作者：虚空圣堂
举手投足间，尽显顶级物理学家的风采，让人膜拜。
李奇维把众人表情尽收眼底，用只有自己能听到的声音，低声笑道：
“呵呵，接下来能量的推导，就得给你们带去一点小小的震撼了。”
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。】
【质量亏损可以变为能量。】
可惜，以上这些认知全部是错误的。
这时，开尔文勋爵忍不住站了出来，“布鲁斯，你前面的推导非常精彩，但是关于质能方程，我有点问题。”
“第一，静止的物体，它的能量从何而来？”
“第二，根据质能方程，岂不是说亏损质量就能得到能量？”
李奇维淡淡一笑，果然像开尔文勋爵这样的老一辈物理学家，是接受不了质能方程的。
因为它实在太匪夷所思了，可以说完全颠覆了牛顿体系的想象。
这就是相对论的魅力之处。
在其他人和开尔文勋爵一样的迷茫下，李奇维笑道：“勋爵，感谢你的提问，我想很多人都有这个疑惑。”
“第一，一个物体静止时，它的能量是多种多样的，有内能、化学能、各种势能等。”这时候，他可不敢说核能。
“但是我不关心种类，把它们都加起来后，除以c，就能得到物体的质量m。”
“【质量是能量的量度】。这一句话非常关键，大家可以仔细揣摩。”
开尔文勋爵脸上的疑惑依然很深，他一时半会很难体会这句话的深刻内涵。
倒是卢瑟福若有所思的点点头，好像明白了什么。
“至于第二个问题，所谓的【质量亏损】、【质量可以转换成能量】，其实都是一种误解。”
“我想问大家一个问题，质量是什么？”
众人交头接耳，觉得李奇维有点莫名其妙，质量就是质量啊，还能是什么。
不过，资深物理学家大佬们全都在冥思苦想，体味李奇维的深意。
没办法，现在的李奇维感觉和他们不是一个次元的了。
任何一句话都包含惊天动地、颠覆一切的信息。
李奇维没有等回答，继续说道：“在牛顿时代，宇宙万物都是由实物粒子组成。”
“各种物理现象，只是这些粒子的排列组合和运动变化。”
“而粒子的运动规律，则由牛顿力学支配。”
“在这种情况下，人们认为组成物质的粒子是不可摧毁的。”
“后来化学家们，发现化学反应前后，物质的总质量不变，这就是大名鼎鼎的质量守恒定律。”
“化学反应只是原子间的排列组合，只要原子的种类和数目没变，自然总质量就不会变。”
“这个定律更加证明了物质不可摧毁的观点。”
“只要我们认为【一个物体的质量等于组成这个物体的所有粒子质量之和】，那么质量就是物质的代名词。”
“因为人的潜意识就认为，只要是物质，肯定由粒子组成。”
“但是！”李奇维忽然提高了声音。
“在这种语境下，能量又是什么呢？”
“我们以一个化学反应，煤炭燃烧为例。”
“在化学家眼里，燃烧就是煤炭里的碳原子和空气中的氧原子结合成二氧化碳分子，然后这个过程释放了能量。”
“但燃烧前后，原子的种类和数目都没有变化，所以质量不变。”
“在这种经典体系下，质量和能量是明显不同的两个东西。”
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