质量乘以光速的平方,这就是能量,一个小物体就拥有巨大的能量?

无论是质量守恒,还是能量守恒,都是人类科学发展过程中认知局限的产物,现在我们知道了,无论是质量,还是能量,都无法实现单独守恒,只有二者相结合才能实现真正的守恒,这就是质能守恒。

只要你上过初中化学课,那么就一定做过化学式的配平,而配平化学式的过程会使得我们产生一种误会,误会质量是守恒的。而在实际的化学实验过程中,化学反应前与反应后的物质质量似乎的确是相同的,这是为什么呢?事实上化学反应前与反应后的质量并不是没有变化的,只不过变化极其微小,小到根本无法察觉,而这还是在核技术发展起来之后,人类才意识到的,因为在核反应的过程中,大量的能量被释放了出现,这使得质量的损失变得可以察觉,因此科学家们也就联想到在化学反应过程中,实际上也是存在着质量损失的。

可见,无论是核反应,还是化学反应,质量都不是守恒的,亏损的质量会以能量的形式表现出来,当我们把质量和能量放在一起来看待的时候,就真正实现了守恒,这就是质能守恒。

爱因斯坦的狭义相对论告诉我们,宇宙的本质实际上就是能量,而质量只不过是能量的一种表现形式而已。而质量与能量之间的关系可以用著名的质能方程来进行表示,也就是E=mc∧2。在这个公式中,E就是能量,m是物体的质量,c代表光速,也就是说一个物体所蕴含的能量就等于这个物体质量乘以光速的平方。这可是一个了不得的公式,而其所代表的意义就更是了不得,因为光速是每秒299792458千米,而光速的平方无疑是一个天文数字,也就是说无论一个物体的质量多么微小,其所蕴含的能量都是极其巨大的。

任何一个小物体都拥有无比巨大的能量吗?

要解答这个问题,我们还要先弄懂什么是质量。质量可以分为两个部分,静止质量和运动质量,静止质量就是一个物体在静止状态下所拥有的质量,物体的静止质量代表了物体内部物质总量的多少,是不会因任何外在的影响而发生改变的。

而物体的运动质量就不同了,运动质量又可以称之为惯性质量,当一个物体开始运动的时候,它便具备了惯性质量,随着运动速度的增加,惯性质量也会随之增加,当物体的运动速度达到光速的时候,惯性质量也就增大到了无穷。虽然惯性质量与引力质量是等效的,但并不是说惯性质量就完全等同于引力质量。

惯性质量的本质实际上就是物体运动所产生的动能,随着运动速度的加快,物体的动能增加,因质量是能量的表现形式,所以当我们以质量的方式将增加的动能表现出来之后就成为了我们所说的惯性质量,但惯性质量的增加绝不代表物质质量的真实增加,因为一个物体内部的物质总量的多少是不变的,不会受到运动速度的影响。

从中我们也可以看出质能方程所描述的是质量与能量之间的对应关系,而质能守恒明确地告诉了我们质量与能量是一个整体,而并非两个相互转化的独立个体。因此说一个小物体就拥有无比巨大的能量,这种表述本身就是存在问题的。从理论上来讲,一个小物体的确代表着巨大的能量,但这并没有什么现实的意义,因为没有任何可能将一个物体完全转化为可利用的能量。

如果单从理论上来讲,将一个物体完全转化为能量是可行的,那就是借助于反物质。

当一个物质与它对应的反物质相遇的时候,就会发生湮灭,湮灭的过程会将物质的质量完全转化为纯能量,在这种情况下,只需要湮灭一把椅子就能够满足全人类的能源需求。

但问题在于反物质从何而来呢?先不说我们是否能够制造出足量的反物质,即使能够制造出来,也并没有现实意义。反物质不会凭空产生,要制造反物质就需要与之相对应的能量,消耗了这些能量制造出反物质,然后再用反物质湮灭物质来获得能量,这样做有什么意义呢?如果我们真的有了与要制造的反物质相对应量能量,直接利用就好了。所以说,任何一个小物体都代表了巨量的能量,但我们并不能真的把它变成能量。

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