作者：虚空圣堂
舉手投足間，盡顯頂級物理學家的風采，讓人膜拜。
李奇維把腥吮砬楸M收眼底，用只有自己能聽到的聲音，低聲笑道：
“呵呵，接下來能量的推導，就得給你們帶去一點小小的震撼了。”
第125章 解釋三：質能方程，橫空出世！震驚腥耍�
證明完動量守恆定律在相對論中依然成立後，李奇維沒有停下，他繼續說道：“同理，能量也是如此。”
“普朗克教授所謂的能量指的就是動能，物體邉俞崴哂械哪芰俊！�
“按照牛頓力學的定義，動能的表達方式爲【E=1/2mv】。”
“一個質量爲m的小滑塊靜止在地面，則它的動能爲0。”
“當我們用恆力F去推動滑塊，滑塊移動了距離S，然後均勻加速到速度v。”
“如果我們計算力F在距離S上做的功，會發現它正好等於滑塊的動能1/2mv。”
“這也是動能定理的內容，即外力對物體做的功，等於物體的動能改變量。”
“如果想要經過LQW變換後，依然滿足守恆，則動能需要經過以下改變。”
“首先，我們用【力乘以位移】來計算外力的功，即【E=FS】。”
“雖然力F可以用【F=ma】表示，但是剛剛我已經推導了相對論中的新動量定義。”
“所以，我用動量的變化率【△p/△t】表示F。”
“這樣可以節省大量的咚悖曳线壿嫛！�
“前面我們假設力F是不變的，滑塊在做均勻加速邉樱@只是一種特例。”
“爲了保證普適性，我們假設F和S在變化，則這裏還需要用到微積分。”
“如圖所示，我要開始計算了。”
“咔咔咔、咔咔咔”
“經過計算後，我就得到了在相對論中，新動能的定義方式。”
在腥似鸪醪辉谝猓会釢u漸皺眉，最後瞪大雙眼的震驚下。
李奇維最後推導出來的公式爲：【E=γmc-mc】。
他繼續解釋道：“這就是堅持相對論的基本原理，認爲物理定律應該滿足LQW變換後，得出的新動能定義。”
“這個公式中，γ稱爲相對論因子，與物體的速度v有關，γ=1/√（1-v/c）。”
“我知道，大家可能不太習慣這種動能的表示方法。”
“但是，牛頓力學就是相對論的近似，不信你們看。”
“我只要將γ進行泰勒展開，一階.二階”
“成了，這時候就變成了我們熟悉的牛頓力學定義的動能形式：E=1/2mv。”
“這證明了，牛頓力學動能只是相對論動能的二階近似。”
“m依然是我們知道的質量，是一個不隨速度和參考系變化而變化的物理量。”
“而E就是物體因爲邉樱哂械膭幽堋！�
“仔細看這個公式，如果當物體的速度v等於0時，那麼γ就等於1。”
“動能就變成E=mc-mc=0。即靜止物體的動能爲0，這很符合我們的認知。”
“但是，當物體速度逐漸增大時，相對論因子γ就開始大於1。”
“γmc與mc的差值越來越大，結果就是物體的動能不斷增大。”
“mc可以理解爲質量爲m的物體在靜止時具有的能量，我把它簡稱爲【靜能】。”
“而E是物體的動能，動能加靜能自然就是物體的總能量。”
“即：【E+mc=γmc】，γmc就是物體因爲邉樱哂械目偰芰俊！�
“當然，如果我們把方程換個形式，也可以理解爲物體的質量會隨着速度增大而增大。”
“但我認爲這種理解，會丟失某些重要的物理信息。”
“所以，經過以上的推導後，我們可以得到一個簡約的公式。”
“一個靜止的物體依然具有能量，統稱爲靜能。”
“且物體的靜能與質量有對應關係，即【E=mc】，c爲光速。”
“我把這個方程叫做【質能方程】。”
當這個著名的方程，被李奇維通過相對論循序漸進推出來後。
“嘶！”
無數人倒吸一口涼氣。
“轟！”
緊接着就是會場內徹底沸騰。
所有人都看着那個彷彿上帝親手寫下的公式。
內心止不住瘋狂吶喊：
什麼情況？
能量和質量不應該是相互獨立的概念嗎？
怎麼會有等式關係。
這與牛頓力學根本不符合。
在牛頓力學中，物體靜止時，能量爲0纔對。
“不可能，絕對不可能。”
“這豈不是說質量可以轉換成能量？”
按照這個公式，一個物體哪怕在靜止時，依然具有能量，而且能量大小還與質量有關。
最關鍵的是，還要乘以一個光速的平方，這是什麼概念？
那豈不是說，一個小小的蘋果，其蘊含的能量就是一個天文數字了？
諾貝爾先生曾經發明一種炸藥，名爲TNT。（注：實際上不是諾爾貝發明的，但當時的人們認爲是他發明的。）
一千克的TNT爆炸所產生的能量爲四百萬焦耳。
按照質能方程計算，一個蘋果蘊含的能量大概相當於.500萬噸TNT爆炸的能量。
“嘶！”
計算出結果的物理學者們，頓時被震驚的麻木了，呆呆的不敢置信。
這簡直就是天方夜譚啊！
一時間，就連湯姆遜等資深物理學家們也懵逼了。
布魯斯到底推導出一個什麼物理怪胎啊！
剛剛在計算動量時，還在腥说慕邮芄爣鷥龋掖蠹艺J爲思路沒什麼問題。
不過怎麼到動能時，竟然會得出這樣一個結果。
那些受傳統物理影響很深的物理學家，此刻都在喃喃自語。
開爾文勳爵、瑞利勳爵、凱斯教授。
他們不約而同地反對：“怎麼可能，質量和能量完全就是兩個概念啊？”
這一刻，哪怕是之前支持李奇維的人，也被震撼的無語了。
潛意識認爲一定是哪裏出錯了。
E=mc？
豈不是說，通過質量虧損可以得到能量？而且是巨大無比的能量，因爲需要乘以光速平方這個天文數字。
李奇維將腥说谋砬椋磺斜M收眼底。
他甚至已經預感到大家會產生什麼聯想了。
包括但不限於：
【質量可以轉化成能量。】
【質量是能量的一種形式。】
【質量虧損可以變爲能量。】
可惜，以上這些認知全部是錯誤的。
這時，開爾文勳爵忍不住站了出來，“布魯斯，你前面的推導非常精彩，但是關於質能方程，我有點問題。”
“第一，靜止的物體，它的能量從何而來？”
“第二，根據質能方程，豈不是說虧損質量就能得到能量？”
李奇維淡淡一笑，果然像開爾文勳爵這樣的老一輩物理學家，是接受不了質能方程的。
因爲它實在太匪夷所思了，可以說完全顛覆了牛頓體系的想象。
這就是相對論的魅力之處。
在其他人和開爾文勳爵一樣的迷茫下，李奇維笑道：“勳爵，感謝你的提問，我想很多人都有這個疑惑。”
“第一，一個物體靜止時，它的能量是多種多樣的，有內能、化學能、各種勢能等。”這時候，他可不敢說核能。
“但是我不關心種類，把它們都加起來後，除以c，就能得到物體的質量m。”
“【質量是能量的量度】。這一句話非常關鍵，大家可以仔細揣摩。”
開爾文勳爵臉上的疑惑依然很深，他一時半會很難體會這句話的深刻內涵。
倒是盧瑟福若有所思的點點頭，好像明白了什麼。
“至於第二個問題，所謂的【質量虧損】、【質量可以轉換成能量】，其實都是一種誤解。”
“我想問大家一個問題，質量是什麼？”
腥私活^接耳，覺得李奇維有點莫名其妙，質量就是質量啊，還能是什麼。
不過，資深物理學家大佬們全都在冥思苦想，體味李奇維的深意。
沒辦法，現在的李奇維感覺和他們不是一個次元的了。
任何一句話都包含驚天動地、顛覆一切的信息。
李奇維沒有等回答，繼續說道：“在牛頓時代，宇宙萬物都是由實物粒子組成。”
“各種物理現象，只是這些粒子的排列組合和邉幼兓！�
“而粒子的邉右幝桑瑒t由牛頓力學支配。”
“在這種情況下，人們認爲組成物質的粒子是不可摧毀的。”
“後來化學家們，發現化學反應前後，物質的總質量不變，這就是大名鼎鼎的質量守恆定律。”
“化學反應只是原子間的排列組合，只要原子的種類和數目沒變，自然總質量就不會變。”
“這個定律更加證明了物質不可摧毀的觀點。”
“只要我們認爲【一個物體的質量等於組成這個物體的所有粒子質量之和】，那麼質量就是物質的代名詞。”
“因爲人的潛意識就認爲，只要是物質，肯定由粒子組成。”
“但是！”李奇維忽然提高了聲音。
“在這種語境下，能量又是什麼呢？”
“我們以一個化學反應，煤炭燃燒爲例。”
“在化學家眼裏，燃燒就是煤炭裏的碳原子和空氣中的氧原子結合成二氧化碳分子，然後這個過程釋放了能量。”
“但燃燒前後，原子的種類和數目都沒有變化，所以質量不變。”
“在這種經典體系下，質量和能量是明顯不同的兩個東西。”
上一篇：刚在黑洲当上元首，二战爆发了？
下一篇：历史副本从崖山海战开始