爱因斯坦83总结展望论文第四部分

    总结展望论文第四部分，题为《四、关于体系的力学和热力学》，包括11-16节。www.qiuyishu.com第11节题为《关于质量对能量的相依关系》，这一节前面的理论推导部分等同于1907年5月14日质能方程第三论文《论相对性原理所要求的能量的惯性》第二部分《关于一个带电刚体的惯性》，不过这里把原论文的接受电磁力的带电刚体改为了一个只受周围空间内电磁力作用的、辐射不能穿过的空腔所包围的物理体系，理论的推导思路基本一致，但公式的表示符号依然是用的新的，推导过程也更加简化和数学化，初次接触和不熟悉相关领域的读者看着比原论文更费劲，其实原论文的推导更具体、更详实，理论推导部分得到的最终结论便是质能方程的一个变种形式：

    E=（E0/c2）·c2·（1-q2/c2）-0.5

    对着上面的公式，爱因斯坦就再次探讨了能量和质量的等价关系：

    “考虑到能量对平移速度的相依关系，所考察的物理体系的情况就像是一个质量为M的质点，其中M按照下列公式同体系的内能E0发生关系：

    M=E0/c2

    这个结果具有特殊的理论重要性，因为在这个结果中，物理体系的惯性质量和能量以同一种东西的姿态出现。同惯性有关的质量当于其量为2的内能。既然我们可以任意规定E0的零点，所以我们无论如何也不可能明确地区分体系的“真实”质量和“表观”质量。把任何惯性质量理解为能量的一种储藏，看来要自然得多。

    按照我们的结果来看，对于孤立的物理体系，质量守恒定律只有在其能量保持不变的情况下才是正确的，这时这个质量守恒定律同能量原理具有同样的意义。当然，在大家熟知的物理过程中，物理体系质量的变化总是小到难以测出。比如，当一体系输出1000g·cal能量，其质量减少为4.6×10-11g。”

    接着，爱因斯坦探讨了实验检测质能等价性的可能性，首先根据普朗克按照狭义相对论的计算，1摩尔镭因为放射性每年减少质量0.012，爱因斯坦认为当年那个技术水平想检测这个数值难度比较大，处于实验可能性的界限之外。

    其次，爱因斯坦又讨论间接检测质能等价性的可能性，以在稳定衰变的过程中每单位时间发出的能量和原子的平均衰变期，计算出能量E，其公式为： M-∑E/c2。

    当然，上述间接方法可行的前提是质量亏损M-∑能远小于1，而镭依然不合适，因为镭的原子质量每年因放射性减少的还是太少了，为0.00012，设镭的寿命为2600年，则（M-∑/M=（12×10-6×2600）/250=0.00012（注：分子是1l镭每年减少质量0.012与寿命的乘积。）

    在如此检测无望的时刻，爱因斯坦依然是乐观的，他认为也许有放射性更强、质量亏损更明显的物质供人们检测，或者不同物质衰变释放能量有可检测的差别：

    “因此，如果相当准确地测定了镭的寿命，为了能够证实我们的关系式，人们必须测知所考察的元素的原子量准确到小数点后第5位。这当然是不可能的。然而，将来有可能发现一些放射性过程，在这些过程中，同镭的衰变过程相比，原来的原子的质量有大得多的一部分转化为各式各样的辐射能量。

    至少，可以很合理地设想：对于不同的物质，一个原子的衰变过程中释放能量的差别不会小于衰变速度之间的差别。（注：即根据不同物质衰变释放能量的差别来检测质能方程。）”

    在第11节的最后，爱因斯坦草蛇灰线似的提及了引力质量和惯性质量的等效，以为最后展望广义相对论做铺垫，这里是最早提及广义相对论思路的地方：

    “迄今为止，我们已暗中假设，这种质量变化可以用平常所用的量度仪器——天平来测出，即关系式

    M=E0/c2

    不仅对惯性质量有效，而且对于引力质量也有效，或者换句话说，一个体系的惯性与重力质量在一切状况下都严格成正比。因此，我们还必须假设，比如，关在空腔中的辐射不仅具有惯性，而且还具有重力质量。但是，这种惯性质量和重力质量之间的比例关系，毫无例外地对于一切物体在迄今为止所达到的准确度上都成立，所以在没有证明其不成立之前，我们必须假设它普遍成立。在本文最后一部分中我们将找到支持这种假设的新论据（注：即加速度等效引力，意即加速度也对应引力质量也具有能量）。”

    第12节题为《一个运动体系的能量和动量》，以第11节的一个只受周围空间内电磁力作用的、辐射不能穿过的空腔所包围的物理体系为研究对象，再次使用1906年5月17日的质能方程第二论文《重心运动的守恒原理及能量的惯性》第二部分《关于重心运动的守恒原理》的处理手法，采用静系S动系S′坐标之间的洛伦兹变换，得到了只有电