E=mc^2
物質(zhì)不滅定律,說的是物質(zhì)的質(zhì)量不滅;能量守恒定律,說的是物質(zhì)的能量守恒。(信息守恒定律)
雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發(fā)現(xiàn)了,但是人們以為這是兩個(gè)風(fēng)馬牛不相關(guān)的定律,各自說明了不同的自然規(guī)律。甚至有人以為,物質(zhì)不滅定律是一條化學(xué)定律,能量守恒定律是一條物理定律,它們分屬于不同的科學(xué)范疇。
愛因斯坦認(rèn)為,物質(zhì)的質(zhì)量是慣性的量度,能量是運(yùn)動(dòng)的量度;能量與質(zhì)量并不是彼此孤立的,而是互相聯(lián)系的,不可分割的。物體質(zhì)量的改變,會(huì)使能量發(fā)生相應(yīng)的改變;而物體能量的改變,也會(huì)使質(zhì)量發(fā)生相應(yīng)的改變。
在狹義相對論中,愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能公式:E=mc^2(這里的E代表能量,m代表多少質(zhì)量,c代表光的速度,近似值為3×10^8m/s,這說明能量可以用減少質(zhì)量的方法創(chuàng)造!)。
愛因斯坦的理論,最初受到許多人的反對,就連當(dāng)時(shí)一些著名物理學(xué)家也對這位年青人的論文表示懷疑。然而,隨著科學(xué)的發(fā)展,大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明愛因斯坦的理論是正確的,愛因斯坦才一躍而成為世界著名的科學(xué)家,成為20世紀(jì)世界最偉大的科學(xué)家。

愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系公式,正確地解釋了各種原子核反應(yīng):就拿氦4來說,它的原子核是由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的。照理,氦4原子核的質(zhì)量就等于2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子質(zhì)量之和。實(shí)際上,這樣的算術(shù)并不成立,氦核的質(zhì)量比2個(gè)質(zhì)子、2個(gè)中子質(zhì)量之和少了0.0302u(原子質(zhì)量單位)!這是為什么呢?因?yàn)楫?dāng)2個(gè)氘[dao]核(每個(gè)氘核都含有1個(gè)質(zhì)子、1個(gè)中子)聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí),釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時(shí),大約放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因?yàn)檫@樣,氦4原子核的質(zhì)量減少了。
這個(gè)例子生動(dòng)地說明:在2個(gè)氘原子核聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí),似乎質(zhì)量并不守恒,也就是氦4原子核的質(zhì)量并不等于2個(gè)氘核質(zhì)量之和。然而,用質(zhì)能關(guān)系公式計(jì)算,氦4原子核失去的質(zhì)量,恰巧等于因反應(yīng)時(shí)釋放出原子能而減少的質(zhì)量!
這樣一來,愛因斯坦就從更新的高度,闡明了物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律的實(shí)質(zhì),指出了兩條定律之間的密切關(guān)系,使人類對大自然的認(rèn)識(shí)又深了一步。
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