前言：近數十年全球環境與氣候出現巨大或反常的變化，如許多野生動植物瀕臨絕種、臭氧層破洞、熱帶雨林減少、沙漠化持續擴大、酷冷、酷熱、超大豪雨、超大颶風、兩極冰河快速消失、全球溫升等事件在全球各地發生，且發生的頻率越來越高，這些極端的事件正加速威脅著地球與其生態環境。本系列將從幾個主宰大自然的宇宙定律，以通俗的語句與簡易的公式來說明事物量的變化、事物變化的方向性、亂度與平衡狀態等問題，並兼述此等現象與人類文明進化對生態環境可能產生的衝擊，及對人類行為可能產生的啟示與反思。

本文：「質量不滅」與「能量不滅」為諸多宇宙定律(Universal Laws)中的兩個基本定律，這在國中以上的物理、化學課程都有講到。其中的「能量不滅」定律，又稱作「熱力學第一定律」。「不滅」並不是指物質不會改變，相反的物質可以轉換，而且還可以千變萬化，但前後的總量是不變的。如以符號F表示物質或系統的某一個總量(如質量或能量)，則”不滅定律”可用等號來表式，如下：

      F前 = F後

             或         ΔF = F後－F前 = 0  …… (公式1)

上式中，△F表示F前後的變化量。因為可以用等號來表示，所以”不滅定律”又稱作”守恆定律”。若從化學反應的觀點來看，「質量不滅」就是任一原子反應前後的質量是不變的，即「原子不滅」定律。

(公式1)只說明事物變化過程中只要總量前後一樣就可以了，並未限制事物變化的方向性。例如，1公斤的水可以加熱變成0.8公斤的水及0.2公斤的水蒸氣，或1公斤的水與0.2公斤的蜂蜜混合可以變成1.2公斤的糖水等。

再看另一個例子，若一個1公升密封的礦泉水瓶，內盛500公克的水，在常態下杯內500公克的水最終會怎樣變化了？在此情況下，最終絕大部分仍是水，僅有一小部分的水會變成水蒸氣，此時水與水蒸氣的總量不只須滿足(公式1)的「質量不滅」定律，還須滿足另一平衡的條件。假如水的溫度為25 ^oC，則最終杯子內的水蒸氣重量不到3公克，或僅約為水重量的0.6%而已，且至此水與水蒸氣的質量相互達到平衡狀態，不再變化。

為什麼在第二例中，500公克的水不能變成400公克的水及100公克的水蒸氣，或是其他情況呢？這就牽涉到為什麼有些事可能發生，有些事卻不可能發生的問題。

在自然界中，事物變化的方向與平衡狀態的量仍受到其他定律的限制。前已提及，事物變化的量受「質量不滅」與「能量不滅」的限制，那麼事物變化的方向與平衡狀態是受什麼限制呢？這就是下回要講的另一個基本定律 －「熱力學第二定律」。