化學反應都遵從質量守恆和能量守恆，愛因斯坦的質能方程有啥用？

文/姿勢分子

對愛因斯坦或者物理學有點了解的朋友都知道一個特別牛的方程——質能方程，也就是能量等於質量乘以光速的平方。

愛因斯坦首次揭示了一個事實：質量和能量是可以相互轉換的。

這個理論震驚了所有人，也開啟了物理學的新篇章。

不過，問題在於，質能方程有什麼用呢？

我們上學的時候學化學都知道，所有的化學反應都遵從一個法則：質量守恆定律。

既然反應過程中質量不會減少，又怎麼可能出現質量轉換為能量的現象呢？

反過來，就更讓人困惑了。假如一個體系中有一股能量，它又如何能夠把自己轉變成實際的物質呢？

有點匪夷所思。

事實上，質量和能量的轉化，是超出生活之外的特殊環境和情況下才會出現的。

上個世紀30年代，人類首次發現了反電子。20年後，反質子和反中子也相繼浮出水面。

原來，這個世界還有反物質。

科學家發現，粒子和反粒子的相遇，會發生物理學上最神秘的反應——湮滅。

當它們發生湮滅的時候，粒子和反粒子的實體消失，也就是質量消失，完全轉化成能量。而轉化的過程，就是遵從著愛因斯坦的質能方程。

這就是質量轉化為能量的一種渠道。

那麼，能量如何轉化為質量呢？

其中一種形式，就是霍金提出的黑洞輻射。

我們通常認為，黑洞是一個只吃不吐的怪物，霍金表示不認同。

根據他的研究，黑洞在吃掉物質的同時，會在內部積累巨額的能量。這麼多的能量即使對於黑洞來說，也是難以承受的。

被黑洞吞噬的能量，有的時候也會逃逸出黑洞。而這些能量在黑洞的強大作用下，會被轉化為粒子和反粒子，也就是發生了湮滅的逆向反應。

其中，一個粒子被黑洞迅速吞噬，另一個粒子會朝相反的方向被射出去，這就是黑洞的霍金輻射。

一個反粒子雖然沒什麼，但是這個過程會長期存在，導致黑洞逐漸損失自己的能量，因此這也是黑洞蒸發的一個過程。

這麼看起來，愛因斯坦的質能方程似乎只能用在宇宙，不適合在地球上使用。

的確，科學家已經提出在宇宙中利用這個理論了。

面對廣袤的宇宙和人類航天器速度過低的尷尬局面，科學家提出了反物質推動器，利用電子和反電子的湮滅過程提供巨大的能量，推動航天器以接近光速的速度完成星際穿越。

在未來，科學家或許也將掌握利用能量創造質量的技術。換句話說，「憑空造物」，或許即將成真。

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