質能方程式告訴我們，我們身體能蘊含着巨大的能量，為什麼我們平時隻能從中獲得很小很小的能量。大家都知道核聚變後損失的質量轉換成巨大的能量釋放出來，那為什麼在質子數中子數沒變的情況下，會損失能量呢？

​公式E=mc²可以把質量和能量互相換算。就和時間，距離和速度的換算類似。但什麼是能量呢？這個問題不太好回答，因為我們有太多能量的形式。運動是能量，電是能量，熱是能量，光也是能量。它們之間可以任意互相轉換。

電能

比如，一隻燈泡可以把電能轉換為熱和光，發電機把運動轉換為電。能量存在的形式可以改變，但總能量必須守恒，這是物理學中的一條基本原理。為了讓這個原理有意義，我們必須會對可以互相轉換的不同形式的能量進行度量。

我們先從運動的能量，即動能開始。換算公式是K=1/2mv²,這裡K是動能，m是質量，而v是速度。假設你是個奧運短跑選手。經過巨大的努力，你能讓自己跑到v=10m/s。但這比光速慢多了。自然，你的動能會遠小于E=mc²中的E。這意味着什麼呢？

E=mc²說的是“靜能量”,靜能量就是當物質不運動時所具有的能量。跑的時候，你會把一小部分靜能量轉換為動能。很小的一部分，實際上隻有大約1/10¹⁵。在狹義相對論下這個1/10¹⁵也是你10m/s速度下時間膨脹的數字，但這并非巧合。狹義相對論中有一個精确的關系可以把時間膨脹因子和動能聯系起來。這意味着，假設有什麼物體可以運動得足夠快并使其能量加倍的話，它所經曆的時間就會比不運動的狀态慢很多。想到你有這麼多靜能量是讓人有點喪氣，因為費盡氣力你能夠用到的也隻是其中很小的比例，1/10¹⁵。我們如何才能利用到物質中更多比例的靜能量呢？核能是我們所知的最佳答案。E=mc²可以幫助我們很好地理解核能。這裡簡單地解釋下。

原子核由質子和中子構成。一個氫原子核由僅僅一個質子構成。一個氦原子核由兩個質子和兩個中子構成，它們被緊密地束縛在一起。這裡我說緊密束縛的意思是我們需要極大能量才能将氦核分開。有些原子核比較容易分開。比如鈾-235,它是由92個質子和143個中子構成的。把鈾-235分開成幾部分是相當容易的。比如，假使我們用中子撞擊鈾-235的話，它能分裂為個氮原子核、一個鋇原子核、三個中子以及一些能量。這本身是核裂變的一個例子。我們可以這個反應簡單記為：

U n→kr Ba 3n Energy

這裡我們用U代表鈾-235,Kr代表氪，Ba代表鋇，而n代表中子。E=mc²使你能夠計算在裂變反應中由于質量變化而放出的能量的數值。反應物(一個鈾-235和一個中子)的質量超過生成物(一個氪原子、一個鋇原子和三個中子)大約一個質子質量的1/5。我們把這個微小的質量變化代入E=mc²中以确定放出能量的數值。看起來很小，一個質子質量的1/5差不多是鈾-235質量的1/1000。所以放出的能量就是鈾-235靜能量的1/1000。這看起來還是不夠多，但已經是奧運短跑選手通過全力奔跑可以利用靜能量比例的一萬億倍了。

核子的數目并沒有變：裂變前和裂變後都是236。但反應物具有比生成物更多的質量。這個意外很重要，現在我們不能再用核子總數來計算質量了。這裡的要點在于氪和鋇中的核子相互間束縛得更緊密，比鈾-235中的核子束縛得緊密。束縛得更緊密意味着更小的質量。松散地束縛着的鈾-235原子核會多出一個額外的小質量，等着以能量的形式釋放出來。簡單來說，當生成物中質子和中子以更緊密的方式結合在一起時，核裂變就會釋放出能量。

氫聚變

總結一下，由于光速是個已知的常數，靜能量E=mc²的多少将隻取決于質量。從鈾-235中獲取部分靜能量要比從物質的大多數其他形态中容易。原則上說，靜能量存在于所有物質中，石頭、空氣、水、樹和人。

将E=mc²置于更廣闊的知識背景中。它是狹義相對論的一部分，狹義相對論研究運動如何影響對時間和空間的測量。狹義相對論是廣義相對論的特殊情況，廣義相對論包括對引力和彎曲時空的研究。弦論涵蓋廣義相對論和量子力學。特别是，弦論中也包含了E=mc²。弦、膜，還有黑洞都遵循這個關系。

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