盐水结合:若把一斤盐放进一斤水里,最终的结果一定是两斤么?( 二 )



值得一提的是 , 这之中缺失或者增加的质量其实都是非常少的 , 可能都在小数点的后几位徘徊 。 因此倘若在宏观的视野下看待一斤盐与一斤水的结合 , 而实验条件优势绝对密闭 , 那么最终的结果确实是两斤 。 但是如果从微观的视角来看待的话 , 确实还是有变化的 。
如此看来 , 具体得出什么样的结果其实取决于我们是从哪种视角去看 , 在不同的视角下 , 最终总重的克数是不一样的 。 不过 , 可能也有人不理解 , 认为这二者从理论上来说完全就是相悖的 。

那么 , 质能方程是不是真的否定了质量守恒定律和能量守恒定律呢?
质能方程与质量守恒定律
质量守恒定律作为自然界的基本定律之一 , 其地位是毋庸置疑的 。 但是它有一个前提 , 就是要在与周围隔绝的物质系统当中 , 才能保证总质量不变 , 因此咱们在上文中才会多次提到绝对密闭 。
质量守恒定律主要包括三种守恒 , 第一种是物理变化质量守恒 , 第二种是化学反应质量守恒 , 第三种则是核反应质量守恒 。

该定律是俄国科学家罗蒙诺索夫在1756年时发现的 , 最初叫做“物质不灭定律” 。 到了20世纪时 , 德国和英国的化学家又进行了相关的实验 , 对其进行了进一步的确认 。
实验结果显示 , 化学反应前后物质的质量变化小于千万分之一 , 这个误差在实验当中是被允许存在的 。 因此 , 质量守恒定律有了科学实验的基础 。
当然 , 在这之后人们还得出了能量守恒定律、电荷守恒定律等等 。

从质量守恒定律的情况来看 , 它是明显早于爱因斯坦的质能方程的 , 并且也经过了无数科学家的反复验证 。
可是爱因斯坦在1905年发表的《关于光的产生和转化的一个启发性观点》当中根据狭义相对论和洛伦兹变换 , 提出了质能方程 , 这一极具开创性的理论 , 一度让人们搞不清楚它和质量守恒定律到底哪个更科学 。

实际上 , 我们不能从二者表面上的一些“针锋相对”就去判定它们处在对立面 , 因为从本质上来说质能方程是在更为宽泛的领域揭示质量守恒的正确性 。 就像咱们在上文中说的一样 , 质能方程聚焦的是微观领域 。
就以核反应为例 , 它释放出的核能其实是原子核静止能量的一部分 。 简言之就是这个核能转化成了发射粒子的动能和势能 , 最终还是实现了能量守恒 。

至于核反应前后出现的质量亏损 , 其实是由于发射的微观粒子高速飞出使质量增大 , 而这个质量就是原子核的质量亏损 , 因此从本质上来说 , 总质量依旧守恒 。
因此 , 质能方程其实就是把质量和能量的关系进行了详细表达 , 它本质上并没有否认质量守恒定律 , 更没有违背这一自然界基本定律 。

也难怪 , 懂的人都说爱因斯坦是旷世奇才 , 对世界科学的进步贡献巨大 。 就单纯以质能方程来说 , 他就将经典力学当中相对独立的质量守恒和能量守恒完美地融合在了一起 , 充分反映了物质和运动的统一性 。
当然 , 一个正确的理论想要等到验证是要经过反复实验的 , 质能方程所聚焦的更微观的层面更是如此 。

比如在传统的粒子物理学模型当中 , 质子和中子都被更小的夸克组成 , 而夸克周围环绕着胶子 , 而胶子的质量是0 , 夸克质量仅占质子和中子的5% , 在这种情况下人们无法理解95%的质量为何就凭空消失了 。
后来美国《科学》期刊上发表了一篇论文 , 指出剩下的质量来源于夸克和胶子之间运动和相互作用所产生的能量 。

这就代表 , 一切正如爱因斯坦所言 。 有人可能会说这不是在原子弹制造的时候就被证实了吗 , 为什么科学家在几十年之后还在研究这个 。 这是因为在亚原子粒子的层面 , 想要证明质能方程是很困难的 。
“此前 , 这个公式一直是假说” , 法国国家科学研究中心在一份新闻稿中自豪地宣布 , “现在这个假说终于首次得到了证实 。 ”

或许大家也想不到 , 在一斤盐和一斤水相遇后是否会得到两斤总量的问题上 , 竟然能引出这么多玄妙的理论 。 只能说 , 这世界还有更多的东西等着我们去开拓 , 在探索的过程中 , 我们要学会转换视角和思想 。

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