爱因斯坦发现质能方程的难度（质能方程的历史）

爱因斯坦发现质能方程的难度（质能方程的历史）不过，广义相对论的诞生确实得益于爱因斯坦的明锐洞察力。如果没有爱因斯坦，这个理论的诞生或许要晚半个世纪，或许就根本也不会但是。自相对论诞生以来，一系列的实验都能表明爱因斯坦的理论是对现实的最佳描述。尽管质能方程通常被认为源自爱因斯坦1905年的论文，但爱因斯坦其实并没有从他的相对论中推导出这个方程。这篇论文只有两页长，并且只展示了这个方程是如何从相对论的近似中得到。这更像是一个概念的证明，而不是正式的推导。事实上，其他物理学家后来证明了质量和能量的等价性是狭义相对论的结果。广义相对论的引力场方程这篇文章并不是为了贬低爱因斯坦的天才，但它确实证明了即使是科学上的激进思想也很少完全来自于某个人。汤姆逊、庞加莱和其他物理学家的想法都在正确的轨道上，就像爱因斯坦的想法一样。

毫无疑问，爱因斯坦是人类有史以来最杰出的物理学家之一。他的狭义和广义相对论改变了我们对宇宙的理解，他在量子理论方面也做出过很大的贡献。在二十世纪初，爱因斯坦横空出世，用一种简单聪明的理论引发了经典物理学的变革。从此，他成为了每一个狂想家的偶像，这些狂想家认为很有必要写封电子邮件给那些科学家，告诉科学家他们的理论就像当年的爱因斯坦的理论一样，能够彻底改变科学。然而，尽管爱因斯坦的思想具有革命性，但也并非完全出乎意料。其他科学家也有类似的想法，并且也得到了类似的方程式。举个例子，爱因斯坦最著名的质能方程：E=mc^2。

这个方程式出现在爱因斯坦于1905年发表的文章中——《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》，它表达了物质和能量之间的基本联系。长期以来，能量被认为是物体的动能、热量之类的属性，但爱因斯坦的质能方程指出，物质具有固有的能量。这让我们得以了解放射性粒子是如何衰变，以及恒星是如何通过核聚变产生能量。不过，这种想法以前也有人提出过。

就像爱因斯坦一样，英国物理学家汤姆逊（电子的发现者）也在思考光和质量之间有什么联系。他认为，电磁学比牛顿运动定律更基本，并试图弄明白电荷是如何产生质量的。1881年，他提出一个理论，一个移动的电荷球会产生一个磁场，这会对运动中产生某种拖拽，相当于电荷的有效质量。汤姆逊发现电子的电磁质量为m=(4/3)E/c^2，这与爱因斯坦的质能方程惊人地接近。汤姆逊的推导过程相当繁琐，但其他物理学家通过更加优雅的推导过程也发现了同样的结果。

汤姆逊的模型并非没有问题。其一，这个模型只适用于带电荷的运动物体。另一个问题来自于汤姆逊把电荷假设为均匀的球体。如果电子是延伸的电荷层，必定有某种力或压力使电子不会飞离。这种压力很明显是有能量的，据此，法国数学物理学家庞加莱提出了能够使电子束缚在一起的非电磁压力。当他计算出这种压力的能量时，他发现，能量相当于一个电子总质量的四分之一。因此，由于电荷分离，电子的“实际”质量肯定是m=E/c^2。庞加莱的这篇论文发表于1905年6月，就在爱因斯坦的论文发表之前的几个月。

尽管质能方程通常被认为源自爱因斯坦1905年的论文，但爱因斯坦其实并没有从他的相对论中推导出这个方程。这篇论文只有两页长，并且只展示了这个方程是如何从相对论的近似中得到。这更像是一个概念的证明，而不是正式的推导。事实上，其他物理学家后来证明了质量和能量的等价性是狭义相对论的结果。

广义相对论的引力场方程

这篇文章并不是为了贬低爱因斯坦的天才，但它确实证明了即使是科学上的激进思想也很少完全来自于某个人。汤姆逊、庞加莱和其他物理学家的想法都在正确的轨道上，就像爱因斯坦的想法一样。

不过，广义相对论的诞生确实得益于爱因斯坦的明锐洞察力。如果没有爱因斯坦，这个理论的诞生或许要晚半个世纪，或许就根本也不会但是。自相对论诞生以来，一系列的实验都能表明爱因斯坦的理论是对现实的最佳描述。