如何深刻理解E=MC²这个方程？

导读：如何深刻理解E=MC²这个方程？狭义相对论听起来应该如雷贯耳，想必当年爱因斯坦也是绞尽脑汁之后取得的伟大成就，所以当年一大波科学家都看不懂！但其实在1905年，爱因斯坦发表了一大波论文，而最著名的《论运动物体的电动力学》(狭义相对论)和《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》（质能方程）发表时间分别是9月26日和9月27日，居然就相隔一天，这脑子果然不是一般人所能理解！《论运动物体的电动力学》听起来有些拗口，但简单的如质增效应、尺缩效应以及钟慢效应各位肯定是知道的，这篇论文说的就是这个！

而《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》的内容则是质能等价方程，论文只有薄薄几页，是《论运动物体的电动力学》论文的延伸，描述的是在质增等效应下，物体蕴含的能量变化计算公式，而这个公式在推导出物体的能量在静止时为：E=mc²。 该如理解该公式？

内容如下：

我们都知道这个等式源于爱因斯坦对于物体惯性和它自身能量关系的研究。研究的著名结论就是物体质量实际上就是它自身能量的量度。为了便于理解此关系的重要性，可以比较一下电磁力和引力。

电磁学理论认为，能量包含于与力相关而与电荷无关的场（电场和磁场）中。在万有引力理论中，能量包含于物质本身。因此物质质量能够使时空扭曲。

这个方程对于原子弹的发展是关键性的。

物体的静止能量是它的总内能，包括分子运动的动能、分子间相互作用的

势能、使原子与原子结合在一起的化学能、原子内使原子核和电子结合在一起的电磁能，以及原子核内质子、中子的结合能…….物体静止能量的揭示是相对论最重要的推论之一，它指出，静止粒子内部仍然存在着运动。一定质量的粒子具有一定的内部运动能量，反过来，带有一定内部运动能量的粒子就表现出有一定的惯性质量。

在基本粒子转化过程中，有可能把粒子内部蕴藏着的全部静止能量释放出来，变为可以利用的动能。例如，当π介子衰变为两个光子时，由于光子的静止质量为零而没有静止能量，所以，π介子内部蕴藏着的是全部静止能量。

守恒定律

:在一个孤立系统内，所有粒子的相对论动能与静能之和在相互作用过程中保持不变，称为质能守恒定律。

在相对论里，质能公式描述了质量与能量存在固定关系。在经典力学中，质量和能量之间是相互独立、没有关系的，但在相对论力学中，能量和质量只不过是物体力学性质的两个不同方面而已。这样，在相对论中质量这一概念的外延就被大大地扩展了。

爱因斯坦指出：“如果有一物体以辐射形式放出能量ΔE，那么它的质量就要减少

至于物体所失去的能量是否恰好变成辐射能，在这里显然是无关紧要的，于是我们被引到了这样一个更加普遍的结论上来。物体的质量是它所含能量的量度。他还指出这个结果有着特殊的理论重要性，因为在这个结果中，惯性质量和能量以同一种东西的姿态出现……我们无论如何也不可能明确地区分体系的‘真实’质量和‘表现’质量。把任何惯性质量理解为能量的一种储藏，看来要自然得多。

这样，原来在经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来，成了统一的“质能守恒定律”，它充分反映了物质和运动的统一性。质能方程说明，质量和能量是不可分割而联系着的。一方面，任何物质系统既可用质量m来标志它的数量，也可用能量E来标志它的数量；另一方面，一个系统的能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统接受而增加了能量时，其质量也相应地增加。

爱氏的贡献不仅仅是质能方程所揭示的能量与质量的关系。更是延伸了人们对于惯性的认识。这我在此书的开头，论证引力是惯性源泉的时候，就提到了。即能量具有惯性是爱氏的贡献。

而我关于惯性的思考，在第四十九章，列出了以下几点：

1、任何过程要考虑时间，考虑时间就要涉及速度。速度的上限是光速。所以惯性作用的速度也是光速。超距作用不可想象，没有理论基础，也没有实质想象的实验，包括量子纠缠也不算。

2、任何具有质量的物质具有惯性，任何具有能量的东西也具有惯性。能量本身就是具有惯性的。就说明这是一种普遍的性质。就要考虑到物质或能量的整体。而这样东西就是时空，就是引力场。惯性与距离无关，因为这是一种性质。我们不能说A物质对B物质的惯性是多少。没有这样的说法。我们只是说A物质的惯性怎样，B物质的惯性咋样？说惯性作用的速度是光速，是说物体抵抗运动状态改变的速度是光速。但有一个不争的事实是——任何时候，物体都具有惯性。也就是从某种意义上来说，任何物体在任何时刻，都处于在抵抗运动状态改变态中，且这种反应速度是光速。就好比一个静止的杯子，它在以“光速”保持静止的这样的状态。这种思维带来一种“变态”情况，就是任何静止和运动的物体，都处于隐形“光速”中。所以爱氏的光速不变理论，是真理！就是这一点，才是惯性让人难以想象的地方！但一定要明白，这种光速不变的性质是由于时空赋予的。我曾经就此写过文章。在这里就不展开讨论了。

再重复一遍，任何物体在任何时刻，都以光速来抵抗运动状态的改变！即都以“光速”来保持原来运动状态的性质，就是惯性。这才是惯性的真面目！但惯性的本质是引力场，是时空。即我常说的引力是惯性的源泉。大家此刻看看爱氏质能方程E=MC²。这里本身就包含有光速，这不是偶然。再看看E0=M0C2。静止质量的物体也是有能量的。而且式中的的光速，是真实的！这也是我为何要一再告诉大家，重新去认识惯性，重新去理解惯性。

我们的认识还没有完。我们很早就知道了惯性质量和引力质量相等。但很多人认为是偶然。我相信看了此书，你就不会这样认为了。引力还是惯性的源泉，是引力质量和惯性质量相等的根本原因。

而引力的本质是时空，不是时空弯曲。那么牛顿引力和爱氏引力理论的区别是什么？两者没有对错，但爱氏理论更彻底，适用范围更广。但牛顿引力是更方便我们理解的，只要上过高中，就懂了。而爱氏理论，却不是这样的。

我可以用一个类比，来给大家展示两者的区别。两者就好比点和体的区别。牛顿引力是“点”，而爱氏引力是“整体”。

3、根据上面的思考，我们可以得出。惯性大小其实和距离没有关系。因为这是一种性质，处于引力场中的物体，都具有这种性质。你对于地球的惯性是多大，那么对于其他星球而言也是多大。

4、引力质量和惯性质量相等的根本原因，就在于他们同属一个体系的东西。那就是“引力理论体系”。都与引力场有关。都以质量为量化衡量的标准。惯性强调“自身”状态是咋样的，而引力强调“与它物”的作用状态是咋样的。与其他物体的作用状态，就必须考虑距离，和引力常数。这是引力和惯性的区别。

5、所以狭义相对性原理和广义相对性原理是没有错的，也是基于此的。引力场中，物体惯性的存在与参考系无关！因为惯性的“光速”作用是恒定的。所以一切坐标系（包括非惯性系）都是平权的，即客观的真实的物理规律，应该在任意坐标系下均有效。我不知道爱氏本人，是否也思考到关于惯性的这点认识。但他一定是通过引力质量和惯性质量相等去认识狭义相对性原理和广义相对性原理的。

6、而关于质量的产生，必须回归量子力学的相关理论。也就是说用希格斯场，希格斯机制来实现。所以整个理论体系，一定是一个圆圈。大统一理论的构想，是没有错的。数学家精于计算，但不一定也这样考虑问题。所以我必须说出自己的思考，来告诉人们，简单的物理现象中【惯性现象】，蕴含着直达宇宙真理的秘密。

我们不妨来简单的从公式本身去认识一下。第一个问题E=MC²和E=hf本质相同吗？质能方程中的E和普朗克公式中的E是没有本质区别的，是相同。

大家仔细看看这几个公式。质能方程公式E=MC²，M是质量，C是光速。普朗克公式E=nhf，n是光子个数，h是普朗克常数，f是频率。光速公式c=fλ，f是频率，λ是波长。而德布罗意公式λ=h/p，P=nhc/(λt)。德布罗意波长公式适用于任何物质。不论是宏观还是微观粒子。所以仔细看看这几个公式，我们不难推理，宏观到微观理论是有联系，是可以串起来的。也就说宏观物理学和量子力学是融洽的。

引力不易于融入宇宙大统一理论的本质原因，有这么几个。