Ми витратили чимало часу, обговорюючи властивості консервативних сил. Що ж ми тепер скажемо про неконсервативні сили? Ми хочемо розібратися в цьому питанні детальніше, ніж це зазвичай роблять, і показати, що неконсервативних сил не буває! Виявляється, усі основні сили природи, судячи з усього, консервативні. Не подумайте, що це наслідок із законів Ньютона. Насправді, наскільки це уявляв собі сам Ньютон, сили можуть бути неконсервативними, як, наприклад, тертя, яке здається неконсервативним. Вживаючи слово «здається», ми викладаємо сучасну точку зору, яка доводить, що всі глибинні сили, усі сили взаємодії між частинками на найфундаментальнішому рівні є силами консервативними.
Коли ми, наприклад, аналізуємо систему на кшталт великого кулястого зоряного скупчення (фотографію такого скупчення ми показували) із тисячами взаємодіючих зір, то формула для загальної потенціальної енергії складається просто із суми доданків, кожен з яких виражає взаємодію якоїсь пари зір; так само й кінетична енергія є сумою кінетичних енергій усіх окремих зір. Але кулясте скупчення як ціле рухається і в просторі, і опинися ми від нього так далеко, що не змогли б розрізняти окремих деталей, ми б прийняли його за єдиний предмет. Якби при цьому до нього були прикладені якісь сили, то частина з них могла б рухати його як ціле, і ми б побачили, як рухається центр цього тіла. З іншого боку, інші сили могли б, якщо так можна висловитися, «витрачатися» на підвищення потенціальної або кінетичної енергії «частинок» усередині «тіла». Припустімо, наприклад, що дія цих сил призвела б до розширення всього скупчення і збільшення швидкостей «частинок». Загальна енергія «тіла» насправді зберігалася б. Але, дивлячись здалеку нашими слабкими очима, які не розрізняють безладних внутрішніх рухів, ми б бачили тільки кінетичну енергію всього тіла, і нам би здавалося, що енергія не зберігається, хоча вся справа була б у тому, що ми не розрізняємо деталей. Виявляється, що це завжди так: загальна енергія Всесвіту, кінетична плюс потенціальна, якщо подивитися як слід, завжди стала.
Вивчаючи найтонші властивості речовини на атомному рівні, не завжди легко розділити загальну енергію на дві частини, потенціальну і кінетичну, і не завжди такий поділ потрібен. У будь-якому разі він можливий майже завжди, тож давайте говорити, що він можливий завжди і що потенціальна плюс кінетична енергії світу сталі. Отже, загальна потенціальна плюс кінетична енергії всередині цілого світу сталі, і якщо «світ» — це ізольований шматок речовини, то його енергія стала, якщо тільки немає зовнішніх сил. Але, як ми бачили, частина кінетичної і потенціальної енергій предмета може бути внутрішньою (наприклад, внутрішні молекулярні рухи), внутрішньою в тому сенсі, що ми її не помічаємо. Ми знаємо, що в склянці води все коливається, всі частини безперервно рухаються, так що всередині є певна кінетична енергія, на яку ми зазвичай не звертаємо жодної уваги. Ми не помічаємо руху атомів, що породжує тепло, і тому не називаємо його кінетичною енергією, але основа тепла — все-таки кінетична енергія. Так само і внутрішня потенціальна енергія може, наприклад, мати форму хімічної енергії: коли ми спалюємо бензин, виділяється енергія, тому що потенціальні енергії атомів при новому їхньому розміщенні виявляються нижчими, ніж при попередньому розташуванні. Строго кажучи, тепло не можна вважати чисто кінетичною енергією, до нього входить і частина потенціальної енергії; те саме стосується і хімічної енергії, тож краще об'єднати їх і говорити, що загальна кінетична і потенціальна енергії всередині тіла — це частково тепло, частково хімічна енергія і т. д. У будь-якому разі всі ці різні форми внутрішньої енергії іноді розглядають як «втрачену» енергію в тому сенсі, як сказано вище; коли ми вивчимо термодинаміку, нам усе це стане зрозумілішим.
Як інший приклад візьмемо тертя. Невірно, що кінетична енергія внаслідок тертя зникає; це невірно, хоча тіло, яке ковзає, і справді зупиняється, і здається, що кінетична енергія пропала. Але вона не пропадає, бо атоми всередині тіла починають рухатися з більшим запасом кінетичної енергії; хоч ми цього й не можемо побачити, але можна здогадатися про це з підвищення температури. Звісно, якщо не звертати уваги на теплову енергію, то теорема про збереження енергії видасться неправильною.
Ще в одному випадку може здатися, що енергія не зберігається: коли ми вивчаємо частину всієї системи. Цілком природно, що якщо щось взаємодіє з чимось зовнішнім і ми нехтуємо цією взаємодією, то теорема про збереження енергії виглядатиме невірною.
У класичній фізиці до потенціальної енергії включали тільки тяжіння й електрику, але тепер у нас є і атомна енергія, і багато чого іншого. У класичній теорії, наприклад, світло — це особлива форма енергії, але можна, якщо нам цього хочеться, уявити собі енергію світла як кінетичну енергію фотонів, і тоді наша формула (14.2) знову виявиться справедливою.