爱因斯坦质能方程E=MC2提出与证明
前段时间,国科大的曹则贤老师提到第一个通过相对论推导和证明E=MC2的是普朗克,让我不由的对质能方程是不是由爱因斯坦发现产生了疑惑!这天终于想起来去求证这个问题,让我更加明白这个科学历史的原由:
首先,爱因斯坦是第一个提出正确关系E = mc 2 的人,特别在1905年提出的《物体的惯性同它所含的能量有关吗》的论文(仅3页),在但他并没有真正证明它,至少没有根据他自己的狭义相对论来证明。爱因斯坦1905年推导的论证过程,受到过普朗克的质疑,是有缺陷的。
普朗克是物理学界第一个关注到爱因斯坦工作的人,并很快跟进做出了他自己的贡献,比如,《相对性原理与力学的基本方程》(1906年,内含电子的相对论运动方程),《运动系统的动力学》(1907年,内含对爱因斯坦质能关系推导的批评和他自己的严格推导)。接着,Von Laue、Laub和Ladenburg等年轻人也都开始跟进。正因为这些,1907年9月爱因斯坦便接到了Johannes Stark教授的邀请,为《放射性和电子学年鉴》写一篇有关狭义相对论的综述文章。
所以结论是,爱因斯坦提出了E=mc2,但没有得到严格意义上的证明和推导,由马克斯·普朗克通过相对论动量方程研究后推导出了质能等价性!
下面内容引用文章来源于中国物理学会期刊网 ,作者金晓峰:
爱因斯坦的狭义相对论之路,与我们从课本和传记中所了解的有很大差别。他发表于1905年的《论动体的电动力学》和《物体的惯性同它所含的能量有关吗》两篇经典论文,并非如传说中那样似乎是神来之笔,而是有清晰可见的洛伦兹和庞加莱的影子,是深受他们工作启发的创新成果。狭义相对论的建立在于对以太的认知,由于爱因斯坦相对两位老学者作为年轻人更容易理解新事物,因此在抛弃以太问题上爱因斯坦是确定的,洛伦兹认为是真实的存在,而庞加莱恰好处在中间。
庞加莱在1905年之前对于空间与几何、绝对运动与相对运动、时间的定义与测量、以太是否真的存在、物理学理论与原理的兼容性等关键问题的思考。通过这些思考,
(1)他最先提出了物理定律的相对性原理,主张不存在所谓绝对空间和绝对运动,而只存在物体间的相对运动。
(2)他最先提出光速不变公设,认为这是谈论两段时间相等以及异地同时性的基础。
(3)他最先提出以太是否真实存在,那只是形而上学家的事情,终有一天会被认为是没用的东西而遭抛弃。
(4)他最先通过光信号对异地时钟进行同步的方法,得到了一级近似下的动系和静系时间变换公式:t ‘=t–vx/c2。
(5)他最先意识到,一束电磁辐射等价于惯性为m=E/c2的一种假想流体(fictitious fluid)。
公平地说,假如没有爱因斯坦的出现,狭义相对论也已经完全建立,并没有什么需要补充的了;至于物理学家什么时候才能弄明白庞加莱1905年的文章并接受它,那完全是另一回事了。这就是为什么英国皇家科学院院士、剑桥大学三一学院的著名数学家Edmund Whittaker教授,在他1953年名著A History of the Theories of Aether and Electricity (The Modern Theories 1900—1926)中,极具争议地将狭义相对论这一章的标题就直接称为“庞加莱和洛伦兹的相对论”
文章很值,打赏犒劳作者一下