量守恆定律可以得出，宇宙可以視為是一個對能量封閉的系統，也就是說，能量不能從宇宙外進入，也不能離開。為什麼不直接說｢是」，而說｢可以視為」呢？這是因為能量種類很多，如果能量轉換的機制是將一種能量輸出到宇宙外，同時輸入相等量的另一種能量，保持總量不變。這樣的情況雖然宇宙對能量是開放系統，卻不違反能量守恆定律，仍可以視為封閉系統。

我研究任何議題，總喜歡從最簡單，最基礎的狀況著手。既然不能直接測量整個宇宙，我考慮先以最簡單的封閉系統來做一個思想實驗。

首先，人不能在宇宙外，所以最簡單宇宙型的系統只有一個人。這個人當然是簡化過的人，一個能觀察的物體，除了聚集在一點的質量，其他什麼都沒有的人。無論這個人的質量是多少，對這個人而言，宇宙沒有動能，也沒有任何其他種能量，宇宙的總能量是0。這個結果讓我很驚訝。單一物體的宇宙型系統可以沒有能量！

下一步設定2個人的系統。在一個小型宇宙中有兩個人，A的質量為1000公斤，B的質量為10公斤，以相對數度每秒一公尺向相反方向離去。兩個人距離很遠，所以可以忽略重力。那麼這個宇宙的總能量是多少？

這個系統中只有動能。動能是1/2(質量×速率²)。對於A來說，自己的速度是0，因此沒有動能。唯一的能量是B的動能5焦耳。所以宇宙的總能量是5焦耳。對於B來說，自己的速度是0，因此沒有動能。唯一的能量是A的動能500焦耳。所以宇宙的總能量是500焦耳。A與B得到的宇宙的總能量值不同。宇宙的總能量沒有公認的值！

為什麼沒有公認的值？一方面由於動能由速度導出，速度是相對的，所以能量自然應該是相對的，完全合理。另一方面能量守恆，宇宙能量總數是固定的。固定卻沒有公認的值，豈不奇怪。這顯示力學中的動能觀念有缺陷，造成的影響後續會說明。

如果這時B向前拋出5公斤。相對原來的速度，以每秒1公尺前進。由於動量守恆，相對原來的速度，自己向後以每秒1公尺後退。這時A與B等速，B所看到的總能量是10焦耳。原先是500焦耳。所以宇宙總能量可以隨觀察者的行為變化而改變。在這種情形下能量不守恆。所以能量守恆只有在特定條件下成立。那什麼是能量守恆的條件？

有什麼物理觀念的宇宙總量可以有公認的值？一個現成的例子是質量。在力學中物體的質量對於每一個觀察者都相同。所以宇宙的總質量是固定的，而且有公認的值。上面的例子中的總質量對A或B都是1010公斤。因此物理量可以分成兩種：相對量與絕對量。相對量依附觀察者存在；絕對量對於每一個觀察者都相同。在力學中質量是絕對量。能量是相對量。動能的依附觀察者性質導致一個疑惑：｢如果沒有觀察者，物體有沒有動能？｣

有沒有注意到上面的敘述與一般物理題目的敘述很大不同。一般的敘述通常沒有提到觀察者在哪裡。其實隱指觀察者在被觀察的系統之外，而且只有一個觀察者。這裡系統的範圍是整個的宇宙，觀察者不可能在系統之外；觀察者是系統的一部分；而且有多個觀察者。系統內觀察與系統外觀察是截然不同的。而每個觀察者的觀點也不同。這裡刻意以系統內多方觀察彰顯力學的問題。

在物理的理論中，能量有多種形式。各種能量形式之間可以互相轉換。總量守恆。如果動能是相對量，其他形式的能量是不是也是相對量呢？當一個觀察者看到的動能比另一個觀察者多時，是不是可以用來轉換的動能也比較多？

動能是人類從觀察結果得到的景象物理觀念。在真實物理中是什麼導致動能呢？直覺上真實物理中本來就有相對應於動能的觀念，姑且稱為真實動能。真實動能含在現象中。經人類觀察而得到動能的觀念。這個設想是錯的。其實真實宇宙中是沒有動能的。動能是經由人觀察物體運動的變化而產生的純人造觀念。有趣的是這個觀念在力學中完全合用。 後續會有詳細解說動能的觀念是如何產生的。