第125章 解释三：质能方程，横空出世！震惊众人！（1/2）

第125章 解释三：质能方程，横空出世！震惊众人！

证明完动量守恒定律在相对论中依然成立后，李奇维没有停下，他继续说道：“同理，能量也是如此。”

“普朗克教授所谓的能量指的就是动能，物体运动后所具有的能量。”

“按照牛顿力学的定义，动能的表达方式为【e=1/2mv】。”

“一个质量为m的小滑块静止在地面，则它的动能为0。”

“当我们用恒力f去推动滑块，滑块移动了距离s，然后均匀加速到速度v。”

“如果我们计算力f在距离s上做的功，会发现它正好等于滑块的动能1/2mv。”

“这也是动能定理的内容，即外力对物体做的功，等于物体的动能改变量。”

“如果想要经过lqw变换后，依然满足守恒，则动能需要经过以下改变。”

“首先，我们用【力乘以位移】来计算外力的功，即【e=fs】。”

“虽然力f可以用【f=ma】表示，但是刚刚我已经推导了相对论中的新动量定义。”

“所以，我用动量的变化率【△p/△t】表示f。”

“这样可以节省大量的运算，而且符合逻辑。”

“前面我们假设力f是不变的，滑块在做均匀加速运动，但这只是一种特例。”

“为了保证普适性，我们假设f和s在变化，则这里还需要用到微积分。”

“如图所示，我要开始计算了。”

“咔咔咔、咔咔咔”

“经过计算后，我就得到了在相对论中，新动能的定义方式。”

在众人起初不在意，然后渐渐皱眉，最后瞪大双眼的震惊下。

李奇维最后推导出来的公式为：【e=γmc-mc】。

他继续解释道：“这就是坚持相对论的基本原理，认为物理定律应该满足lqw变换后，得出的新动能定义。”

“这个公式中，γ称为相对论因子，与物体的速度v有关，γ=1/√（1-v/c）。”

“我知道，大家可能不太习惯这种动能的表示方法。”

“但是，牛顿力学就是相对论的近似，不信你们看。”

“我只要将γ进行泰勒展开，一阶.二阶”

“成了，这时候就变成了我们熟悉的牛顿力学定义的动能形式：e=1/2mv。”

“这证明了，牛顿力学动能只是相对论动能的二阶近似。”

“m依然是我们知道的质量，是一个不随速度和参考系变化而变化的物理量。”

“而e就是物体因为运动，而具有的动能。”

“仔细看这个公式，如果当物体的速度v等于0时，那么γ就等于1。”

“动能就变成e=mc-mc=0。即静止物体的动能为0，这很符合我们的认知。”

“但是，当物体速度逐渐增大时，相对论因子γ就开始大于1。”

“γmc与mc的差值越来越大，结果就是物体的动能不断增大。”

“mc可以理解为质量为m的物体在静止时具有的能量，我把它简称为【静能】。”

“而e是物体的动能，动能加静能自然就是物体的总能量。”

“即：【e+mc=γmc】，γmc就是物体因为运动，而具有的总能量。”

“当然，如果我们把方程换个形式，也可以理解为物体的质量会随着速度增大而增大。”

“但我认为这种理解，会丢失某些重要的物理信息。”

“所以，经过以上的推导后，我们可以得到一个简约的公式。”

“一个静止的物体依然具有能量，统称为静能。”

“且物体的静能与质量有对应关系，即【e=mc】，c为光速。”

“我把这个方程叫做【质能方程】。”

当这个著名的方程，被李奇维通过相对论循序渐进推出来后。

“嘶！”

无数人倒吸一口凉气。

“轰！”

紧接着就是会场内彻底沸腾。

所有人都看着那个仿佛上帝亲手写下的公式。

内心止不住疯狂呐喊：

什么情况？

能量和质量不应该是相互独立的概念吗？

怎么会有等式关系。

这与牛顿力学根本不符合。

在牛顿力学中，物体静止时，能量为0才对。

“不可能，绝对不可能。”

“这岂不是说质量可以转换成能量？”

按照这个公式，一个物体哪怕在静止时，依然具有能量，而且能量大小还与质量有关。

最关键的是，还要乘以一个光速的平方，这是什么概念？

那岂不是说，一个小小的苹果，其蕴含的能量就是一个天文数字了？

诺贝尔先生曾经发明一种炸药，名为tnt。（注：实际上不是诺尔贝发明的，但当时的人们认为是他发明的。）

一千克的tnt爆炸所产生的能量为四百万焦耳。

按照质能方程计算，一个苹果蕴含的能量大概相当于.500万吨tnt爆炸的能量。

“嘶！”

计算出结果的物理学者们，顿时被震惊的麻木了，呆呆的不敢置信。

这简直就是天方夜谭啊！

一时间，就连汤姆逊等资深物理学家们也懵逼了。

布鲁斯到底推导出一个什么物理怪胎啊！

刚刚在计算动量时，还在众人的接受范围内，而且大家认为思路没什么问题。

不过怎么到动能时，竟然会得出这样一个结果。

那些受传统物理影响很深的物理学家，此刻都在喃喃自语。

开尔文勋爵、瑞利勋爵、凯斯教授。

他们不约而同地反对：“怎么可能，质量和能量完全就是两个概念啊？”

这一刻，哪怕是之前支持李奇维的人，也被震撼的无语了。

潜意识认为一定是哪里出错了。

e=mc？

岂不是说，通过质量亏损可以得到能量？而且是巨大无比的能量，因为需要乘以光速平方这个天文数字。

李奇维将众人的表情，一切尽收眼底。

他甚至已经预感到大家会产生什么联想了。

包括但不限于：

【质量可以转化成能量。】

【质量是能量的一种形式。】