现代相对论方程的理论证明及其推广

1、现代相对论方程的理论证明及其推广xx武汉大学， 430072；武昌首义学院， 430064质能方程 E=mc2， E 表示能量， m 代表质量，而 c 则表示光速（常量， c=300000km/s）。由阿尔伯特 ?爱因斯坦提出，是爱因斯坦相对论中的一个著名公式。该公式 反映了物质粒子在结合或分裂转变前后，能量和质量变化数量的等价关系。它是核爆炸的基础理论，也是原子弹和氢弹的基石。其能量是巨大的，是 个天文数字。美国人根据这个理论而发明了原子弹，并在日本进行了两次爆炸，威力巨 大，造成了无数平民的伤亡，损失惨重。这两次核爆炸后间接的证明了其理论 的正确性。毫无疑问，爱因斯坦的这个着名方程是最光彩

2、夺目的科学发现之一，但同 时也是最令人 2不安的公式之一。公式中诠释的力量主要在于 c,即光速（每秒30万公 里）的平方。以此为乘数 90000000000，你无需多少物质（微量的钚足矣）产 生的能量就能毁灭一座城市。可见一次核爆炸的威力有多大。这个公式是爱因 斯坦在 1905 年提出来的,爱因斯坦首先提出用放射性物质来检验质能关系。虽然爱因斯坦的这个方程发明有一百多年了,但至今没有一个很好的实验 物理方法来予以证明它的正确性。因为一次核爆炸所产生的能量是很难实际完 全测量出来的。核爆炸只能定性证明它的正确性。那还有没有一个简单的办法就可以证明该方程的正确性呢？本人采用量纲 运算法则对这个方程

3、进行了简单证明,证明这个方程是正确的。见如下所述：（注意：这里只进行量纲运算,而不进行任何数字运算）求证：E = me量纲为焦耳（这里的m为质量）证明：已知能量的单位为焦耳，质量的单位为千克（ kg），焦耳=牛顿？米（即n?M,这里的M为米）根据牛顿第二力学定理（F = ma这里的m为质量）的量纲有：牛顿二kg?M/s （这里的M为米），代入后得：222焦耳二kg?M/s?M= kg?M/s （这里的M为米）根据爱因斯坦的质能公式并取其量纲有：2E = mc（这里的m为质量）222=kg?（M二kg?M/s （这里的 M为米）=焦耳（注意：是量纲相等，并未考虑任何数字）证明完毕。2从以上证明中

4、可以看出，最后得到能量（E）的量纲（即单位）为焦耳， 说明经过E=mc的公式运算后，得到的结果数据就是能量值。这一点毋庸置疑。2现在假设E=mc （即 n次方），当n2时（即不等于2）,无论如何其量纲 是不可能等于焦耳的，这也可从反面证明这个公式也是正确的。即只有 n=2时 才是能量计算公式，其 2他的都不是。所以E = me是完全正确的。考虑将爱因斯坦的质能方程推广到一般质能方程有：E = kmc其中k是一个纯标量系数，此时E的量纲皆为焦耳。这是一个由本人提出的一般通用（广义）质能方程。而爱因斯坦所提出的质能公式只是 k=1时的特例，那么k还会不会等于其他的数值呢？理论上是完全有可能的，到底

5、有没有？本人也不得而知，这个必 须经过实验物理的测试才能最后求得。我预测理论上是存在这样的常数的，这 有待专业专业物理学家进一步的研究和探讨。本人只是提出一个理论预测模型 而已。 2我猜测：k的取值范围应该是在01之间。因为光速是世界上最快的速度， 没有任何其他速度可以超过光速，因而就是说爱因斯坦的方程所计算出来的能 量值是最大值，同时能量不可能为负值，所以 k的取值是在0和1之间。2能量的取值范围： Emax = mc， Emin = 0。结论：本文利用量纲法则对爰因施坦智能公式从理论上进行了证明，具有 一定的科学意义和理论价值。量纲正确即可说明该方程是正确的，这是公式成 立的基本要求，如果量纲不正确，这个公式是不成立的，也就不会传