由愛因斯坦（Einstein）得出的著名方程式E = mc^2意味著能量等於質量倍的光速速度。同等地，這也意味著任何質量均等於能量除以光速度的速度。這個小方程是特殊理論的核心相對論，還解釋了核融合和裂變如何產生能量。
誰說e = mc^2？
在1905年著名的論文中，艾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）發現了質量與能量之間的平等。他發現，彌撒的保護（物理學中著名和重要的法律）與能量保護相同，反之亦然。這些見解是他發展特殊相對論的一部分，它描述了運動的相對性，尤其是在近速度下。儘管愛因斯坦在該論文中沒有完全寫過E = Mc^2，但他確實寫了一個同等的表達，這意味著同一件事，根據教育網站Earthsky.org。後來他將其調整為現在著名的公式美國自然歷史博物館。
e = mc^2是什麼意思？
理解e = mc^2的一種方法是將光速思考，這是一個可以用任何任意單元組表示的數字。如果您定義單元（例如，“儀表”和“第二”），則可以說，光速約為每秒3億米（或6.7億英里 /小時），儘管我們尚未定義一英里和一個小時）。
但是，也可以簡單地將光速定義為等於…1。只有1個。沒有里程，沒有秒，沒有兩週，沒有聯賽。只是…1。物理允許的，因為它只是一個數字，我們正在選擇一個速度沒有單元的系統。在此系統中，一架噴氣客機以0.000001的蝸牛速度或光速為0.0001％。最快的兩個人為對象，Helios探針，放大了太陽系高達0.00025！看他們走！
一旦將光的速度定義為1，我們就可以查看物理中最著名的方程式：e = mc^2。
我們知道所有的位，但是讓我們刷新：e是為了能量，m用於質量和c是恆定的光速。但是在這個新定義的單元系統（稱為幾何單元）中，c等於1，而著名的方程式歸結為其本質：
e = m。
換句話說，能量=質量。
它並沒有比這更清晰。能量是質量。質量是能量。它們是等效的。他們是同一件事，根據聯合大學。
整個方程式是什麼？
那光呢？光子或光包沒有質量，但它們的能量很大。
的確，光子沒有質量。但是他們確實有動力，這就是輕帆（也稱為太陽帆）之類的東西，他們需要在繞著太陽系：他們的推進來自太陽的輻射壓力。動量具有能量。但是E = M中的動力在哪裡？看來沒有足夠的信件來解釋它。
混亂來自m在E = M中使用。人們通常認為質量是具體和簡單的東西。握住一塊岩石；它有質量。扔它，它具有質量和動力。但這就是不是這m在e = m中。相反，當愛因斯坦寫下該方程式時，他的意思是不同的東西，通常稱為相對論質量。
如今，該術語的使用量不多，因為它會引起太多的頭部抓手。但是愛因斯坦的意思是什麼？
根據對特殊相對論的最基本的理解：“不可能以光速移動，因為要越快，它的質量就越大。要達到光速，某些東西必須具有無限的質量，因此不可能推動！”一個基本方面宇宙是有一個通用的速度限制：相同的速度燈會發生。無論如何，沒有人可以破解這種速度。
這是該概念在實踐中的表現方式：
假設我給您一個良好，堅固的推動，使您以0.9的速度飛行，即光速為90％。如果我趕上你並給你完全相同e，同樣，您將不允許使用180％的光速，因為這是不允許的。你會得到的靠近達到光速，但您永遠不會越過它。因此，為了完全相同的力量，我不會快速移動您。我的錢減少了。
而且，您接近光速的距離越近，每個划船的效率就越小：第一個可以使您達到0.9，然後將其降至0.99，然後是0.999，然後是0.9999。實際上，是彷彿你變得越來越大。這正是質量的含義：您很難推動。
那麼，這是怎麼回事？答案是能量。您仍然擁有相同的舊休息質量。但是你真的要去真的快速地。並且該速度具有與之相關的能量 - 動能。所以就像所有動能一樣表演喜歡額外的質量；無論如何我都會算上它，由於基本的速度限制，您將很難推動。
換句話說，能量是質量。現在，回到m在e = m中。當物理學家首次開始使用這些方程式時，他們非常了解通用的速度限制及其不直覺的後果，即您更難推動速度更快。因此，他們將該概念封裝在一個單個變量中：相對論質量，它結合了正常，日常質量和從具有動能負載而獲得的“有效”質量。
當我們分手m在其不同的部分中，我們得到了這個等式，p是動力：
E2 = M2 + P2
或者，回來c，光速，我們明白了：
E2 = M2C4 + P2C2
這就是為什麼光子沒有質量的原因 - 但是它們確實有動力，所以他們仍然能夠精力充沛，根據伊利諾伊大學烏爾巴納 - 坎佩恩物理系的說法。
為什麼e = mc^2 tum？
考慮這種關係的一種方法是考慮靜止對象仍在移動 - 及時。例如，岩石可能完全靜止。但是它仍以每秒1秒的速度進入未來。宇宙中的每個其他對像都是如此。
儘管人們熟悉運動能量（運動能量），但他們通常僅根據太空的運動來定義運動。但是相對論考慮了整個四維結構的運動時空。在太空中仍然存在的東西仍在流逝，因此我們可以將動能與該運動相關聯。
這就是導致e = mc^2的原因：儘管如此，物理學家和博客作者乍得·奧澤爾（Chad Orzel）福布斯。
為什麼E = mc^2很重要？
質量是一種能量。但是能量就像質量一樣。那怎麼辦？我們只是在圈子裡說話嗎？
不，質量是能量。能量是質量。您可以計算出能量或大規模的事情。沒關係。他們是同一件事。
一杯熱咖啡的重量不僅僅是冷杯。快速移動的飛船的重量不僅僅是緩慢的飛船。原子核是一個緊湊的，捆紮的能量球，有時我們可以將其中的一些能量取出以進行大型繁榮：核反應。
其他資源
查看這個出色的視頻在愛因斯坦著名方程式背後的更深層次的含義，來自PBS時空。你也可以聽這個播客劇集挖掘主題或結帳Fermilab創建的這段視頻討論完整的方程式。
參考書目
Cox，B。和Forshaw J.“為什麼E = MC2？” （De Capo Press 2009）
莫里斯，D。 “相對論的特殊理論”（水星學習與信息2016）
Freund，J。 “初學者的特殊相對論”（World Scientific 2008）
Smith，J。 “特別相對論簡介”（Courier Corporation 1995）
愛因斯坦，A。 “相對論：特殊和一般理論”（Hartsdale House 1921）
本文最初於2016年5月24日在現場科學上發表，並於2022年7月26日重寫。
