背 景 知 識

質 量 即 是 能 量 嗎 ？ 於 1905 年 ， 愛 因 斯 坦 [Albert Einstein] (1873-1955) 在 研 究 他 的 狹 義 相 對 論 (Special Theory of Relativity) 時 提 出 質 量 即 等 於 能 量 。 這 著 名 的 質 量 -能 量 相 等 關 係 (Mass-Energy equivalence relation) 指 出 :

E 是 對 等 能 量 (energy equivalent) 又 或 是 質 量 能 量 (mass energy)

m 是 一 件 物 體 的 質 量

而 是 光 速

我 們 難 以 用 一 個 簡 單 的 邏 輯 推 理 愛 因 斯 坦 如 何 得 出 他 的 公 式 。 這 純 粹 是 一 個 跟 據 他 的 狹 義 相 對 論 和 麥 克 斯 韋 方 程 式 (Maxwell's Equation) 作 出 的 假 設 。

我 們 很 難 在 日 常 生 活 的 例 子 中 ， 看 到 一 件 物 件 因 能 量 的 得 失 而 產 生 明 顯 的 質 量 改 變 ， 這 是 因 為 一 件 物 件 的 總 質 量 只 會 作 很 微 少 的 改 變 。 要 檢 查 愛 因 斯 坦 的 公 式 ， 我 們 需 要 一 些 質 量 微 小 的 物 體 ， 才 可 以 量 度 到 在 總 質 量 上 的 明 顯 改 變 ， 核 反 應 (nuclear reaction) 中 的 放 射 性 衰 變 (radioactive decay) 可 作 一 個 選 擇 。 事 實 上 ， 愛 因 斯 坦 曾 以 一 小 堆 粉 末 狀 的 鐳 (radium salt) 來 作 實 驗 ， 看 看 鈾 在 放 射 幅 射 時 的 重 量 會 否 下 降 。

現 今 ， 質 量 - 能 量 相 等 關 係 對 核 子 工 業 有 著 重 大 的 作 用 。