E=MC^2 质能方程的疑问

2015-8-29 萧 写世界

        E=MC^2这个质能方程是建立在一个假想实验的基础上的，这个实验是这样的：
        在一个箱子中间有一个光发射器向箱子两端发射光子，这样后坐力相互抵消，发射器静止不动。假设箱子两端相距60万公里的话，用一秒种的时候光子可以打到箱子两端。至少对于坐在箱子里的观察者A而言，他看到的结论是这样的。
        同时这个箱子外面有一个观察者B ，箱子正以速度V向B运动。所以B所看到的光子是斜向运动的。那个运动可以拆分为向箱子两端的运动和向箱子正面（即向B方向）的运动。只考虑箱子正面的运动的时候，爱因斯坦说光子发射出来后是向正面运动的，那发射器会受一个后坐力，因而发射器会向反方向运动。可是实际情况是观察者A不可能看到这两个方向的运动。于是他推论出这是因为发射器的质量变化了，而且是变大了，所以他难以运动了。然后，他导出那个变化的质量正是E=MC^2中的结果。
        我想说的是，这其中的数学关系确实是正确的，但真的就因为一个正确的数学关系就认为速度可以换取质量么？
        我觉得是这样的：
        那个发射器和光子在一起的时候，他们本身就有一个向着箱子正面的速度V，于是这个时候整体的动能是(1/2)*(m+M)^2，其中m代表光子质量，M代表发射器质量。当光子被发射之后，那个整体能量是(1/2)*m^2+(1/2)*M^2。而且，光子和发射器也没有正面方向的相对运动。
        所以我想说的是：
        第一，正面方向的质量和能量都符合经典力学规律，没有交换；
        第二，正面方向的发射器和光子一直都是保持原有速度在运动，不存在相对运动。
        那么，质量换能量是错的么？
        是不是我们的科学只是一种表象，是一种数学上的巧合。就像见到太阳升起的时候发现黑白的世界变成彩色的，就认为太阳与色彩有关?

 

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