1、从物理机制上看光子学说与质能从物理机制上看光子学说与质能2011年09月12 日从物理机制上看“ 质能 转换理论” 马海飞 (http:/ 爱因斯坦 在1905年根据数学推导和运算的结果提出了一个令人难以置信的理论：物质的质量和能量可以互相转化。也就是说物质的质量可以转化成能量，能量可以转化成质量。他认为，任何具有质量的物体，都贮存着看不见的内在能量（内能），而且这个由质量贮存起来的能量大到令人难以想象的程度。这个理论就是著名的“ 质能 转换理论”。用数学公式表达就是：E=mc2。 维基百科在“ 质能 等价”条目下有这样的解释： “该公式表明物体相对于一个参照系静止时仍然有能量，这是违反牛顿系
2、统的，因为在牛顿系统中，静止物体是没有能量的。这就是为什么物体的质量被称为静止质量。公式中的E可以看成是物体总能量，它与物体总质量（该质量包括静止质量和运动所带来的质量）成正比，只有当物体静止时，它才与物体的（静止）质量（牛顿系统中的质量）成正比。这也表明物体的总质量和静止质量不同。 反过来讲，一束光子在真空中传播，其静止质量是0，但由于它们有运动能量，因此它们也有质量。” 爱因斯坦 的 质能 转换理论已经被主流科学家们广泛接受。E=mc2这个公式几乎成了用来显示科学性的一个代表性标志。也有一些科学家梦想着根据 质能转换理论把物体质量所贮存的巨大内能释放出来用于满足人类对能源的需求。然而， 质
3、能 转换理论来自纯粹的数学推导，没有任何物理机制上的基础，而且难以通过物理实验证实。因此，总会有一些人对它的正确性表示怀疑。所以，质能 转换理论到目前为止实际上仍然是一个处于争议之中的理论。本人认为，离开了物理机制的理论还不能算得上是真正的物理学理论。物理学理论必须要符合物理机制和物理现象。所以，从物理机制上对物理学理论进行分析是确定该理论正确与否的一个不可缺少的步骤。如果 质能 转换理论是正确的，它就一定能够经得起物理机制上的检验，如果经不起物理机制上的检验，它就一定是有严重问题甚至是错的。本文将从物理机制上对 质能 转换理论进行分析和检验。 1. 质能 转换理论和公式来自纯粹的数学推导。没
4、有任何物理现象和物理机制可以作为它的基础和根据。所以，它首先不是一个完整的物理学理论。 2. E=mc2所包含的意思是：“一个物体的总能量E只与该物体的质量m成正比，与该物体自身的内部结构、物理特性（温度等）以及所处的运动状态等均无关。”因此，E=mc2无法解释公式中的质量m是以什么样的物理形式贮存它的总能量E的。 3. 质能 转换理论认为质量是可以在转换成能量的过程中彻底消失的。因此，E=mc2中的能量E可以是一个没有载体的能量。但是，如果没有了质量，所转换出来的能量就没有了载体。没有载体的能量是以什么物理形式存在呢？光子没有静质量却有能量。那么携带光子能量的载体是什么呢？它的能量贮存在什么
5、地方？这是一个无法用物理机制或物理现象解释的问题。 4. 质能 转换理论没有反映出物质本身的物理状态与能量之间的物理 关系 。根据 质能 转换理论，一千克（任意）物质完全等价于89,875,517,873,681,764焦耳，或大约21,470,501,160,000卡路里，或24,965,421,632千瓦时。这就是说，E=mc2中的能量E与物体自身的温度无关。而我们知道，同一物体的温度处在-196与在1,960时的内部能量是不同，而且是相差很大并不可忽略。但在E=mc2中却反映不出温度与能量之间的物理机制 关系 。 5. 质能 转换理论不能反映出物体本身的物质结构与能量之间的物理 关系 。
6、众所周知，同样是1克质量，但不同物质所含有的分子数或原子数却不相同。这是因为不同物质的分子和原子结构各不相同所导致的结果。在现实的物理世界中，物质结构是一种储存能量的形式。所以，只有对同一种物质而言，它的能量才可以与它的质量形成固定比例。在不同物质之间，这种比例 关系 并不一定成立。相同质量但不同结构的物体之间所贮存的能量是不同的。而E=mc2却根本不考虑物质结构的问题。在 质能 转换理论看来，1克木头与1克铀所含的能量是一样的。这显然是错的。很明显，从E=mc2中计算得到的能量E是不可能准确反映出各种不同物质所含有的真实内能的。E=mc2中的能量E如果不是以物质结构的形式贮存在物体当中，那么
7、是以什么形式贮存的呢？ 6. 质能 转换过程中的质量到哪里去了？ 质能 公式中的质量如果可以是静质量的话，那么，静质量在转换成能量的过程中就会逐渐消失。所以，太阳的质量应该逐渐降低才对。而光子在运动中由能量所转换出来的质量最终应该保留下来成为静质量。所以，当光子的运动停止后还应该有质量才对。如果公式中的质量是相对论质量（动质量）的话，那么，这个质量只有在物体处于高速运动状态下才会出现，而在低速运动和静止状态下就自动消失。如果是这样，静止的物体就不可能具有E=mc2所表示的那个能量。“质能”之间的转换应该是双向对等的。不可能出现只有静质量可以转换成能量，而能量不能转换成静质量的事情。所以，如果光
8、子从运动的能量中经过转换而获得了质量，这个质量应该在光子停止运动后保留下来成为静质量才对。而现实告诉我们，光子停止运动后是没有质量的。因此，我们要问，静质量不需要物体的运动也能转换成能量，那么从相反的过程中由能量转换出来的质量在它停止运动后到哪里去了？ 7. 质能 转换理论无法解释质量和能量在来源上的前后物理 关系 。因此无法解释宇宙中是先有质量的还是先有能量，它们之间的转换是从何者开始的等基本恶问题。显然，这个理论完全经不起物理机制的检验。 我认为， 1. 静止物体的内部能量（内能）主要是由物体自身的内部结构决定的，而不是由质量直接决定的。我们知道，所有的物体都是由分子和原子构成的。而不同物
9、质之间的原子和分子结构都不同。物体的“质量”所反映的是含有分子或原子的数量多少。对同一种物质而言，分子数目越多，质量就越大，所以能量也就越大，这是合理的。但不同物质之间因为物质结构不同，所以用质量的大小来判断不同物质之间的能量谁大谁小是不合理的。物质结构其实是在物质演化过程中产生出来储备能量的一个形式和结果。最原始的宇宙物质可能就像电子一样是没有结构的原始基本粒子。但是，在物质宇宙形成的过程中，由于质量与质量场之间的物质基本属性 关系 而自然导致了物质聚合起来形成了大质量的物体和远距离的存在状态。这两个因素通过自由落体运动导致了物质向能量的转换而出现了能量。转换出来的能量中的一部分以物质结构（
10、原子和分子等）的形式被储存了起来。另一部分以有形物体结构（高山、生物体和矿石等）的形式被储存了起来。还有一部分能量以天体星系结构的形式被储存了起来。能量是不可能以质量的形式贮存在物质中的。质量只能反映出构成特定物质的分子数目的多少。从根本上讲，物质的能量是由物质的分子构造和状态决定的。所以，质量只能间接地反映出某种特定物质的能量，而并不直接与内能有关。因此，用一个E=mc2公式肯定是不能正确反映出物体内部的质量与能量之间的物理 关系 的。 2. 相对论质量（动质量）是对质量场密度变化所产生出来的物理现象的一种错误理解。因为质量场密度随着物体的运动速度增加而增加，所以，相对论的支持者把这种物理现
11、象用数学的方式错误地解读成了质量的增加。实际上能量根本就不可能转换成物质的质量，但可以转换成类似“重量”的“量”。我们知道，就同一个物体而言，不需要改变它的质量就可以改变它的重量。例如改变物体在地球表面的高度就可以改变物体的重量而它的质量并没有改变。所以，重量与质量是不同的概念。但在“理想状态”下，它们之间在数值上是相等的。质能 转换理论中的“相对论质量”和“静质量”之间的 关系 与“重量”和“质量”之间的 关系 有着类似的情况。“相对论质量”所对应的应该是“物体质量与实际重量之间的那个差额量”。它们都是物体所处的特定（非理想）状态下所产生出来的“效果”，而不是物质内在属性（质量）的变化。当这
12、些特定状态解除，回到理想状态之后，其效果也就随之消失了。这时候，质量与重量在数值上就恢复相等了。同样道理， 质能 转换理论中的动质量在物体回到静止（理想）状态后，E=mc2中的质量也就与牛顿的质量相等了。也就是说，在回到标准状态之后，物体的质量与重量之间就没有了“差额重量”。同样，物体回到静止状态之后，相对论质量也就不复存在了。这些都是“质量场”所产生出来的效应，而不是“质量”上的变化。因此， 质能 转换理论把“动质量”作为“质量”对待的做法就象有些人把“重量”当成“质量”的做法在道理上是完全一样的。 3. 光子并不是实体物质，而是一种对场效应的误解，所以光子并没有质量。可以说“光子”是一种为
13、了数学运算而虚构出来的东西。物理世界中并不存在这种实体的微粒子。 4. 没有结构和物质运动就没有能量。现代科学认为电子是没有结构的基本粒子。如果让一个孤立的电子处于静止状态，它虽然是有质量的，但因为它既没有结构，也没有运动，所以根本就没有任何能量可言。如果人们能够收集这些孤立的静止电子，然后把它与有结构的原子相比，在同样质量和其他物理条件下，没有结构的电子与有结构的原子之间的能量肯定不同。因为原子内部存在不停的运动。所以，它们质量与能量之间的 关系 绝对不是可以用一个简单的E=mc2就可以表达出来的。因此，物质的能量并非象 质能 转换理论E=mc2所描述的那样仅仅是由质量决定的。 质能 转换理论从任何方面讲都不符合物理机制。 结论：物质内在的能量是以物质结构的形式贮存起来的，而不是以质量的形式贮存的。从任何方面分析， 质能 转换理论（E=mc2）都不符合任何物理机制和物理现象，所以，它不是一个具有实际应用价值的物理学理论。仅仅是一个科学幻想式的理论。因此，如果以这个理论作为科学依据发展科学研究或开发能源的话必将步入歧途或无果而终。 本文引用地址： http:/ ml
