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爱因斯坦的质能方程E=mc²里,为何是光速的平方,而不是光速或光速的立方?

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刚好!这个问题在我的毕业论文里有涉及,只是一小段,是从物理量纲分析的!(以下摘自我的毕业论文)全文可见我置顶文章

对质能方程的理解随着人们对运动现象的进一步熟悉 ,加深对运动现象的认知,原先对运动描述的老工具(速度,加速度,力)也显得食 力。最初莱布尼茨提出了能量的前身“活力”。莱布尼茨认为,把一千克的物体举高4米,和把4千克的物体举高一米,需要相同大小的“力”。相反地,由4米高处落下的一千克物体和一米处落下的4千克物体,它们也会获得相同大小的“力”[7],并且认定竖直上抛一个物体时,随着上升高度的增加,力会慢慢减小,直到为零,此后又反向下落,力随之增加。他信赖 这个过程中始终有个守恒量—高度和力的乘积。而原先对运动量化的老工具再对这种新发现的现象进行量化描述时会显得很突兀。这时候一种新的量化工具唤 之欲出,那就是能量!此后,托马斯·杨纠正了莱布尼茨对力和能的混淆,他把力和能区分了开来了。同样地,新来的量化工具—能量要想纳进 到原先的量化系统中,那就不得不和原有系统中的物理量对接。对接的结果就是规定用做功表现能,数学形式为Fx。

能量的发明极大地加强了人们对运动转化的量化!同时问题也就出现在这里,能量的发明极大的促进了自然科学的进步,但是又在一定的程度上给非科班出身的普通人建立起了一堵认知的墙!人们极易混淆能量,进而遗忘了运动才是最基本的现象!甚至有人混淆了因果关系,认为物体之所以运动源于物体具有的能量!其实能量只是对运动现象的量化,而运动现象的绝对性体现在运动的转化,所以能量实质上是对运动转化的度量

———————————————————————————————————中间省略了好多——————————————————————————

我们知道目前对能量的度量单位还有焦耳(J),千瓦时(kwh) ,卡(cal)等等。宏看 上,我们称它们为热能,电能等。但其本质依旧是对物质运动转化的度量,基础单位都可以分解成时间、空间、质量这三种类型。比如1焦耳(J)=1牛顿×米(N·m)=1kg·m²/s² 这样量纲就只具有时间、空间、质量。 同样地,动量是质量和速度的乘积,而速度就蕴含了时空(速度是距离和时间之比,也就是时间和空间的结合)。那么动量就具有时间、 空间、 质量这三种基础量。但为什么不能用动量表示能量呢?原因在于动量的量纲不能直接纳进 到原有的能量系统中。动量的量纲是1kg·m/s, 需要再引进 某一量才能对接到原先的1kg·m²/s²的系统中,于是给动量乘以速度就使量纲完美对接了!

人们可以用MV²来度量能量了!那么一个物体究竟可以蕴含多少能量?能量是从时间、空间、质量这三个方面对物质运动的量化,这里我们把时间和空间结合成速度,那么一个物体蕴含的全部能量就是使速度和质量最大。根据相对论, 物体的质量随速度增大,而光速是速度的极限!那么一个物体具有的最大能量则是以光速运动!(这里应该注重 的是,物体以光速运动,思想上应该把物体理解成是质点或者量子态。之所以这样,是因为不把物体看成量子,那么物体内部的微粒也有运动,而物体却是光速,两个速度叠加还能超光速吗?这显然是不行的,假如 不把物体看成量子,那么我们看 察物体内部的微粒时,会以物体为参考系,那么物体内部微粒的运动就仅仅是微粒的运动,这样就只能陷进 到矛盾之中)

我们知道物体的运动有惯性和加速两种现象。(这里只是简述思想,就不引人参考系了)

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