为什么有人说宇宙是能量的？秘密潜藏在质能方程之中

屎壳郎秧

误会最深的物理学定律

质能方程一直以来都是被误解的最深的物理学公式。有人认为它是原子弹和氢弹的原理，还有人把这里表达的质能关系搞错。

那我们先从把质能方程当成是指制造原子弹和氢弹的原理的说法说起。这个说法到底对不对呢？

实际上，这个说法是不够准确的。为什么这么说呢？

这就要从原子弹和氢弹本身的说起。原子弹的原理实际上是核裂变和链式反应。一般来说，制造原子弹所采用的材料是铀元素。在整个反应是在原子核层面进行的，一个较大的原子核会裂成两个较小的原子核。同时，如果我们仔细计算一下反应前后的反应物和生成物的质量，就发现，反应物的质量是要大于生成物的质量，也就是说，整个反应过程中，出现了质量亏损。

那这些质量哪去了呢？

实际上，这些能量并没有丢，如果我们把整个反应放在一个和外界没有任何物质、能量交换的密闭容器中，并且用一个理想的秤来进行称量，我们就会发现反应前后，重量是相同的，（这里补充一句，质量和重量不是一回事，但它们在地球上满足一定的线性关系。）也就是说，质量前后没有发生改变，说白了，就是质量守恒了。

那为什么会这样的情况呢？

这里就要提到质能方程E=mc^2，这个方程告诉我们，质量和能量是等价关系，这个理论是发表在1905年的质能等价论文当中，是爱因斯坦当年四篇旷世著作的其中一篇。

而原子弹的原理核裂变实际上是1937年才由几位核物理学家共同提出来。所以，如果我们只知道质能方程，是不可能制造出原子弹这样的东西的，只有掌握了原子核的基本情况，才有可能做出原子弹。

那质能方程是如何解决这个问题的呢？

爱因斯坦认为，质量和能量是一个东西，是一个物体的两个面，质量是能量，能量也是质量，或者说质量里有能量，能量里有质量。

因此，原子弹爆炸时，反应前后，发生了质量的损失，实际上这个质量是以能量的形式释放出来的，这些被释放的能量如果你收集起来，就会发现它就等于反应前后损失的质量。

质能方程可以解释为什么原子弹的威力会那么大，但它不是原子弹的原理。同样的，质能方程还能解释化学反应的能量释放。如果一个化学反应是放热反应，那这意味着，反应前后，整个体系的质量发生了亏损，这部分质量的亏损就以热的形式释放出来。

只不过，由于我们的仪器精度有限，这个质量的亏损很难能够测出来，我们可以把质能方程等式两边进行移项就会发现，m=E/c^2，m是损失的质量，E是释放的能量（化学反应中的放热），c是光速，是3*10^8。

因此，损失的质量=释放的能量/（9*10^16）。所以只有当释放的能量十分巨大时，我们才能够明显感受到质量的亏损。

通过以上的分析，我们可以进一步的去理解质量守恒定律，能量守恒定律和质能守恒定律。以前很多人会说，质量和能量是转化关系。因此，质量守恒定律和能量守恒定律是不够用的，所以质能守恒定律才是普世的。

但实际上，这样的理解是错误的。根据质能等价，我们知道质量和能量是一个东西。因此，质量守恒定律是正确的，能量守恒定律也是正确的，因此，质能守恒定律才是正确的。这完全取决于你用什么样的方式去测量这个系统，是测质量，那就是质量守恒，是测能量，那就是能量守恒。

能量从哪来？

之所以很多人会把质能方程理解错，有一个核心的原理就在于概念混淆不清。说白了就是质量、能量、物质三者傻傻分不清。

如上文所说的，质量和能量其实是一个东西，那问题来了，物质是什么？

客观地说，在物理学中，并没有对物质进行定义。物理学概率的定义有个基本要求，那就是可以用数学语言来刻画，并且能用实验来定量分析。所以，我们看质量和能量都是有单位的，你什么时候听说过物质的单位？

当然，我们会有物质的量的概念，早期这就是质量的意思，还有如今化学当中，也存在着物质的量的概念，这直接把物质和微观粒子构建起来了关系。但这些都不能直接描述物质本身。

如今，许多科学家会提出这样的观念，物质实际上是极度压缩的能量，或者说是密度极其高的能量。

你看，所有的物质都是具有质量，根据质能等价，所有的能量也是具有能量的一面的。所以，物质本身就是能量，只是形式和我们平时所说的能量不太一样罢了。

那既然如此，其实整个宇宙都是能量的，你也可以说都是质量的，或者都是物质的，因为它们本来就是一体的。那能量从哪来的呢？

客观地说，如今我们并不能很好地解释这一切。我们只知道，宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸。

如今的一切都来自于那次大爆炸，也就是说，能量来自于138亿年前的大爆炸。

那如果你要问，大爆炸之前到底是什么？或者为什么会有大爆炸。

客观地说，答案是：不知道。很多人会因此而质疑大爆炸的正确性。客观地说，大爆炸是目前主流的科学理论，也有非常扎实的证据，比如：哈勃红移，宇宙微波辐射，氦元素丰度。

即便是我们不知道宇宙大爆炸之前是什么，我们也没有办法否定大爆炸理论。为什么这么说呢？

我们来想象一下，你认识张三这个人，或者听周围的朋友说起张三这个人，那你是否可以判定张三存在呢？

答案是：可以。我们目前所掌握的证据可以判断宇宙大爆炸存在过。

如果我们不知道张三的母亲和父亲是谁，也不知道张三母亲如何十月怀胎把张三生下来，那我们能否直接说下判断张三不存在？

实际上，我们不能。所以，我们即便不知道宇宙大爆炸之前到底是什么，以及为什么会有宇宙爆炸。我们也不能去否定宇宙大爆炸存在过。
总结

因此，只要宇宙大爆炸的证据足够充足，我们就可以判定这理论是成立的。那么，我们所知道的就是，能量在宇宙大爆炸那一切就存在于这个宇宙当中了。

原文地址：今日头条