大家都聽過一句話并且耳熟能詳，那就是：你的能量超乎你的想象。以前聽起來就是一句宣傳語，但這其中蘊含着很深的科學道理。

根據牛頓大師的理論，如果某個物體處于靜止狀态，然後你用一個力作用于它一秒鐘時間，它的速度會增加一個值，比如10米每秒。現在，用相同的力再作用一次。根據牛頓定律，以及日常經驗，它的速度會再增加10米每秒。如果反複作用，物體速度會變得越來越快，不受限制。然而愛因斯坦認為，如果你能夠非常精确地測量物體的速度，就會發現如果物體從靜止開始第一次加速得到了10米每秒的速度，那麼第二次受力加速後得到的速度增加會略微小于10米每秒；随着速度的增大，要對其加速會越來越難。如果物體速度接近光速，那麼施加的力将幾乎不能再對物體進行加速了。

隻要我們面對的物體速度遠小于光速，那麼牛頓定律就是對宏觀運動定律的一個非常近似的理論。由于光速高達30萬公裡每秒，所以日常生活中牛頓定律已經非常準确了；但是如果考慮粒子加速器中的電子，其速度接近光速的百分之一，此時就需要運用更複雜的愛因斯坦理論了。

在愛因斯坦相對論中，随着物體的速度增加，其質量也會增大。當接近光速時，質量增加會非常快，使得物體對于加速度的阻抗增大。最終，當物體達到光速，其質量就會變得無限大。所以如果一個物體有質量，那麼就不可能被加速到光速；能以光速運動的物體一定是沒有質量的，比如光本身！

誠然，慣性會随着速度變化這件事情不太符合我們的“常識”,但是多年的高能物理實驗已經證實了它的真實性。在高能實驗室中，比如歐洲核子研究中心，物質粒子沿着軌道飛行，突然與反方向飛來的反物質束線對撞，這種電光火石的反應，隻能引入相對論才能研究其中的奧妙。能量與運動之間的關系，愛因斯坦相對論引出了一個驚人而又意義深遠的結論：即使靜止的物體也具有能量，隻是被禁锢在了構成其本身的原子的内部。能量大小的值“E”可以表示為經典等式：E=mc²，其中，m表示質量，c表示光速。這是物質的内在性質，與運動狀态無關。

對于運動中的物體，總能量還必須包括其動能。你大概會自然而然地想，隻需要把動能和質能(mc²)加起來即可。這本身沒什麼問題，但當物體運動時其質量m會增加，導緻mc²也會變化。雖然計算這種總能量的過程非常煩瑣，但是計算得到的運動物體的總能量E的結果卻很簡單。首先将動能的平方和質能(mc²)的平方相加；其次，對這個和求平方根，就得到了所要的結果。下面舉例，如果一個物體靜止時能量為4焦耳，而運動起來後擁有了3焦耳的動能，那麼總能量就是5焦耳(3的平方加4的平方，等于25;25開根号就等于5)。

對于這個總和，可以用一種形象的表示方式：畫一個直角三角形，其每個邊就可以和各個能量對應。三角形的底邊代表質能(mc²);豎直邊代表動能。那麼斜邊就代表了物體的總能量。想想我們古人的口訣“勾三股四弦五”,我們就能很容易計算出運動中的物體的總能量E:總能量值的平方，等于質能(mc²)的平方加上動能的平方。我們每走一步路，中間蘊含的能量是巨大的，（你的能量超乎你的想象這句話是有科學依據的）。

愛因斯坦相對論中關于能量本質的描述令人驚詫不已。首先，靜止的質量物體内部具有能量mc²。其次，即使沒有質量的物體，比如以光速運動的光子，運動也會導緻它具有能量。由于總能量守恒，所以一束光中的能量有可能轉化成物質中禁锢的能量。該過程也可以反過來進行：一個負電子和一個正電子可以互相湮滅，其特有的能量會以光子的形式向外以光速發射出去。

光是最單純的能量，而由單純能量産生物質的這種事情看起來近乎神一般的操作。愛因斯坦的相對論，結合其中能量本質的深刻蘊含，暗示了在時間之初物質是如何創造出來的。

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