正确理解狭义相对论(一)---质量、能量不相互转变,也不合二为一
对狭义相对论存在过不少误解,例如认为在狭义相对论中: 物体的惯性质量与速度有关,
惯性质量与能量同样守恒,质量与能量可以互相转变或质量与能量可合二为一。这些看法都是
错误的,它们影响了对狭义相对论的正确理解,故很有澄清的必要。在博文id=323609 中已说
明过物体的惯性质量不随速度而变(但可因其它原因变化),本文再来说明,在狭义相对论中,
质量、能量不相互转变,也不合二为一。下次博文还要说明,对于一个孤立体系,能量守恒但
质量可变。
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在理论物理中,常采用自然单位制,在这种单位制中,光速c=1,于是E0=m0C2可写
为E0=m0。有人便根据这个关系说什么“能量和质量是等同的”,并结合基本粒子的湮没
和创生反应以及原子核的裂变和聚变反应进一步说“质量可以变为能量,能量也可以变为质
量”,因而认为“能量和质量可以合二为一,成为同一个物理量”。关于如何正确理解基本粒子
的湮没和创生反应以及原子核的裂变和聚变反应,留在下篇博文中讲解。在这里我们只说明,
(惯性)质量和能量不可能相互转变,也不可能合二为一。
公式 E0=m0 只表明,当采用自然单位制时,能量E0 在数值上与惯性质量m0 相等;
在数值上相等并不等于物理性质完全相同。事实上,惯性质量衡量的是惯性的大小(请参考博
文 id=323609),而能量衡量的是‘作功的本领’,两者的物理性质完全不相同。倘若“能量和
质量是等同的”,就意味着‘ 惯性可以成为作功的本领’;而从未有过这种事实。总之认为“质
量与能量可以互相转变,可合二为一 ”的看法是毫无根据的。
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正确理解狭义相对论(二)---、能量守恒、质量可变