73. 质能方程错在哪里

侯工

爱因斯坦在1905年发表的题为《论动体的电动力学》一文中提出的区别于牛顿绝对时空观的新的平直时空理论——狭义相对论。“狭义”表示它只适用于惯性参考系，“相对”表示时空是相对的。这个理论的出发点是两条基本假设：狭义相对性原理和光速不变原理。理论的核心方程式是洛伦兹变换。

笔者在29.《如何一步推翻相对论？》一文里已经指出狭义相对论的错误，就在于光速不变原理与理论的核心方程式洛伦兹变换之间的矛盾。光速不变原理的核心是光速与光源的相对速度无关，即使光源的相对速度接近光速，测量其发出的光速仍然等于c，也就是说，光速不是一般的相对速度，不能与一般相对速度进行混合的四则运算。爱因斯坦假定了单向光速是常数且与光源的运动无关（光速不变原理），但是由此却错误地引用了洛伦兹变换，并且在此错误基础上继而建立了狭义相对论，其中包含有质能方程。

狭义相对论给出的动系相对于静系的”尺缩“”钟慢“的比例因子即洛伦兹因子 ，表达为：

                              （1）

洛伦兹因子（1）式里就有v^2/c^2，即光速c与一般相对速度v的混合的四则运算。爱因斯坦既然声称单向光速是常数且与光源的运动无关，那么就不能将光速c与光源速度v进行混合的四则运算，如果这样做，就从根本上否定了光速不变原理，那么狭义相对论就不成立，以相同方法推理提出来的质能方程也就不成立。

由于狭义相对论在推导过程中自相矛盾，在理论上不能自洽，所以得出一系列的错误预言——预言了牛顿经典物理学所没有的一些新效应（相对论效应），如时间膨胀 、长度收缩、质速关系、质能关系——质能方程：

E=mc^2                  (2)

等。100多年来。科学界将狭义相对论和质能方程奉为圭臬，将其作为现代物理理论的基础之一，从而严重地阻碍了科学发展，使现代科学走进了死胡同。

关于相对论，笔者在29.《如何一步推翻相对论？》一文里已有较详细论述，本文重点分析质能方程的错误。

首先，爱因斯坦认为质能方程E=mc^2表示质量与能量之间可以互相转化，一定的物质可以转化为相应的能量，例如，原 子弹爆炸时，质量减少了，说明减少部分的物质变成了核能E=mc^2。这么说，岂不是违反了物质不灭定律？

其实，质量是指物体含有最小粒子的数量，而能量是指物体运动的能力，两者概念不同，是不能互相转化的。实际情况是，原 子弹爆炸时，有部分物质分解成为没有质量的最小粒子，质量减少了，但是物质没有减少，只是物质的形态改变了，最小粒子总数不变，这是符合物质不灭定律的。

其次，爱因斯坦认为质能方程E=mc^2表示物体获得能量后，其质量就会增大。其实，物体获得能量，是获得运动的能力，并没有增加其最小粒子的数量，所以不会增加质量。当你用力踢球的时候，球增加的是动能而不是质量，如果增加了质量，就违反了物质守恒定律。

然而，能量与质量之间还是有关系的，因为物体本身不会运动，必须依靠结构力挟持着才能运动，这时，结构力赋予物体运动的能力，称为动能E动：

E动=(1/2)mv^2              (3)

由于物体的本速等于光速c，所以（3）可以表达为：

E动=(1/2)mc^2              (4)

(4) 写成一般形式，就是：

E=(1/2)mc^2              (5)

（5）称为质能公式，表示质量为m的物体完全分解成为最小粒子时，释放的能量E为(1/2)mc^2 ，而质量与能量之间是不能互相转化的。

至于狭义相对性原理，是指一切物理定律（力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律）在所有惯性参考系（惯性系）中都是等价（平权）的，没有一个惯性系具有优越地位，或者说，一切物理定律在洛伦兹变换下数学形式不变。

——这实际上是爱因斯坦基本上承认了牛顿的绝对时空观。绝对时空观认为时间和空间是两个独立的观念，彼此之间没有联系，分别具有绝对性。绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关。

从现在观点看，虽然绝对时空观认为时间和空间是两个独立的观念，彼此之间没有联系是错误的，但是，绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关是正确的。实际上，宇宙是一个完整的系统，它以宇宙原点作为参照系，可以看成是一个球坐标系，根本不存在惯性性和非惯性系。爱因斯坦的狭义相对性原理实际上是个伪命题。在宇宙这个系统里，一切物理定律（力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律）本来就是等价（平权）的，并不是因为子虚乌有的惯性参照系。

然而，爱因斯坦既然承认一切物理定律（力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律）在所有惯性参考系（惯性系）中都是等价（平权）的，但是他却通过洛仑兹变换得到相对时空，也就是否定了前面的结论。

正是因为爱因斯坦错误地将整体的宇宙时空割裂为惯性参照系和非惯性参照系，并且错误引用洛仑兹变换，否定了光速不变原理，才得出错误的相对时空观。在相对时空观里，宇宙变得破碎不堪：爱因斯坦认为宇宙没有同时性，那么物体也就不可能同时存在，这是一个什么残缺世界？