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揭秘相对论质能方程背后的奥秘 作者张祥前交流微信zhxq1105974776 相对论中最著名的是质能方程E = mc² 这个方程不但是原子弹、原子能的指导理论，还使人类认识到物体的质量和能量可以相互转化，物体静止的时候蕴含了巨大的能量。 但是，质能方程也使有些人认识上发生错误，很多人根据质能方程说物体的质量变成了能量，变得没有了。有人说空间具有无限能源，真空具有自由能源。 本文揭开质量和能量的本质，使人们对质能方程有更深的认识。 相对论没有解释质量和能量的本质，而统一场论【百度 张祥前新浪博客统一场论6版，可以搜到】彻底解释了质量和能量的本质。 统一场论认为： 能量是相对于我们观察者，物体在空间中运动程度或者物体周围空间的运动程度。 能量需要4个条件，1，存在物体。2，存在运动，3，存在空间，4，相对于一个明确的观察者，4个条件缺一不可，否则能量就失去了意义。 单独的空间不存在物体的情况下没有能量，一切真空能量和自由能源都是假的。 在麦克斯韦方程中的高斯定理也表明这一点，麦克斯韦方程中第一条高斯定理指出了“包围电荷外的空间的电荷积分为零。” 这个高斯定理也可以推广到引力场，“包围具有质量的物体周围空间的质量积分为零。”在统一场论中已经有了这种推广。 质量是相对于我们观察者物体周围光速运动空间的运动量。 质量的存在也是需要4个条件，1，存在物体。2，存在运动，3，存在空间，4，相对于一个明确的观察者，4个条件缺一不可，否则质量就失去了意义。 统一场论指出，宇宙真实存在的是物体和空间，其余统统不存在，其余只是我们观察者对物体运动和空间本身运动的描述。 为什么要认为物体周围空间本身也是在运动？ 这样可以解释物体静止时候为什么具有质量，为什么具有静止能量。 质量和能量都能够反映出物体周围空间本身运动的运动程度，要精确的分清楚质量和能量，我们要借助于数学方程描述。 统一场论认为宇宙中任何物体【或者质点】静止时候周围空间以矢量光速C【本文大写字母为矢量，下同，统一场论中光速可以为矢量，矢量光速方向可以变化，但是，模不变】向四周运动，因而具有静止动量p’ =m’C 设想质点o以速度V运动的时候，由于光速不变，运动动量可以写为P = m（C - V） 标量式为：p= m√（c²－2C·V + v²） 由于光速不变性，光源以速度V运动的时候，不能够引起沿V方向光速的变化，但是可以引起V垂直方向的光速度的变化，所以C和V以及角度θ【θ为C和V之间的夹角】满足以下余弦关系： cosθ = v/c p= m√（c² - v²） = mc√（1-v²/c²） 统一场论认为质点的静止动量的数量和运动动量数量是相等的。 p= mc√（1-v²/c²）= m’c m’为物体静止质量，m是物体以速度V【标量为v】运动时候的质量。 统一场论利用其基本假设： “宇宙中任何物体周围空间都以光速度C辐射式运动” 给出了质量和引力场的定义方程： 设想有一个质点o相对于我们观测者静止，周围空间中任意一个空间几何点【为了描述空间本身的运动，我们把空间分割成许多小块，某一个小块叫几何点】p在零时刻以光速度C从o点出发，沿某一个方向运动，经历了时间t，在t'时刻到达p所在的位置。 我们让点o处于直角坐标系xyzo的原点，由o点指向p点的矢径为R = C t = x i+ y j + z k R是空间位置x，y，z的函数，随x，y，z的变化而变化，记为： R = R（x,y,z,）。 我们以 R = Ct中R的长度r为半径作高斯球面s = 4πr²【内接球体体积为4πr³/3】包围质点o。 注意，r和R虽然数量相等，但是二者是有区别的，r是几何点的位移R长度的数量，是高斯面s的半径。 o点周围的引力场A表示o点周围在体积4πr³/3内有n条几何点的位移矢量R = Ct， A = k g n R /（4πr³/3） k为比例常数。 g为万有引力常数。 而质点o的质量m就表示在高斯球面s = 4πr²【内接球体体积为4πr³/3】内，包含几何点矢量位移R = Ct的条数n和立体角度4π的比值。 m = 3 k n /4π 这样,以上的引力场方程A = k g n R /（4πr³/3） 可以写为： A = g m R /r³ 统一场论给出的能量方程认为质点o静止时候具有能量m’c ²，以速度v运动的时候具有能量mc²－Ek，并且： mc² － Ek = m’c ² 其中Ek ≈（1/2）m’v²为o点的动能。 把式mc² － Ek = m’c ²中m’c ²用P²= m’ ²c² 换掉，有： mc² － Ek = P²/m’ 对于光子，静止质量m’=0，以上公式是不适用的。 利用以上动量公式和能量公式，我们还可以导出动能和动量之间满足的另外一种关系： 把式mc² － Ek = m’c ²中m’c ²用P= m’ c 换掉，有： mc² － Ek = Pc 由于m’ =0，式Ek ≈（1/2）m’v² = 0，所以，上式进一步化简为： mc² = Pc 对于光子，其动量为p = mc 矢量式为P =mC 光子的动量p和能量e满足以下关系： P = e/c 统一场论给出的能量公式和相对论有相同部分，有不同部分。 统一场论对能量的定义是依赖于对质量的定义。 从统一场论分析来看，质量和能量都起源于我们观察者对物体周围空间以物体为中心、以光速辐射式运动的描述。 质量和能量的共同特点都反映出物体周围空间光速运动的运动程度。 质量和能量所不同的是，质量描述了物体作为空间光速、辐射式运动的发散运动程度，通俗的将，就是宇宙任何物体中周围空间都以物体为中心、以光速发散运动，质量反映了这些发散运动几何点的条数，也可以说是光速运动空间的密度。 而能量反映了其中一条以光速运动几何点的矢量光速发生变化，在空间中的累积程度。能量是从局部空间运动情况用标量来推断整体运动程度的。 |