爱因斯坦的相对论无法被推翻的原因-1，狭义相对论中的质能方程

关于相对论大家应该并不陌生，它主要分为狭义相对论和广义相对论，它是由德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦提出。由于相对论打破了时间、空间和质量的不变性，既相同物体如果运动速度越大，物体所处的时间就越慢，空间的距离就越大，物体的质量也会趟大。因为这些观点在我们的认知以外，所以关于爱因斯坦的相对论既有同意的人，也有反对的人。爱因斯坦的相对论又为什么没有被推翻呢?

相对论

狭义相对论指出了牛顿的经典力学定律的局限性。牛顿认为惯性是物体的基本属性，牛顿第一定律指出物体的质量越大惯性也就越大，物体的惯性不会因为物体运动速度的变化而变化，故质量是描述物体惯性大小的物理量，既惯性不变定律。该定律在很长一段时间内人们都认为绝对正确。

牛顿

直到19世纪末，科学家发现高速运动的微观粒子发生的现象，牛顿的经典力学定律却无法解释，人们这时也开始对经典力学的正确性产生了怀疑。

微观粒子

这时德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦提出了狭义相对论，指出了质量和能量之间可以相互转化，既物体的质量可以不守恒，但质量和能量之间存在换算关系，该关系换算出来的总和是守恒的。

爱因斯坦

爱因斯坦认为真空状态下的光速并不会因为参考系的选择而变化，因为这是通过麦克斯韦方程组运用高度数学推算得出来的结论，而不是通过测量得出的结论，如果它是错误的那么这就证明了麦克斯韦方程组也是错误的。而数学家在这之前就已经证明出麦克斯韦方程组是正确的，故这点是正确的。

爱因斯坦

现在人类已经知道光既是粒子也是波(光子既组成光的粒子)，如果直空中有一个光子在受恒定外力的状态下运动。

设:光子的运动的初光速为c0，运动的末速度为c，合力大小为F，光子的质量为m;光子的初动能大小为E0，恒定外力对光子做功后，光子的末动能大小为E;光子运动的距离大小为l。

通过计算得:

E=Fl，E=E0+ E

再根据动能定理计算得:

E=1/2m(c^2+c0^2)

因为光速的大小是不变的，所以c=c0

故E=mc^2

这里我们外力对光子实际做了功，但光子的运动速度却并没有变化。

c=c0与牛顿第二定律相违背，牛顿第二定律指出当物体所受的合外力F 0时，物体速度变化的快慢与F成正比，也就是加速度定律。既a=F/m。

a为物体的加速度，也就是描述物体速度变化快速的物理量。

简单来说惯性一定的物体所受的合外力如果不为0，物体的运动速度就一定会变化。

牛顿第二定律

那么，为什么这里光子的运动速度却没有变化呢?只有一点可以证明该现象，既光子的惯性发生了变化，变为了原来的2倍。因为质量是描述物体惯性大小的物理量，故光子的质量变为了原来的2倍。这表明了物体的质量并不是像牛顿所说的那样不会发生变化，而是质量和能量之间可以相互转化。

E=mc^2也就是爱因斯坦在狭义相对论中提出的质能方程，当然爱因斯坦实际的推导过程并没有上面那么简单，这里只是为了让大家更容易理解。

可以这么说，质量其实是能量的另一种表现形势。

光速c 30万Km/s=3 10^8m/s

这表示，有质量的物体如果想要达到光速，所需的能量就需要接近无限大，故有质量的物体不会达到光速。

质能方程

狭义相对论为人类发现黑洞的存在和核能的利用创造了理论基础，可以这么说，爱因斯坦的相对论是不会被推翻，只能随着人类的探索被不断的完善和修正。