◇◇新语丝(www.xys.org)(xys3.dxiong.com)(www.xysforum.org)(xys2.dropin.org)◇◇   与路甬祥院长商榷   作者:平凡书   一篇回答相对论有没有用的文章登在新语丝上,出自生物化学博士方舟子之 手,令物理学家难堪;尤其是理论物理学家。随后又有Yush的文章,进一步介绍 相对论在许多领域的应用,更推广了相对论在应用领域的地位。看来这方面的科 普还有很多空间。在Yush 的文章中,他引用了几位著名科学家的话来佐证他的 观点;可惜,当今科学院院长路甬祥的话是错的,至少是不符合当今物理教学的 “行话”的。路甬祥的话是这样说的:“爱因斯坦……根据狭义相对论提出了质 量与能量可互换的思想,这应该是原子能释放的理论基础“。笔者查找了路在几 处讲话的原文,没错,这段引用是他的原话。本文就此来作一点评论。   现代的大学物理学都有介绍狭义相对论的章节,都有以相对论的观点阐明质 量与能量的关系的段落。质量是物体惯性大小的度量,而能量度量的是物体运动 的烈度。两者从不同的角度表述物体的性质和状态,但是它们之间有紧密的联系。 用爱因斯坦的话说:“物体质量是其内能的一个尺度”。著名的质能公式给出这 一关系: 能量=质量x 光速平方。说质量会转化成能量是不对的。事实上,一个 孤立体系的质量是守恒的,它如果转化成能量了,还能守恒吗?而且质量守恒就 意味著能量守恒,何来转化?一个通俗的说法是把质量与能量的关系说成是“形” 和“影”的关系,而“形”肯定不会转化为“影”,而只能与“影”共生。   问题出在许多人没搞懂质量有“静止质量”和总质量之区别。拿一个电子来 说,当它静止时你测得它的质量是静止质量;当它运动时,它的质量增加了。增 加的质量是由于它的能量增加了。而能量的增加来自外力对它做的功。   按相对论,做功的物体的质量和能量都减少了,转到了电子身上。所以,只 见到能量在转移,质量也随着转移;不存在质量与能量之间的转移。以此来理解 正负电子湮灭的实验是这样的:湮灭以后正负电子不存在了,他们的静止质量消 失了;这份质量转化成两个伽玛光子的质量。由于不存在静止的光子,光子也就 不存在静止质量,它的全部质量都是运动带来的。人们把这一事实说成是质量转 化成能量,是一种误解。原子核分裂释放核能的过程也是类似的---静止质量转 换成运动质量,静止能量转化成运动能量。由于人们对各种原子核的静止质量测 得很精确,在原子核分裂时发现生成物的总静止质量减少了,按爱因斯坦的质能 关系式,算出的运动能量大得吓人,这就是他对核能释放的贡献。(顺便指出, 说爱因斯坦发明原子弹也是不恰当的)   自从上世纪初相对论问世以来,不理解、不接受甚至反对的人都有,但在实 验和理论的支持下,相对论逐渐地被人们接受。但在质能关系的理解上,很长时 间被人误解,这也是事实。记得1957年前后,钱学森先生从美国归来,他在某地 方发表的文字中也谈到相对论的质能关系,他说了质量转化成能量的话。于是在 “物理通报”杂志上出现了一篇文章,题为“与钱学森先生商榷”,指出质量转 化成能量的说法不对,作者是当时“哈军工”物理教研室的几位年轻教师。不久, 同一杂志上刊出了钱先生的回答,他表示接受那几位教师的意见。由此可见这一 不正确的理解相当普遍;同时也令我感到,象钱先生这样的知名科学家,见到正 确的批评意见,能及时表示接受,风格是值得学习的。   那么,路甬祥院长是不是也可以在适当的场合,纠正一下自己这个不大正确 的说法呢?你毕竟是中国最高学术机构的一把手,消除今后可能产生的以讹传讹 的影响也许是值得的。 (XYS20090413) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys3.dxiong.com)(www.xysforum.org)(xys2.dropin.org)◇◇