E=mc∧2,如此简洁的公式,却蕴含着深刻的道理,这就是质能方程,它是从狭义相对论中推导出的结论。爱因斯坦用光速这个常数,便将质量和能量这两个物理学中非常重要的物理量联系起来,表明质量和能量是等价的。
光每秒能跑30万公里,数值非常大,它的平方自然是一个十分庞大的数字,这也意味着很小的质量中就蕴含着非常庞大的能量。数据显示,仅1千克铀235全部裂变,就相当于燃烧2000吨煤所释放的能量,而这一裂变过程仅丢失了不到0.1%的质量。
这里顺便提一下,核弹的发明与质能方程没有多大关系,当然也与爱因斯坦没有多大关系,爱因斯坦只是在二战期间曾经建议美国要赶在德国之前研制出原子弹。仅知道一个质能方程,人类也只是知道物质中蕴含着巨大的能量,至于怎么利用,却不知道,这样根本发明不出原子弹,原子弹依靠的是链式核裂变反应。况且,就算爱因斯坦没有提出质能方程,人类也能够发明核弹。
核弹能够释放出巨大的能量,就是因为核反应过程中存在较大的质量亏损,它们全都转化成了能量。一般认为化学反应过程中反应前后的物质总质量是守恒的,不过细究下来,化学反应过程中也存在质量亏损,毕竟化学反应过程中伴随着能量变化,只是这种变化十分微小,几乎可以忽略。
质量是最基本的物理量之一,可分为静止质量和动质量,静止质量是物质处于静止状态时的质量,动质量则是物质因运动所具有的质量。由于物质不可能处于绝对静止状态,所以并不存在严格意义上的静止质量。比如一个静止的苹果,构成它的粒子仍然在运动。而在这些反应过程中转化为能量的质量都是指静止质量,总之质量也可以作为能量的量度。