历史上最著名方程式:E=mc²等式启蒙原子弹制造
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据英国《卫报》网站4月5日报道,E=mc²是历史上最著名的方程式,曾被印在无数T恤衫上、海报上,在无数部电影中出现,即便你从未接触过任何方程式,你也会知道它以及它的创造者——物理学家、诺贝尔获奖者阿尔伯特·爱因斯坦。
这个公式首次问世于1905年,爱因斯坦发表在《物理学年刊》一篇名为“物体惯性是否与其具有的内能有关?”的论文中。质量与能量的关系引发了爱因斯坦的另一发现——狭义相对论,这是对宇宙间物体运动关系的一种新的理解方式。
等式描述了某种物体(一个原子、一个人或者一个太阳系)的能量(E)等于它的总质量(m)乘以光速(c=186000米/秒)的平方。好的等式看起来都很简洁,但这个公式的独到之处就在于,它描述了能量与质量的关系,而这两个概念原本是完全不同的测量方向。爱因斯坦之前的科学家,只研究出能量守恒的概念,即:能量只能被转移而不能增加或消亡。
在相对论中,爱因斯坦将质量引入为一种新型的能量。原来,质量仅被认为是定义物体重量的测量方式,而在爱因斯坦的理论中,质量变成了测量物体总能量的形式。质量成了能量的高度集中形式,甚至,二者可以相互转化。核电站将这一想法应用于亚原子粒子反应堆中,即中子反应堆,铀原子的原子核经过高温,裂化为更小的原子。中子裂变过程,释放能量,更多的铀原子分裂。经过精确测量,总质量略小于实验前,这种差异称为“质量缺陷”。通过爱因斯坦的等式可以计算出,失去的质量已经转换为能量。除去极小的质量损失,这一实验过程释放除了极大的能量。
二战期间,虽然爱因斯坦本人鼓励美国政府资助原子能研究,但由于安全许可方面的问题,他自己几乎并未参与到曼哈顿计划中。当时,除了部分科学家和军事家意识到这不仅仅是个理论,很多人并不相信爱因斯坦的等式能有如此大的威力。
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