電磁學的楞次定律，化學的可逆反應的勒夏特列原理這些東西是不是都可以理解為作用力與反作用力？

01-28

高中的時候學到楞次定律，和可逆反應的勒夏特列原理時候，總覺得兩個東西似有聯繫，大自然總是產生阻滯改變物體原狀態的力（或者是別的神馬玩意），昨天晚上突然想到了這個是不是也是可以算作反作用力？有沒有物理or化學專業的人可以給我解釋解釋……
改：我現在知道了這個不是作用力與反作用力的關係了，感謝@傅渥成做出的解釋以及告知了我這倆東西真的真的有聯繫……

謝@金晨羽邀，另外，這個回答裡面的許多細節我又重新有過修改。

題主的直覺是對的，這二者是有聯繫的。

但是，這顯然不是作用力和反作用力（因為作用力跟反作用力是作用在不同物體上的，而且必須嚴格相等），如果從根本的物理定律來看，這兩個定律應該是跟能量守恆定律有關（Le Chatelier 定律也會違反封閉系統自發熵增加的熱力學第二定律）。如果一定要跟牛頓定律進行比較，這個更接近與牛頓第一定律（慣性定律）。

（A）先講方向。為什麼這些定律會與能量守恆定律有關。如果以上的這些定律被違背，那麼實際上就可以做出永動機來了。以 Lenz 定律為例，只要不產生阻力，那麼就完全可以設計出一個一直可以源源不斷對外做功的第一類永動機來。如果 Le Chatelier 定律被違背，實際上平衡常數也就不再存在了，那麼對於一個可逆反應，任何一種加速反應朝著某一個方向進行的方案，就可能實際上打破反應的化學平衡，設計出第二類永動機也變成可能的了。

（B）再講大小。只是知道產生了某種「阻力」還不是這兩個定律的全部。從前面一部分的討論我們已經知道了必須產生某種阻力，但是為什麼阻力不直接等於外界所施加的力呢（產生類似牛頓第三定律的類比很可能就是產生了這方面的誤解）？這個時候就必須還是用能量守恆定律來解釋了：因為外力已經對系統產生了一定的作用（例如做功），因為系統的能量要守恆，如果系統完全回到外力對系統沒有做功前的情況，那麼就意味著外力對系統做的功完全消失了，這是不可能發生的，因此那種「阻力」一定會小於最初給的作用。

Remark 1：有人喜歡從「平衡定律」的角度來理解這個問題，但是我不覺得簡單化地來進行這種理解是合適的。因為這種理解不能像我前面所說的，從能量守恆的角度，不但指出系統響應的方向，還要指出能指出系統響應的大小。

圖引自：wayheaven2010.blogspot.com

這種「理解」其實很常見，我也簡要說明一下，這兩個定律貌似可以在情形（a）之下統一起來：

（1）假設系統有一個平衡態 a，平衡態的能量小於平衡態附近其它狀態的能量，那麼給系統一個擾動，它有回到原來狀態的趨勢。

（2）假設系統處在平衡態 b，此時平衡態的能量大於平衡態附近的狀態的能量，那麼這時如果給系統一個擾動，那麼系統就完全沒有回到原來狀態的趨勢。

Remark 2：另外，有人可能會想到 Maxwell construction 所蘊含的假設，但是所考慮的問題不完全是同一碼事，但是也確實有一些聯繫——簡單的說，Maxwell construction 考慮的是，一罐子氣體，不可能越壓縮體積越大。這跟我前面所討論的（B）情況是有聯繫的，但是 Maxwell construction 在假設時並不必然包含阻力。

Remark 3：最後討論一下動量守恆的問題，這其實是一個老問題。以下內容引自維基百科 Lenzs law：

Conservation of momentum
Momentum must be conserved in the process, so if q1 is pushed in one direction, then q2 ought to be pushed in the other direction by the same force at the same time. However, the situation becomes more complicated when the finite speed of electromagnetic wave propagation is introduced (see retarded potential). This means that for a brief period of time, the total momentum of the two charges is not conserved, implying that the difference should be accounted for by momentum in the fields, as asserted by Richard P. Feynman.[3] Famous 19th century electrodynamicist James Clerk Maxwell called this the "electromagnetic momentum", although this idea is not generally accepted as a part of standard curricula in physics classes as of 2010.[4] Yet, such a treatment of fields may be necessary in the case of applying Lenzs law to opposite charges. It is normally assumed that the charges in question are like charges. If they are not, such as a proton and an electron, the interaction is different. An electron generating a magnetic field would generate an emf that causes a proton to change its motion in the same direction as the electron. At first, this might seem to violate the law of conservation of momentum, but of course, such an interaction indeed conserves momentum once taking into account the momentum of electromagnetic fields.

不可以

因為牛頓第三定律認為作用力和反作用力一直相等，同時出現同時消失

但是楞次定律是阻礙電流產生的趨勢，但電流還是會產生，所以兩方面作用不等價

化學反應中應該也有正反應速率和負反應速率吧，然後慢慢趨於化學平衡，就算化學平衡態下，正負反應速率也不會一直相等，同時產生同時消失

這個難道不是最小作用量原理在兩個學科的體現么

如果你是高中生，不如看看我的答案。

如果不是，那請看看一個高中生是怎麼想這些定律的，

或者，你學習這個定律時有沒有想到這個？

剛好，我現在高三，高二時候也想過這些，剛好那時，化學學習必修四，物理學習選修3-2，楞次和勒夏特列同時出現，於是，發現他們之間好像有某種基情關係的我欣喜若狂，後來，我在百度知道里也搜到了一個不錯的答案（那時候我還沒玩知乎），不知道原文出處（此答案在一年我發現時已被大量轉發啦）。

接下的是我找到的那篇文章：

化學家說：「在一個平衡體系中，若改變影響平衡的一個條件，平衡會向減弱這種改變的方向移動。」

物理學家說：「在電磁感應中，感應電流產生的磁場會阻礙引起感應電流的磁通量的變化。」

化學家說：「增加反應物濃度，平衡會向正反應方向移動，以減弱反應物濃度的增加；減少反應物濃度，平衡會向逆反應方向移動，以減弱反應物濃度的減少。」

物理學家說：「當穿過閉合迴路的磁通量增加時，會感應出與原磁場方向相反的磁場，以阻礙磁通量的增加；當穿過閉合迴路的磁通量減小時，會感應出與原磁場方向相同的磁場，以阻礙磁通量的減小。」

一個是熱力學原理，一個是電磁學定律；一個是化學規律，一個是物理現象。它們不在同一領域，看似不相干，卻有相似之處：一種變化引起另一種變化，被引起的變化會阻礙（減弱）原來變化的變化。這像是標誌青春期的一句話——你讓我那麼做我偏不那麼做，偏要和你唱反調，即心理學現象——逆反心理。

在此處，熱力學、電磁學和心理學是相通的。

勒夏特列原理和楞次定律證明化學平衡反應和電磁感應現象的共同之處還可以這樣概括，即在外來因素引起系統內部平衡改變時，系統有通過自我調節恢復到原初穩定狀態的趨勢。

生態學家說：「生態系統內部能在一定時間內保持相對穩定，並在有外來干擾時通過自我調節恢復到原初的穩定狀態。」

在此處，生態學、熱力學和電磁學是相通的。

化學家說：「在可逆反應N2+3H2=2NH3中，體系達到平衡後，若把壓強增加為原來的兩倍，當新的平衡建立時，增加的壓強不再是原平衡的兩倍，也不是與原平衡相同，而是處於這兩者之間。」

歷史有一個規律：體制受到衝擊時，會引起體制中的某個元素不斷膨脹並打破體制平衡，產生新的體制。新體制不會與原體制完全不同，也不會與原體制相同，而是處於兩者之間。

比如亞歷山大二世廢除農奴制，農奴不再像從前那樣完全沒有自由，也不會像他們希望的那樣獲得完全的自由，而是處於兩者之間。

再比如我國現在的發展，我們不會像清王朝那樣固步自封，也不會像大躍進時那樣盲目浮躁走極端，而是處於兩者之間，在科學發展觀下冷靜地、平穩地發展。

在此處，化學反應規律、歷史發展規律是相通的。

祖國教育30年，應試教育發展至今成為了教育的主體形式。近年來社會公眾逐漸意識到，我們需要一種更科學的教育制度代替應試教育，並且這個意識越來越迫切與強烈。可是，教育改革12年沒有成效，素質教育千呼萬喚出不來，涼了一年又一年學生的心，使教育在學生方面受到衝擊。於是歷史讓韓寒站了出來，成為那個不斷膨脹並且打破體制平衡的元素。就像亞歷山大遭遇刺殺一樣，韓寒也受到了指責。做「打破平衡的元素」不是一件輕鬆 + 愉快的事。可是無論指責韓寒的人有如何充分的理由，韓寒畢竟站在那裡了，就像是「增加的壓強」，頂多被消減，不可能被消除。韓寒讓教育改革者對改革教育有了更深刻的認識，祖國教育不會是專門培養韓寒式人才的教育，也必將不再是一分定乾坤的應試教育，而是兩者之間。

在此處，勒夏特列原理和楞次定律可以解釋社會學現象。

有一句不成熟的話：世界是統一的，事理是有通性的。如果將勒夏特列原理抽象化，就可能是哲學，但只憑我現在掌握的知識不足以將它定性。我試著用它解釋了一些事情，比如生物進化。首先，無機環境對物種進行定向選擇。然後種群有了阻礙這種選擇的趨勢，即由環境對種群發生不利的變化，引起種群適應這種不利環境的變化。表現為物競天擇和種內鬥爭。另一方面，物種間有捕食關係，迫使物種朝不易被捕食的方向變化，以減小被捕食的可能，而捕食者又因被捕食者的變化而變化，以增加捕食的可能，表現為交替變化。於是生物有可能進化了，這是達爾文猜想的逆向思維。（生物進化是一個複雜的體系，在此只做籠統剖析。）其實，勒夏特列原理是一個類似於太陽系的理論體系，它包含於另一個更龐大、更普適的體系——它的銀河系——「自上而下+自下而上」體系。阻礙但不阻止。

人生也如是，只是如果你的意志夠堅定，一切也只是「阻礙但不阻止」。

應該是，天之道，損有餘而補不足。

考慮到耗散，最終會熵寂，接近一個極限。

不可以，他們之間毫無關係。大自然沒有什麼阻礙發展的規律。要說有的話，算能量動量守恆吧。再深究的話就是各種對稱性了。目前建議你少思考多讀書，否則很容易走偏變民科

樓主可以從能量守恆的角度去理解。

楞次定律，比如一個螺線管和磁鐵，給磁鐵一點動能，如果感應出的場不是阻礙磁鐵運動而是使磁鐵動能增加，那麼人類的能源問題就解決了。

又比如一個一個孤立體系的平衡反應，我給予系統一些能量使之溫度升高，如果平衡朝溫度升高的方向移動，這不就溫度一階導數大於零，二階導數還大於零，最後不久發散了溫度到無窮大了，那麼人類的能源問題又解決了。

p.s. 化學不是很懂

我最近也在想這個問題，楞次定律和勒夏特列原理這二者看起來非常地相似。但是我一直沒有想清楚的是：它們為什麼這麼相似？

我忽然想到：不這麼相似的系統全都不能穩定存在。

要是不符合楞次定律的話，線圈從磁場弱處到磁場強處，顯然磁場儲存了能量，但是動能卻沒有減少，總的能量就憑空增加了。那麼整個系統就可以不斷地重複這個過程，總能量就會一直增加下去，直到系統崩潰。

如果我就是特討厭勒夏特列，就是不遵守勒夏特列原理，那麼給定一個任意平衡態，我加入一定的反應物它的平衡仍然不變，那麼任意狀態全都是平衡態了。這一秒還是蘋果，下一秒分解重組變成屎了，再下一秒又變成香蕉了。整個世界的一切都不確定，化為純粹的混沌。要是加入反應物甚至反應還逆向了，那麼平衡態就變成了針尖上的平衡了，稍有擾動平衡就不復存在。而且注意這是任意的平衡態，所有的平衡都是走鋼絲了。那麼一樣的，這一秒還是蘋果，稍一擾動就變成屎了，再動又變成香蕉了。這不能穩定存在。

穩定的系統總是存在著各種的負反饋來維持穩定。要總結地說就是如此。楞次定律如此，勒夏特列原理如此，以及其他的物理定律也如此。

假設存在上帝的話，我覺得只創造一個世界太無聊了，我一定會創造成千上萬的世界，每個世界都有不一樣的物理定律。那麼最後，億億萬萬的世界最後能夠穩定而不至於崩潰的世界之中，一定有我們生活的這個。其實就是存活者理論，這個世界之所以是這樣的是因為我們是存活者。

在這裡提出這一種觀點供諸君參考。

勒夏特列原理可以理解為到達了吉布斯自由能最低的點，這決定了所有化學反應的方向，簡單來說能量越低越穩定

首先如很多朋友理解的那樣，作用力與反作用力是相等的，而且力的存在必須要有作用點自己施力物體和受力物體。用這種思想理解電磁學和化學上的可逆運動邏輯上說不通。個人看法是用平衡的思想去思考這種問題比較合適:即無論物理化學過程，都存在一個趨於平衡的方向，如果打破了這個平衡就會使過程向平衡移動。其實這個想法也是對楞次定理和平衡移動原理的總結罷了。

作用力與反作用力永遠相等，似乎跟前兩者差的有點多。

實際上我們可以這樣思考，不管是楞次定律還是勒夏特列原理，都是外力對體系改變而體系阻礙其改變，或者說對於穩態的一種維持。這和一般反應總是生成最穩定的物質類似，或者說形成最穩定的體系。個人意見。

楞次定律本質是能量轉換所謂的阻礙現象就是因為電場與磁場的能量相互轉換了

樓主可以把這理解成一種大自然規律，並可以延伸到其他地方其他學科

我高中也有跟同學討論過這個問題。前兩天在一個「定律在生活中的應用？」（記不清，大概是這個問題）上一個知友這樣回答：「楞次定律：走近一個人跟離開一個人都有很大難度」，我覺得雖然我的答案偏題，可是我覺得這樣生動的講解一下或許真的跟大自然的這些規律存在某種不謀而合。希望跟大家探討。謝謝

個人覺得，就兩字，「慣性」。

如果我沒有記錯，你問的這個問題在2001----2005年之間某一期的《中學生數理化》中有篇文章，講了這三個定理中的關係，時間太久，確實想不起具體的內容了，但是你可以查一下。ps：還說了函數圖像的平移，左加右減，上加下減。所以剛好是數學物理化學三個學科中的三個定理，我現在想起來了，文章確實看過，並且內容還記得，但是確實想不起來是哪一年哪一期，如果有大神看過，跟我說說。

其實在高中的時候我也有類似的想法，認為自然有一種維持自己狀態的傾向，包括po主所說的楞次定律和勒夏特列，實際上生物學中對於物種種群的描述，包括物理中統一場論（印象很深），都有這種特點。（化學中就更多了，但那都是以勒夏特列為基礎的一些引論，包括酸鹼理論中弱酸弱鹼還有中和緩衝的一些東西）。實際上po主所說的作用力反作用力也可以算是（畢竟反作用力是彈性形變產生的，需要思考的問題是為什麼所有物體都會發生彈性形變）。

我認為這是大自然避免自己被過度改變而設定的一種負反饋機制，維持自己的狀態盡量不受改變。

感覺解釋自然有保持原來的狀態的特性：即不想被改變。上面有些回答成慣性的很有道理，我給學生解釋勒夏特列原理的時候說就像你們晚上不想睡覺，早晨不想起來。

勒夏特列原理可能和熵有關，楞次定律是其他能量轉化為電能的一種表現，我作為高中生的看法