[水一帖] E=mc²,质能方程式是必定会被发现的吗?

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Happyditch

2021-02-06T01:47:48+00:00

B站的一个美漫UP,突然开始做克苏鲁的视频,刚好是奈亚的内容,因此想到了关于奈亚把核弹带给人类的这个设定

所以有了主题的问题

我大概知道当时欧美科学家,对于质量和能量能够转换已经有一点深入了解,直到爱因斯坦提出了E=mc²。

但是,我还是好奇,有没有知道的人知道, 从柴火燃烧后残渣重量变少, 到质量和能量能够转换这一个思路,直到触摸到E=mc²,这其中是必然,还是偶然?


我很清楚柴火燃烧释放的化学能与其质量的关系没多少,我提的也是残渣重量变少这事,一开始有人好奇残渣变轻了,那么少了的物质到哪里去了,然后试验什么的
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pentapongtipole

麦克斯韦都能推导到电磁波
虽然当年的方程式几十个
后面精简为4个
理论物理远超你想象
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💛Tweek Tweak💛

柴火燃烧质量变少[s:a2:哦嗬嗬嗬]
老哥建议重学一下初高中碳的燃烧和红磷的燃烧。
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Beegan

这个是从光速不变推导出来的[s:ac:晕]
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Eussios

柴火燃好质量变少是因为二氧化碳和水烧完到空气中去了,要通过这个理解质能互化是错的,相比变成气体的质量,质能互化完全量不出来
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Maezy

柴火燃烧和质能方程没有关系吧…
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Vibez Be Twitching

初中化学,物理都不及格


建议不要想太深奥的东西
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じょにたん

质能方程法国数学家庞加莱也是独立算出来的,只是不能很好解释其物理意义。
传闻比爱因斯坦还要早。
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𝕊𝕝𝕖𝕖𝕡𝕝𝕖𝕤𝕤_ℂ𝕙𝕣𝕚𝕤

先理解了化学反应质量不会变化后发现的质能转化
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klear

狭义相对论如果没有爱因斯坦提出,也会有别人提出来的,最多晚十来年
广义相对论不一样,绝对是爱因斯坦的天才之作
至于质能方程,最开始的时候这个推论被忽略了,而且和柴火燃烧没啥关系
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Reiz

lorre不是突然开始做啊,他之前已经做了好几期的,可以翻翻
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H1V3

燃烧这种化学反应是原子级的,原子本身没变,质能转换是原子裂变聚变形成新原子后丢失了质量。
建议重修高中物理化学[s:ac:汗]
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Xhinon

化学反应前后总质量也会变化的[img]http://img.nga.178.com/attachments/mon_201209/14/-47218_5052bca2a2f43.png[/img]
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suIIyboy

楼主举个化学反应例子是想干什么?
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Xyz

质能方程是必然

质能方程还是狭义相对论的内容,里面劳伦斯变换之类的都是爱因斯坦之前就已经逐步被发现的概念

绝对空间的概念已经被打破,绝对时间的打破是必然的,得到质能方程只是时间问题

爱因斯坦最牛逼还是广义相对论,在他那个年代提出广义相对论是真的超前

狭义相对论如果说比同时代的人领先了一步,广义相对论说一声领先一百步不过分吧
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RahulPlayzzz

质能方程里的m是原子质量的变化,化学反应不影响原子层面...研究火柴不行,研究太阳或许可以
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BladeOnGFuel

我只知道牛顿这种开启现代物理学事迹对于人类历史其实是偶然,但从来没有人和我说过牛顿之后科学的进步是不是偶然。

以我个人的理解,爱因斯坦的成就绝对不是偶然,人类有没有科学都是可以生存的,所以科学理论起始可能是一种偶然,但一旦有了牛顿,人类进入科学时代后,科学作为一种方法论,当发现现有的理论无法解释各种现象时,必然会有人通过科学这种方法论推导出更加接近真相的理论,而不是像宗教一样将异见者打成异端。爱因斯坦的相对论即便没有爱因斯坦这个人,也会最终被别人推导出来。可能这个人不了爱因斯坦叫约翰,可能相对论发表时间不在20世纪早期而在21世纪的现在,但终究会推导出。这就是科学作为一种方法论和宗教的区别。
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Happyditch

Reply to [pid=492520568,25507355,1]Reply[/pid] Post by [uid=42362787]Mr粽子二号机[/uid] (2021-02-11 10:06)
也就是说,核弹原子能之类的,是人类在上个世纪必然会了解与使用的东西咯
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awildskittle

“从实验发现质能转化”是不对的,“当时欧美科学家,对于质量和能量能够转换已经有一点深入了解”也是不对的。

如果有条件,可以去选修或者听一下物理学史课程。

稍具体说就是,一切的起源是迈克尔逊莫雷实验(“物理学晴空中的两朵乌云”之一)。
学界已经发现了迈克尔逊莫雷实验的唯一靠谱解释是洛伦兹变换(这就是为啥它叫洛伦兹变换而不叫爱因斯坦变换),而牛顿力学框架和洛伦兹变换是不相容的。
学界为此争吵了好一阵子,直到老爱在《运动物体的电动力学》里头提出,洛伦兹变换的成立与狭义相对性原理(物理学的方程在惯性系中保持不变、光速不变)是等价的。
因为迈克尔逊莫雷实验是实锤,而它唯一靠谱的解释就是狭义相对论。
那么,狭义相对论给出的一个重要结论就是,能使得跟物质运动有关的方程在洛伦兹变换下始终成立的 4-动量矢量 的时间维度分量,也就是我们常说的“能量”,是 mc^2。这才有了 E=mc^2……
至于核能释放之类东西往上归结,从科学史的角度看,是事后诸葛亮的。

另外,从质量是引力场的源的角度来考虑,质能之间是真的没有区别。
广义相对论里头的爱因斯坦场方程的右边是能量——动量张量,其中出现的东西有(选定坐标之后的)物质密度、电磁场密度(所以电磁场是物质!),以及物质的速度外积(对角元就是动能)、压强。
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CRS22

首先任何形式的能量输出都会伴随质量变换,然后你可以算下普通化学变换导致的质量变化有多少,看看能不能测量出来。注意,c=10^8,c^2=10^16^2,阿伏伽德罗常数10^23。一般反应热在几百kJ/mol左右,所以你需要一个能测量到10^-34kg的设备才可以测量出来。