可以用“重量”单位来描述电能吗?我们都知道|一斤电等于多少能量,能供全世界使用多久?
可以用“重量”单位来描述电能吗?
我们都知道 , 电能其实是能量单位 , 而“斤”其实是重量单位 。 在日常生活中 , 我们一般都是用“度”来描述电 , 这是老百姓的用法 。 在物理学中 , 我们一般用“焦耳J”或者“瓦特W”来描述电能和电功率;用千克来描述质量 。 而"1斤的电能可供全世界使用多久?”乍一听起来怪怪的 , 但到底是不是成立 , 我们还是需要从理论出发 。
其实这个问题的核心是 , 电能能不能用“斤”来描述 。 那我们先直接给出答案:可以 。
那为什么可以呢?
质能等价
其实这个问题要从物理学的一位超神级的人物说起 , 他是20世纪最伟大的物理学家 , 他就是爱因斯坦 。 
在爱因斯坦之前 , 物理学面临着前所未有的挑战 , 这个挑战来自于光速 。 
当时的经典物理学有两大基础理论 , 分别是牛顿力学和麦克斯韦理论 。 但是两者在光速的问题上是矛盾的 。 具体来说是这样 , 麦克斯韦理论当中导出了光速的表达式 , 这个表达式是一个固定值 , 不需要参考系 。 而牛顿理论认为任何速度都是相对于参考系而言的 。 所以 , 在光速这个问题上 , 两个经典物理学最重要的基石理论竟然是矛盾的 。 
关键是 , 后来科学家想尽各种办法要进行调和 , 结果都失败了 。 也就是在这个时候 , 爱因斯坦横空出世 , 提出了著名的狭义相对论 , 利用光速不变原理和相对性原理推导出了狭义相对论 。 狭义相对论其实并不是我们这里的重点 , 不过呢 , 后来爱因斯坦接着狭义相对论之后 , 又发表了一篇论文 , 叫做质能等价 。 这篇论文当中有一篇后来我们非常熟悉的公式E=mc^2 , 我们也管这个方程叫做质能方程 。 
而在这篇论文当中 , 爱因斯坦就统一了质量和能量 , 他认为质量和能量压根就是一回事 , 是一个东西的两个不同的面 , 质量当中是有能量的 , 能量当中是有质量的 。 或者我们其实可以这么理解 , 物质其实就是高度压缩的能量 , 而描述物质的其实是用质量来描述 , 也就是说质量应该和能量是对应关系 , 或者说等价关系 。
我们常常会有个误区 , 那就是在核弹爆炸的解释上 , 我们常说是爆炸前后 , 质量转化为了能量 。 实际上 , 这是一种转化观念 , 但并不对 。 原因是反应前后质量没有损失 , 只是这部分质量是以能量的形式释放出来的 。 
如果我们把一颗原子弹放在一个理想的封闭器皿当中 , 这个器皿放在一个理想的秤上 , 器皿与外界没有任何的物质和能量的交换 , 这时候我们引爆原子弹 , 然后观测这个秤 , 这个秤按照爱因斯坦的理论应该是不会动的 。 所以 , 反应前后的质量是守恒的 , 能量也是守恒的 , 因此质能是守恒的 。 能量和质量是等价的关系 , 而不是转化的关系 。 
我们日常并不觉得能量有质量 , 是因为质量太小了 , 通过质量方程我们就知道 , m=E/c^2 , c^2=9*10^16 , 所以 , 质量m=E/(9*10^16) , 发现没有 , 再大的能量 , 除以这个光速的平方 , 都会是很小的数 , 所以我们很难能感觉到光的质量 , 但并不是说它没有质量 。
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