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質(zhì)能方程E=MC²，是狹義相對(duì)論的重要推論！其通常被理解為質(zhì)量與能量的換算關(guān)系，甚至說成是質(zhì)量與能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。真是這樣嗎？它到底應(yīng)該表示什么樣的含義？

要看出質(zhì)能關(guān)系的含義，首先要看它是怎樣產(chǎn)生出來的。質(zhì)能關(guān)系有多種推導(dǎo)方法，但最能體現(xiàn)其含義的是4維形式，由4維協(xié)變的要求先導(dǎo)出相對(duì)論能量公式E²=P²C²+M0²C⁴，靜止時(shí)動(dòng)量P=0，于是有靜能量E=M₀C²。

由其導(dǎo)出的過程可以看出，質(zhì)能關(guān)系是光速不變性和4維協(xié)變性的要求。而4維協(xié)變性表示的是坐標(biāo)系之間的洛倫茲變換，那么質(zhì)能關(guān)系所反映的應(yīng)該就是質(zhì)量與坐標(biāo)系的關(guān)系。由相對(duì)論的假設(shè)：光速相對(duì)于所有參照系不變，那么反過來也可以說所有參照系相對(duì)于光速不變，如此參照系內(nèi)的靜止物體相對(duì)于光速也是C。又由于在相對(duì)論框架內(nèi)，兩參照系間的轉(zhuǎn)換是用光來作為紐帶的，那么參照系內(nèi)的物體要先換算成相對(duì)于光速，然后才能換算到其它參照系里去。

因此E=MC²所表示的含義僅是：參照系里的物體相對(duì)于光速的動(dòng)能，而不是什么質(zhì)量與能量的換算關(guān)系，更不是質(zhì)量與能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。動(dòng)能有1/2的系數(shù)，由于不區(qū)分光速的方向，有左右方向兩種，所以乘以2，就是MC²。

說到質(zhì)能關(guān)系一定繞不過原子彈，很多人說原子彈爆炸就是質(zhì)能關(guān)系最好的證明。但是若仔細(xì)了解一下原子彈的發(fā)展歷史就會(huì)發(fā)現(xiàn)，原子彈的爆炸是量子力學(xué)和原子物理學(xué)發(fā)展的自然結(jié)果，和質(zhì)能方程沒有一點(diǎn)關(guān)系。

那么有些人又會(huì)說，既然和原子彈爆炸沒有關(guān)系那為什么算出的能量和原子彈一樣？我想這其中應(yīng)該存在著什么差錯(cuò)！表示的是物體相對(duì)于光速的動(dòng)能，是一個(gè)很大的數(shù)字；原子彈反映的是原子核內(nèi)的強(qiáng)相互作用力的裂變能，也是一個(gè)很大的數(shù)字，再者原子核裂變能，主要靠實(shí)驗(yàn)來測(cè)量，這么大的爆炸實(shí)驗(yàn)也是難以精確測(cè)量，差幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在客觀上也是難以分辨。

 作者：王東迪

 2020年3月9日