写给看过《质量与能量》一书的读者

最近偶然在网上看到下述一页‘稀缺图书代寻服务’的广告：

             图 书 简 介

我要委托代寻

《质量与能量》一书是我编写的、于1979年由人民教育出版社出版，

是为配合大学低年级普通物理教学而编，适用于学生课外阅读的物理小

丛书。这本在30多年前出版的小丛书能列入“稀缺图书”，说明它还

有销路。却使我感到有所担心和内疚，因为现在看来，这本书的内容是

有问题和缺点的，表现在以下几方面：1）、这30多年来物理学已有了

很大进展，例如发现暗质量、暗能量等等，这些发现必影响对质量与能

量特性的看法；2）、这30多年来，我自已对物理学理论的理解也有了

进步，例如那时我刚开始钻研广义相对论，故那时写的“广义相对论中

的质量和能量”肯定不如现在写的深刻；3）、狭义相对论关于“质量和

能量”的基本概念和规律本与牛顿力学的认识具有较大的差别。例如，在

牛顿力学中，一个封闭的力学体系，质量守恒和能量守恒往往可以同时成立；

可是，在狭义相对论力学中，一个封闭的力学体系，一般来说，质量守恒和

能量守恒却往往不可能同时成立；而当能量守恒定律成立（要求该力学体系

具有时间平移不变性）时，质量守恒定律则往往不成立。

   从上述三个方面的问题和缺点来看，《质量与能量》这本书当然是老旧

过时了。1）、2）两方面的问题和缺点很容易看出，这些年也出版了一些介

绍暗质量、暗能量和广义相对论的通俗读物，通过读者比较和市场选择，就

可以把老旧过时的《质量与能量》排斥掉。可是第3）方面的问题和缺点却

有所不同。

   由于在狭义相对论力学中，质量和能量概念及有关规律的复杂性和难懂

性，使得不少人，包括一些物理学者在内，误认为在狭义相对论力学中，质

量守恒和能量守恒也常常可以同时成立。于是得出一些已广泛流传的错误看

法，诸如“惯性质量可分为静止质量与运动质量，能量也可分为静止能量

与运动能量”,“质量可变成能量，能量也可变成质量”；其实，“惯性

质量只有一种、不必分为静止质量与运动质量”，“ 能量也不必分为静止

能量与运动能量”，“质量不可能变成能量，能量也不可能变成质量”。

    直到20世纪末，才有较多的物理学者发现这个错误[1,2,3],他们尽力

做了纠偏工作。但由于习惯势力强大，仍有相当多的人坚持上述第3）方面

的错误。在我们中国，这种习惯势力也特别强大；只要上网看看，尽是宣扬

“惯性质量可分为静止质量与运动质量，能量也可分为静止能量与运动能量”,

“质量可变成能量，能量也可变成质量”的观点；国内已出版的狭义

相对论教科书，还没有一本书像文献[2]那样，正确讲解了质量与能量。我

们都希望国内学者早日获得诺贝尔奖金，对物理学来说，正如同培养足球

人才要从娃娃的基本功抓起，培养物理学人才也要从正确理解物理学的基本

概念和基本规律抓起。这不是可有可无的小事！

   《质量与能量》这本书对质量与能量的看法是按照老旧观点写的，它若

仍有销路就可能妨碍对质量与能量的正确理解，这是使我感到有所担心和内疚

的原因。要辙底解决这个问题，最好是大幅度重写这本书，二版刊印。我曾写

信与高等教育出版社（人民教育出版社是其前身）联系，未获回音而作罢。后

来我与科学出版社订立合同，写作《时空与物质》。

   《时空与物质》与《质量与能量》两书的内容不相同，前者讲述的范围更

广大，但它包括了后者，因为质量与能量是物质的基本特性。在《时空与物质》

一书中，详细说明了为什么“惯性质量只有一种、不必分为静止质量与运动质量”，

“ 能量也不必分为静止能量与运动能量”，“质量不可能变成能量，能量也

不可能变成质量”。

《质量与能量》一书所造成的不良影响，我有责任去消除，至少我要告诉

                   读者，该书有什么问题和缺点。这就是我写这篇博客的原因。

参考文献
[1] Okun L B.《Energy and Mass in Relativity Theory》.

World Scientific Publishing Co.,2009.
[2] Helliwell T M.《Special Relativity》.UniversityScience

Books,2010.
[3] 曹则贤，“质量与质量的起源”，物理,37卷5期(2008年),355.