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在我們看來,物體的能量與質量並沒有多大關係,比如高速飛行的子彈動能很大,但質量卻很小,比如固定不動的樓房,質量很大,動能卻為零,傳統物理學也是這麼認為的,能量與質量既不成正比,也不成反比,沒有任何對應關係。

但是在1905年11月21日,愛因斯坦在《Annus Mirabilis》論文中首次提出質量和能量的關係,隨後便建立了質能方程E=mc²,E代表能量值,單位是焦耳(J),m代表物體質量,單位是千克(Kg),c則是不變常量光速299792458米/秒。

愛因斯坦的質能方程闡明瞭物質和能量的正比關係,一個有質量的物體就會存在能量,除非這個物體質量為0,顯然這是不可能的,因此世間一切物體都蘊含巨大能量,樹木、水、土壤、岩石、人體等等,都存在能量,即便是粑粑同樣有能量。

如果我們只用質能方程簡單計算,不考慮到其他因素,即便是非常輕的物體,所含能量也是大得離譜的,比如一根吃飯用的筷子,質量為5克,根據E=mc²公式,把m和c都代進去,E=0.005*299792458²,最後E=449377589368408焦耳。

看到這樣的數字,大家可能覺得很枯燥無味,449377589368408焦耳到底有多大能量,能否讓一座湖泊裡的水變得沸騰?能否將一枚衛星送上藍天?因為我們平時對那些看不見的能量大小根本就沒有辨別標準,那麼現在就來認識一下。

在物理學中,一公斤水溫度要升高1℃,就需要吸收1大卡的熱量,1大卡=4184焦,假設常溫下水溫為10℃,水若要燒開達到100℃,需要增加90℃,90大卡=376560焦,因此,一公斤水燒開共需要376560焦熱量。

我們再來簡單計算一下,根據質能方程算出,一根筷子蘊含有449377589368408焦能量,而一公斤10℃的水燒開需要376560焦熱量,因此理論上,一根筷子可以將1193375噸水燒開,換句話說,一根筷子所含能量可以讓一座湖泊內的水沸騰。

還有人說,一個2克重粉筆頭所蘊含能量,足夠讓全球人類喝上一個世紀的開水。但實際情況是,即便一根筷子燃燒再怎麼充分,頂多就是讓一公斤水的溫度增加個幾度,連燒開都無法做到,如何才能將物體質量全部轉化為能量呢?

不可否認,任何物體內部都蘊含驚人的能量,走進神奇的微觀世界,你就會發現隱藏在微粒中的巨大能量,世界上的一切物質都由原子構成,原子又由原子核和核外電子構成,核外電子圍繞原子核旋轉,就像行星圍繞太陽一樣,原子核又由質子和中子構成。

原子中蘊含的能量足夠巨大,在21世紀,人類僅僅只掌握了原子中的核裂變和核聚變能量,就已經制造出殺傷力極強的核武器,輕鬆毀滅一座城市,未來誰能釋放原子中的全部能量,那麼一定能製造出毀天滅地的超級武器,想想都十分可怕。

說了這麼多,無非就是為了證明原子內部的確含有驚人的能量,怎樣才能將原子內部的全部能量都釋放出來呢?就像質能方程中一樣,一根筷子釋放出的全部能量理論上可以讓一個小型湖泊的水沸騰,那麼反物質能可以做到呢?

反物質理論認為,宇宙中的一切粒子都有與之對應的反粒子,即反物質,這就跟正電子和負電子一樣,相遇後就會湮滅,當粒子與反粒子相遇時,發生爆炸,釋放出比核裂變和核聚變還要大數倍的能量,最後一同湮滅。

反物質概念雖然早在1928年提出,離現在已經快過去一個世紀了,但是反物質研究依然沒有獲得重大進展,科學家僅製造出與氫原子配對的反氫原子,並且最長反氫原子也只能存在0.17秒,最後自然與空氣中的氫原子碰撞湮滅,1秒鐘都不到。

氫原子與反氫原子相遇,確實能釋放出驚人能量,有研究報告指出,1克反氫原子與氫原子相遇湮滅後,釋放出180000000000000焦耳能量,經計算,能將478011噸水燒開,如果有5克反氫原子,的確可以讓一座小型水庫的水沸騰起來。

但是目前人類僅僅只能製造出一種反物質-反氫原子,也許是受科技水平限制,也許宇宙只存在反氫原子,而一根筷子又由多種原子構成,碳,氫,氧,氮,鈣,鉀,鎂,鈉,錳,鐵,磷,硫等,要製造出筷子中的全部反物質,現在顯然無法做到,我們只有把希望寄託未來。

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