爲什麼E=mc2? 人人都能讀懂的相對論

比如說希格斯粒子，也就所謂的上帝粒子，原來這整個二十世紀的物理學史，都居然可以從問這個問題開始出發，爲什麼E=mc2。

《開卷八分鐘》鳳凰衛視中文 ... 人人焦點 影視 健康 歷史 數碼 遊戲 美食 時尚 旅遊 運動 星座 情感 動漫 科學 寵物 家居 文化 教育 故事 爲什麼E=mc2?人人都能讀懂的相對論 2020-12-11鳳凰衛視 核心提示：愛因斯坦徹底地改變了人類的時空觀。

幾乎宇宙所有的奧祕都隱含於相對論中，人類也因此對時間旅行的奧祕、原子裂變的巨大能量、宇宙的起源和終結、黑洞和暗能量都有了全新的認識，他的理論激勵世人始終不懈地努力，以求最終解開這些奧祕。

偉大神奇的相對論終於脫下艱澀難懂的外衣向讀者走來。

歐洲核子研究中心兩位頂級科學家用輕鬆易懂的語言帶你一同暢遊相對論的奇幻世界。

鳳凰衛視5月9日《開卷八分鐘》，以下爲文字實錄：梁文道：我們過去四天跟大家介紹了一些關於愛因斯坦的小說，關於他生平的書。

但是始終我們不能夠迴避的是到底愛因斯坦說過了什麼，做過了什麼，我指的是在學術上面。

當然大家都聽過相對論，大家也都聽過E=mc2這麼有名的一個方程式。

然而直到今天，就像我們之前所講的，還並不是一般中學畢業的人都能夠隨便搞得懂。

我跟很多人聊過，發現大家平常對相對論的理解，其實還是很模糊的，可能說得一些有名的段子，一些故事或者那個方程式，但整體而言，它到底是什麼東西？它對現代物理學又構成什麼樣的影響？在這裡面有什麼樣的作用呢？這就很難講了，爲什麼會這麼困難？主要的理由就是因爲當代物理學給我們描繪了一個很違反我們日常生活常識的這麼一個事件。

舉一個簡單的例子，其實理論上我們現在人人都在光速行進之中，怎麼講呢？那是我們知道我們正在以光速整體的邁向著銀河中心的黑洞進發，但是爲什麼我們感覺不到我們像是在光速之中行動呢？那麼這時候我們就需要有一個新的時空框架來理解我們所生存的這個世界了。

那麼你可以想像得到，像這樣的講法，大家會覺得聽起來很匪夷所思，那麼於是我們就需要一些很好的入門書幫助我們如何突破我們既有對時間跟空間的常識，一步一步地深入到當代物理圈裡的核心問題之中。

給大家介紹的這本書《爲什麼E=mc2？》，這本書其實我現在手上拿的是台灣版，但早在兩年前大陸就已經，長江文藝出過簡體版。

那麼大家可以看一看，是我認爲我過去幾年其中一個讀到關於當代物理學解釋得最好的一本科普書籍。

那麼它的作者，很值得介紹，它兩個作者，一個是福肖，福肖是一個物理學家，在英國曼徹斯特大學任教。

另外還有一個，這個人也許大家平常在網上，看電視節目可能看過他，考克斯，這個考克斯是什麼人呢？他是英國皇家學會研究院，也任教在曼徹斯特大學，還是歐洲核子研究組織的成員，那麼負責大型強子對撞機的超導環場探測器實驗。

爲什麼他那麼有名呢？你們看看他的樣子，大家就猜的出來了，他曾經是英國一個樂團，一個樂隊，這個樂隊也不是什麼很沒名氣的小樂隊，而是真的出過唱片，還攻戰過top40榜上面的一個搖滾樂隊。

他在那個搖滾樂隊裡面當鍵盤手，那麼由此可見，他簡直是有搖滾歌手或者搖滾樂手氣質般的一個物理學家，真的非常罕見。

那麼我覺得更難的是，他們兩個人在這本書做到了一個，在我看來不是每個人都能做到的事情。

什麼樣的事情呢？就是終於把這個書名講的E爲什麼等於mc2，這個方程式解說清楚了，而要解說清楚這個東西，你要走的路是漫長的。

好在我們兩個作者都是很好的導遊，他帶著我們從什麼地方開始走呢？居然是從亞尼士多德開始，從亞尼士多德講的那種固定的空間的觀念，運動的觀念，怎麼樣被伽利略改變，讓我們相信這個世界上沒有所謂的絕對運動，只有相對運動。

比如說你坐飛機、你坐火車，你坐火車離開的時候，對你來講，那麼到底是你在運動呢？還是站在月台上看著你的人在運動呢？這就取決於你站在哪樣的相對位置來觀看。

因此從這樣的時候開始，我們人類傳統的對於時空的一種直覺的觀念，開始慢慢慢慢改變。

然後他們接下來，講完伽利略怎麼樣挑戰了絕對運動的想法之後，那麼把空間的概念改變之後，接著就來看時間了。

看時間他們居然也能夠跳到很遠古，從法拉第的電磁實驗開始做，然後就講到了馬克斯韋爾、麥克斯韋爾怎麼樣做了他的一個磁場的一個，關於電磁場的一個學說。

最早的提出了對於光速的測定是多少，那麼甚至還指出了光速永遠都是恆定的。

那麼這時候就讓我們發現傳統物理學的矛盾開始出現了。

就如果說，所有的運動都是相對的，那麼到底怎麼可能會有一種東西的速度像光速，是永遠恆定的呢？那是不可能的。

那麼於是在這一點上，我們終於接上了愛因斯坦的出現了。

好，那麼剛才各位聽這些，也許會聽我這麼講，完全對物理學，或者中學沒怎麼讀自然科學，你可能會聽得已經頭，眼花繚亂，沒關係，你看下這本書，人家講的是非常清楚的。

那麼除了他們的文筆很好、很幽默之外，有時候我甚至要形容他們是浪漫的。

我發現很多讀者讀這本書都覺得這本書寫得很浪漫。

爲什麼很浪漫呢？的確有很多物理學的想像，本來就可以很浪漫，本來就可以是一個很美的文學的靈感的來源。

舉個例子，這裡面提到了，月球爲什麼會不斷的每年四公分的速度遠離地球？那麼這裡面就牽涉到了月球跟地球之間的相互影響，引力上的相互影響。

那麼但是呢？他們說著說著就講到了義大利著名小說家，我很喜歡小說家卡爾維諾。

他寫的這個短篇故事叫《月亮的距離》，靈感真正是來自於這樣的現象，在這個故事裡面作家想像在遠古的某個時候，我們的祖先每天晚上都能坐船穿越海洋到達月亮停靠的地方，並且用梯子就能爬到月球的表面，然而隨著月亮不斷的遠離地球，終於有一天晚上，那些喜歡月亮的人們必須面對一個選擇，是永遠待在月亮上與世隔絕，或是永遠告別月亮返回地球呢？那麼這聽起來是不是很奇妙，但你會覺得科學上講很無稽，然而這麼一個無稽的想像，卻是來自於表面上可能更無稽的一些物理世界裡面的規律。

那麼更重要是這本書呢，我覺得他們完全不迴避方程式，很多科普書儘量避免給大家太多的數學。

那麼這本書倒是坦坦白白、老老實實地告訴大家，如果你沒搞懂數學上的方程式，他們的作用他們的意義的話，你就很難搞懂相對論。

但是最了不起的地方是，他們居然連這個工作也都解釋得清清楚楚。

然後最後讓我們看到E=mc2這個方程是直到今天帶給我們的意義，就引伸到了最近幾年大家非常喜歡談的，覺得談得很紅，但是大家談得不清不楚的。

比如說希格斯粒子，也就所謂的上帝粒子，原來這整個二十世紀的物理學史，都居然可以從問這個問題開始出發，爲什麼E=mc2。

《開卷八分鐘》鳳凰衛視中文台播出【節目專區】主持人：梁文道【主持人專區】首播時間：周一至周五17：05-17：15重播時間：周二至周六00：25-00：35  相關焦點 歷史上最著名方程式:E=mc2等式啓蒙原子彈製造 原標題：歷史上最著名方程式：E=mc2等式啓蒙原子彈製造　　中國網4月7日訊據英國《衛報》網站4月5日報導，E=mc2是歷史上最著名的方程式，曾被印在無數T恤衫上、海報上，在無數部電影中出現，即便你從未接觸過任何方程式，你也會知道它以及它的創造者——物理學家、諾貝爾獲獎者阿爾伯特· 根據愛因斯坦質能方程E=MC2的思考 這個公式是通過EK=mc2-m0c2，意思是當物體高速運動時它的質量m會比靜止質量m0大，而此時物體的動能Ek就是△mc2從而擴展到E=MC2舉氫彈爲例子：氫彈的原理是核聚變，就是在高溫高壓情況下，4個氫原子聚變成1一個氦原子。

瑪麗亞-凱莉《愛的相對論/E=MC2》銷量破紀錄 最新專輯《愛的相對論/E=MC2》中首支主打單曲「愛撫我/TouchMyBody」首周穩座iTunes單曲榜榜首，並在美國的權威公告牌Billboard金曲榜上奪冠，成爲有史以來擁有十八首冠軍單曲的唯一女藝人，不但超越傳奇歌神「貓王」ElvisPresley十七首單曲的成績，更是TheHot100金曲榜啓動五十年以來，唯一一位有望在日後的歲月中撼擊天團披頭士（擁有20首單曲）在TheHot 瑪麗亞《E=MC2》搶聽會火爆歌迷傳送愛的相對論 瑪麗亞《E=MC2》搶聽會火爆歌迷傳送愛的相對論 2008年04月16日11:43當風靡世界的超級天后MariahCarey/瑪麗亞•凱莉憑藉最新專輯《E=MC2/愛的相對論》中首波主打單曲「愛撫我TouchMyBody」首周穩座iTunes 愛因斯坦質能方程百年後證明爲正確(圖) 愛因斯坦質能方程北京時間11月25日消息，據美國物理學家組織網報導，雖然歷時100多年時間，但愛因斯坦的著名質能方程式E＝mc2最終得以確證，這要歸功於法國、德國和匈牙利物理學家的共同努力。

換句話說，能量和質量是可以相互轉換的，這也正是愛因斯坦在1905年提出的狹義相對論所持的觀點。

根據愛因斯坦的方程式e=mc2，質量能夠轉換成能量，能量也能轉換成質量。

通過這個公式，人們可以計算一定量的質量被轉化爲能量過程中所釋放的能量。

迄今爲止，e=mc2已被多次使用，最著名的應用當屬爲製造原子彈提供理論基礎。

最前沿:堪比E=mc2,Al-GA才是實現AGI的指標性方法論? 有人會有疑問：我們能擁有無限計算能力嗎？這個完全取決於這個宇宙的設定，如果這個宇宙有一個計算能力上限，那麼我們就至多到那個上限。

但我相信這個計算能力上限會幾乎是無限的。

作爲參考，讓我們思考一下能量energy。

想像我們回到100年前，回到愛因斯坦發現相對論的1905年之前。

E=MC2或一個思想的故事 如同《你好，哀愁》一樣，E=mc2深入人心，首先是因爲它包含著一種不可多得的優點，我的意思是說：一個樸素的思想；其次，是因爲這個樸素的思想雖然獨特但卻並不過分。

如果專家們除了具有察覺一部能夠打動民衆的作用的盲目嗅覺以外，還具有一種使之能夠解釋其所以然的睿智的話，這個衆人模模糊糊感覺到的真理早該被公諸於世（對《你好，哀愁》和對E＝MC2來說都是如此）。

爲什麼說靜止質量和運動質量的說法是錯的——兼論相對論4-矢量... Hilbert,Levi-Civita，Dirac(tonamejustafew)等人的文章連蒙帶猜地看了一點，後來的Penrose,Weinberg,Wilczek(tonamejustafew)等諾獎得主的書也粗略翻過幾頁——爲此我甚至把自己弄成了愛因斯坦粉絲，連愛因斯坦1924年幫玻色翻譯文章從而有了玻色-愛因斯坦統計和玻色-愛因斯坦凝聚（玻色的那個推導引入了化學勢的概念且能讓人明白爲什麼光子氣的化學勢爲零 相對論量子力學|賢說八道 狄拉克方程1928年，後來宣稱自己喜歡擺弄方程的狄拉克得到了關於時間和空間坐標一階微分形式的相對論量子力學方程。

這其中關鍵的一步，是從相對論能量-動量關係E2=p2c2+(mc2)2 得到線性的能量-動量關係，然後做替換 時空彎曲產生引力改爲引力使時空彎曲,能不能解釋相對論的問題? 1905年相對論面世後，曾經有一位記者問英國天文學家阿瑟·愛丁頓，他是不是真的就是世界上僅有的三個能理解愛因斯坦的相對論的人之一。

愛丁頓認真地想了片刻，然後回答說：「我正在想誰是第三個人呢。

」看到很多同學似乎浸淫相對論多年，悟出了很多道理，隨時可以推翻，我就多說幾句淺薄的見解吧。

詭異相對論實際上，相對論不是簡單的E=mc2，它只是當年狹義相對論發表後，愛因斯坦幾個月後做的一點補充，但由於簡潔明了而深入人心。

【瀚海文摘】相對論量子力學 狄拉克方程1928年，後來宣稱自己喜歡擺弄方程的狄拉克得到了關於時間和空間坐標一階微分形式的相對論量子力學方程。

這其中關鍵的一步，是從相對論能量-動量關係E2=p2c2+(mc2)2 得到線性的能量-動量關係，然後做替換 狹義相對論可解釋超光速運動 澳大利亞應用數學家進行的研究發現，愛因斯坦的狹義相對論可用於描述超光速運動根據愛因斯坦提出的這一著名理論，任何物體的速度都無法超過光速，但澳大利亞阿德萊德大學的數學家研究出新的方程式，對狹義相對論進行擴展，能夠用於解釋打破這一速度極限的物體運動。

 狹義相對論於1905年提出，用於解釋相對於觀察者參照系的運動和速度。

這一理論將從不同點觀察到的同一物理事件的測量數據結合在一起。

不同的觀察點的數據從某種程度上說取決於觀察者的相對速度。

狹義相對論與廣義相對論的區別(上) 地球天空中的高速宇宙射線中就有μ子,它們一邊沖向地面，一邊衰變，你可以想像,能成功活著到達地面的μ子,應該是很少的。

1941年，物理學家拿μ子驗證了相對論。

他們首先在美國華盛頓山的山頂.用儀器測量了μ子流的密度,他們專門統計那些速度是0.994c的子，看看在一定的面積內,一小時能收集到多少個這個速度的μ子。

華盛頓山的高度大約是2公里。

相對論如此深奧,在實際生活中都有哪些應用?其實隨處可見 相對論是現代物理學的兩大基礎之一，但是如果提起相對論，大家肯定第一時間想到的就是晦澀、深奧、難懂這幾個詞，的確，相對論是愛因斯坦在1905年、1915年提出的狹義相對論、廣義相對論的總稱，愛因斯坦提出了很多顛覆經典物理學的理論，例如相對性、扭曲時空等，主要解釋的是時空與引力的問題，現代科幻片演繹的時空穿梭、時光倒流都是由愛因斯坦的相對論衍生而來的，但這些東西看似與我們的實際生活還是太遙遠了 讀不懂相對論,卻努力讀懂愛因斯坦 我不是一個喜歡旅遊的人，在英國呆了這麼久，我甚至連蘇格蘭都沒有去過。

但是這次回國卻刻意買了蘇黎世的中轉機票，我要去瑞士首都伯爾尼看看，那裡有一條叫做克拉姆的街道，阿爾伯特-愛因斯坦曾居於此，並寫出了《狹義相對論》。

對於一名理論物理學愛好者來說，那裡不啻於我的麥加。

根據相對論,速度越快質量越大,速度足夠快的物體會變成黑洞嗎? 即使在愛因斯坦的狹義相對論中，高速移動也不會影響你的質量。

出於某種原因，大學前的老師，科普讀物，和舊的物理教科書都聲稱當物體以更高的速度運動時，物體會獲得質量。

如果你定義某物爲「相對論性質量」，它與普通質量完全不同，那麼這個說法就可以是正確的。

但是這樣做會讓人感到困惑和誤導。

相對論英雄譜 所謂的相對論，就是物理學定律具有關於參照框架(涉及時空坐標、速度、加速度等因素)的變換不變性。

從這個角度出發，容易理解爲什麼相對論經歷了樸素的相對論（涉及簡單的參照點移動）、伽利略相對論（涉及勻速直線運動）、狹義相對論（勻速直線運動下的時空變換）和廣義相對論（加速度與引力，場方程的二階協變張量形式）等幾個發展階段。

順著這個思路，相對論的世界，至少就筆者的粗淺理解而言，一時變得明朗起來。

相對論英雄譜:拉丁文化和日耳曼文化的共同結晶 所謂的相對論，就是物理學定律具有關於參照框架(涉及時空坐標、速度、加速度等因素)的變換不變性。

從這個角度出發，容易理解爲什麼相對論經歷了樸素的相對論（涉及簡單的參照點移動）、伽利略相對論（涉及勻速直線運動）、狹義相對論（勻速直線運動下的時空變換）和廣義相對論（加速度與引力，場方程的二階協變張量形式）等幾個發展階段。

順著這個思路，相對論的世界，至少就筆者的粗淺理解而言，一時變得明朗起來。

這些速度都比光速快!但爲什麼不違背相對論? 學過物理學的同學們，心中都有一種默認的「真理」：那就是宇宙的速度極限是光速，沒有任何速度可以超光速！前有麥克斯韋的方程組暗示著光速不變，中間有邁克耳遜莫雷實驗給予的實驗支持，最後有愛因斯坦的狹義相對論提供的理論驗證。

可以說，在現代人的心中光速不變是亘古規律，光速極限也是永恆概念！ 相對論英雄譜|曹則賢 所謂的相對論，就是物理學定律具有關於參照框架(涉及時空坐標、速度、加速度等因素)的變換不變性。

從這個角度出發，容易理解爲什麼相對論經歷了樸素的相對論（涉及簡單的參照點移動）、伽利略相對論（涉及勻速直線運動）、狹義相對論（勻速直線運動下的時空變換）和廣義相對論（加速度與引力，場方程的二階協變張量形式）等幾個發展階段。

順著這個思路，相對論的世界，至少就筆者的粗淺理解而言，一時變得明朗起來。