从压缩弹簧说起物质如何蕴含势能

  在前天我在回答盘点高中级别冷知识的问题中，以这样一个看起来有点儿刁钻的问题开头，引起了大家广泛的关注和热烈的讨论[1]。我很高兴这样的回答能够引发大家的探究性思考，而压缩弹簧为了终结这样悬而未决的问题，我在这里给出一个完备的回答。因为其实对于高中所学习的知识，甚至于非材料科学/凝聚态物理这些着重研究物质内禀属性的知识，对物质的认知，沿着从微观到宏观的路线是脱节的。

  在化学学科，我们知道物质由分子组成，分子则由原子或离子（团）构成；在物理学科，我们能够通过给定物质的比热容计算升高一摄氏度需要多少焦耳的能量，我们能够计算物块的自由落体，计算碰撞物体间的动量守恒，一个人站在静止的船上往岸上扔货物会导致船往远离岸边的方向以怎样的速度运动。但宏观物质的属性和微观物质的属性是否相同，又是否是简单的叠加关系，这些是基础的科学理论[2]不能够解释的。
  正是由于这个不经过细致的审查就无法察觉到的知识的漏洞，导致文章最开始的这个问题变得看起来无从下手。在讨论“被压缩的弹簧在被腐蚀后弹性势能到哪里去了”这个问题之前，需要优先解决的问题是从高中学到能量这个概念后我们就了解到，机械能主要分为两大类，分别是动能和势能，不同于势能，前者直接能够通过物质运动的速度、以[公式]的关系直观地体悟到为了对抗魔王，勇者攀登到山顶能够获得被称为重力势能的巨大能量。拥有庞大势能的系统和不拥有势能的系统到底有什么区别？