者按：日前，微軟宣布推出一款全新的Surface產(chǎn)品——Surface Go，引發(fā)了業(yè)界的關(guān)注。《連線》雜志發(fā)表了一篇文章指出，雖然Surface Go很小，但它是微軟在微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)“大賭注”。文章作者為 LAUREN GOODE，由36氪編譯。

IAN C. BATES

一、

帕諾斯·帕納尼（PanosPanay）是一個(gè)“賭徒”。 你可以在微軟的37號(hào)大樓里看到證據(jù)，那里有兩張1美元的鈔票，從擱在架子上的 Surface 平板電腦下面延伸出來。

我在最近一次訪問微軟的期間問了帕納尼有關(guān)美元的問題，他說，這是幾年前他在一個(gè)特定產(chǎn)品上下的賭注。我問他是不是在 Surface RT 上下注了，因?yàn)檫@是微軟公司生產(chǎn)的第一款 Surface 產(chǎn)品，他看上去很驚訝。“我輸?shù)袅四菆鲑€局，但我會(huì)贏下這場賭局，”他說。“這場賭局關(guān)于一款正在上市的產(chǎn)品。”

微軟首席產(chǎn)品官帕納尼不想談?wù)揝urface過去的幽靈，或者是現(xiàn)在的幽靈。帕納尼想談的是他在Surface產(chǎn)品陣容中的下一個(gè)大賭注：全新的Surface Go。但是稱其為“大”有點(diǎn)顯得用詞不當(dāng)，因?yàn)镾urface Go是為了“消失”而設(shè)計(jì)的。

IAN C. BATES

二、

如果你研究一下Surface產(chǎn)品線的發(fā)展路徑，你可能會(huì)說Surface Go以前就以某種形式存在了，就算不是一款原型產(chǎn)品，也會(huì)出現(xiàn)在草圖、漏洞、謠言和我們自己的想象中。但帕納尼堅(jiān)持認(rèn)為，這種新的二合一設(shè)備不是其他任何產(chǎn)品的后代——不是Surface RT，不是Surface 3，也不是Surface Mini (這是帕納尼設(shè)想的一種夢想記事本，但從未交付)。

相反，新的Surface Go試圖將售價(jià)1000美元的Surface Pro的大部分高級(jí)功能帶到一款超便攜、更便宜的產(chǎn)品上。

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像Surface Pro一樣，Go是一種“可拆卸”的平板電腦，它與微軟的AlcantaraType Cover 鍵盤相連；具有相同的鎂外殼；明亮、高分辨率的觸摸屏顯示器，長寬比為3 : 2，并與Gorilla玻璃粘合；后部的支架延伸到165度；支持微軟的觸控筆，磁性地附著在平板電腦上；配備有用于生物認(rèn)證的Windows Hello人臉識(shí)別攝像機(jī)；兩個(gè)前置揚(yáng)聲器；一個(gè)800萬像素的后置攝像頭；等等。這基本上就是一份關(guān)于Surface Go外部特征的清單了。

但是Surface Go很小。它的尺寸為9.6 × 6.9 × 0.33英寸，對角線為10英寸，重1.15磅。我第一次看到Go的時(shí)候，微軟的產(chǎn)品營銷經(jīng)理娜塔莉婭·厄本諾維奇（Natalia Urbanowicz）從一個(gè)10英寸長的Knomo包里拿出了這個(gè)設(shè)備，以展示它能非常容易地被藏起來。重量輕到可以被誤認(rèn)為是一個(gè)用來寫字的筆記本；上一次我對電腦有這樣的感覺是在2016年聯(lián)想公司發(fā)布 YogaBook 的時(shí)候。

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Go也是有史以來最便宜的Surface。當(dāng)它在8月初出貨時(shí)，它的基本價(jià)格是399美元。配置是64G存儲(chǔ)+4G運(yùn)行內(nèi)存，運(yùn)行 Windows 10 Home in s Mode (s 代表"流線型"，意思是你只能從 Windows 商店下載應(yīng)用程序)。此外，你還需要額外購買Type Cover 鍵盤和觸控筆。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，規(guī)格和價(jià)格逐漸攀升：256G存儲(chǔ)+8G運(yùn)行內(nèi)存且?guī)в蠰TE的Surface價(jià)格會(huì)更高，盡管微軟還沒有透露是多少。所有的配置都有一個(gè)用于附加存儲(chǔ)的microSD插槽。

Surface Go不是帕納尼和他的團(tuán)隊(duì)交付的第一個(gè)10英寸的Surface。之前的 Surface 有一個(gè)10.6英寸的顯示屏。2015年，微軟發(fā)布了10.8英寸的Surface 3。起價(jià)為499美元，運(yùn)行的是一個(gè)“真實(shí)”版本的Windows，而不是Windows RT，但是它也沒有足夠的動(dòng)力；帕納尼現(xiàn)在承認(rèn)，它有一個(gè)不合理的充電機(jī)制。

“直到今天，我還對Surface 3的充電口感到抱歉,”帕納尼說。 “我讓自己相信，這個(gè)無處不在的 USB 2.0連接器能夠解決人們向我提出的要求：我可以用我已有的充電器充電嗎？我了解到，人們想要一個(gè)帶充電器的設(shè)備，他們想要一個(gè)非常無縫的充電體驗(yàn)...... 我知道這看起來很細(xì)微，但我不認(rèn)為我可以夸大，每一個(gè)小細(xì)節(jié)都可以成為一個(gè)重要的差異制造者。”

帕納尼說，很顯然，Surface 3需要一個(gè)繼承者，根據(jù)定義，這就是Surface 4。但“這種演變是不對的，”他說。“那太接近原來的Surface Pro了，這根本不是這個(gè)產(chǎn)品應(yīng)該有的樣子。”相反，在過去三年里，他一直在摸索一些類似Surface Go的產(chǎn)品——代號(hào)為“Libra”。

新的 Surface Go 從所有的這些教訓(xùn)中受益匪淺。它具有與Pro系列相同的Surface Connect 端口，以及用于數(shù)據(jù)傳輸和備份充電的USB - C 3.1端口。 它的續(xù)航能力應(yīng)該在9小時(shí)左右。 它還運(yùn)行在英特爾Pentium Gold處理器上。 這不是英特爾的頂級(jí)核心處理器之一，但與Surface3中的Cherry Trail Atom處理器相比，仍然有顯著的提升。

Surface的程序管理總經(jīng)理皮特·基里亞庫（Pete Kyriacou）說，微軟與英特爾密切合作，針對這種特殊的外形調(diào)整處理器。“如果將這上面的圖形與運(yùn)行在i5 （芯片）上的Surface Pro 3進(jìn)行比較，它會(huì)好33 %；如果你把它和i7比較，它會(huì)好20%，”基里亞庫說。“所以我們說的是Pentium處理器，但是從圖形的角度來看，它比三年前的核心處理器要好。”

很多關(guān)于新Surface的東西已經(jīng)被“調(diào)整”了——不僅僅是Go的內(nèi)部，還有它的軟件。“我們調(diào)整了Office，然后調(diào)整了英特爾的部分，我們調(diào)整了Windows，我們確保它變成了現(xiàn)實(shí)，”帕納尼說。“我們讓Cortana[團(tuán)隊(duì)]來更好地設(shè)計(jì)Cortana盒子——我們在10英寸的大小上尋找我們認(rèn)為顧客需要的細(xì)節(jié)。”

當(dāng)你買這么小的電腦時(shí)，通常會(huì)有一個(gè)權(quán)衡。你可以通過犧牲應(yīng)用程序和瀏覽器窗口的空間來獲得便攜性。Surface Go有一個(gè)內(nèi)置的擴(kuò)展器，可優(yōu)化10英寸屏幕的應(yīng)用程序，微軟表示，它正在與第三方合作，以確保某些應(yīng)用程序運(yùn)行良好。但是，你只有這么多控制權(quán)，你擁有的軟件不是你自己的。當(dāng)我有幾分鐘時(shí)間使用Surface Go時(shí)，去Windows Store下載亞馬遜Kindle應(yīng)用程序，但根本找不到。

三、

微軟的設(shè)計(jì)主管拉爾夫·格羅尼（Ralf Groene）說，使Surface變小不是一件小事。格羅尼帶我走過微軟園區(qū)87號(hào)樓的一部分，那里是設(shè)計(jì)工作室的所在地，格羅尼的60人團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)為潛在產(chǎn)品提供源源不斷的創(chuàng)意。

微軟設(shè)計(jì)主管拉爾夫·格羅尼。IAN C. BATES

在一扇寫著“絕對不準(zhǔn)尾隨”的門后，一個(gè)小型多媒體團(tuán)隊(duì)正在制作概念視頻，這是一個(gè)警告，不要讓一個(gè)人在你身后。“在產(chǎn)品制造出來之前，我們有一個(gè)愿景或者有一個(gè)想法，我們用視頻來表達(dá)它。”格羅尼告訴我，如果視頻被高層管理人員所接受，他們就知道有贏家了。“由于通常有一個(gè)時(shí)間表來說明要多久處理器才能適配，因此我們會(huì)嘗試在該時(shí)間表內(nèi)構(gòu)建盡可能多的產(chǎn)品迭代。”

一旦 Surface Go 開始落地，格羅尼的工作就變成了幾何學(xué)：你怎么把所有這些東西都裝進(jìn)一個(gè)9.6英寸的外殼里？ 再次使用鎂是一個(gè)很容易的選擇; 它比鋁輕了36% ，格羅尼說，微軟已經(jīng)投資了加工鎂所需的機(jī)器。Go的一些角度比較柔軟——格羅尼稱這些角度為“曲率和半徑”——使它更容易長時(shí)間保持閉合，就像你在看書或畫畫一樣。

迄今為止，最大的挑戰(zhàn)是Go的Type Cover鍵盤。格羅尼說，人是一直保持不變的因素，包括手指。在你想讓筆記本變薄變輕的過程中，把鍵盤縮得太多，你不可避免地會(huì)收到人們的抱怨，他們的手指會(huì)很難受。(或者更糟的是，鍵盤基本上不能用。）

Go的鍵盤無疑比連接到Surface Pro的鍵盤小。但它仍然有一個(gè)精密的玻璃觸控板，格羅尼說，在這上面按鍵行程比Pro上的按鍵行程略小。

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最值得注意的是，Go 的鍵盤使用了剪刀開關(guān)機(jī)制，正如格羅尼所描述的那樣，賦予了正確的"火力" 。每一個(gè)按鍵都是略微凹陷的，這是微軟在觀看了高速攝像機(jī)拍攝下來的數(shù)小時(shí)人們打字視頻后做出的決定。 按鍵在你的手指下應(yīng)該讓你感覺很舒服，而不是像一個(gè)小的輔助鍵盤。(我只在Go上使用了一小會(huì)兒鍵盤，所以我不能說長時(shí)間使用鍵盤是什么感覺。)

我向格羅內(nèi)提到，蘋果一直堅(jiān)持觸摸屏不適合個(gè)人電腦的立場，蘋果軟件主管克雷格·費(fèi)德里奇( Craig Federighi )在最近接受《連線》采訪中強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)，他說，觸摸屏“令人疲勞”。然而，微軟對觸摸屏電腦非常投入。微軟關(guān)于人們?nèi)绾问褂糜|摸屏電腦的研究顯示了什么？

格羅尼首先指出，Surface筆記本電腦是微軟產(chǎn)品線中唯一一款具有經(jīng)典筆記本電腦外形和觸摸屏的產(chǎn)品；其他的都是可拆卸的，或者，有一臺(tái)巨大的Surface Studio PC。但更重要的是，他說，“提供多種方式來完成事情，并不意味著我們增加了東西。它不像瑞士軍刀，你放進(jìn)去的每一個(gè)工具都會(huì)使它變得更大。”

格羅內(nèi)承認(rèn)，如果你坐在那里舉著胳膊8個(gè)小時(shí)，會(huì)感到疲倦。但人們不應(yīng)該這樣使用這些東西。“觸控筆也是一樣。“我們不需要這支觸控筆，因?yàn)槲覀兩鷣砭陀?0個(gè)觸控筆，”格羅內(nèi)一邊說，一邊扭動(dòng)手指，間接引用了史蒂夫·喬布斯( Steve Jobs )關(guān)于觸控筆的名言。“不過，當(dāng)你想畫一些東西時(shí)，用有觸控筆的工具體驗(yàn)是很棒的。”

“我們正試圖為人們設(shè)計(jì)產(chǎn)品，”他說，“我們并不會(huì)試圖規(guī)定人們?nèi)绾问褂梦覀兊脑O(shè)備。”

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四、

那么，這個(gè)很小的 Surface Go 到底是為誰而造的呢？這取決于你在微軟問誰，但簡短的回答似乎是：任何人和每個(gè)人。

產(chǎn)品營銷經(jīng)理厄本諾維奇說，Go的核心是“接觸更多的用戶，擁抱‘也’（and）這個(gè)詞：我可以做母親，也可以做創(chuàng)業(yè)者；我可以是一名學(xué)生，也可以是社會(huì)正義戰(zhàn)士。”基里亞庫在描述Go的相機(jī)時(shí)說，“想想在施工現(xiàn)場的工人——建筑工人、建筑師，他們可以捕捉到他們需要的東西，甚至掃描文件。基里亞庫指出，你也可以使用Surface Connect端口對接Go，這是商務(wù)旅客的理想選擇。格羅尼談到了閱讀，繪畫，運(yùn)行軟件應(yīng)用程序，比如Adobe Photoshop和Illustrator。幾乎每個(gè)人都在談?wù)摽碒ulu和Netflix上的節(jié)目。

帕諾斯·帕納尼最初對此有一個(gè)哲學(xué)上的答案。他說，他的“夢想”是把Surface產(chǎn)品帶給更多的人。“我是說，那不是我的終極夢想。但是生活和工作的界限正在變得模糊，Go對我們來說是一個(gè)明顯的舉措。”

在我和帕納尼聊天的前一天晚上，他和他的兒子去了Bellevue Square購物中心，有一次，他不得不拿出配備LTE的Surface Go，去解決他所說的一個(gè)緊迫的工作問題。他的兒子問這是不是新產(chǎn)品，帕納尼意識(shí)到在公共場合把東西拿出來是一個(gè)錯(cuò)誤，就把它塞進(jìn)了夾克里。對他來說，這是一個(gè)完美的軼事：工作和家庭時(shí)間之間的界限模糊了，他不得不迅速地做些事情，當(dāng)他完成時(shí)，他可以讓他的電腦消失。

微軟首席產(chǎn)品官帕諾斯·帕納尼，IAN C. BATES。

帕納尼表示，與8年前相比，團(tuán)隊(duì)對人們?nèi)绾问褂?Surface 產(chǎn)品有了更深入的了解，他說，當(dāng)時(shí)Surface 還只是一個(gè)在黑暗實(shí)驗(yàn)室中發(fā)展起來的概念。 可以肯定的是，微軟制造硬件已經(jīng)幾十年了——鍵盤、鼠標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、 Xbox 游戲機(jī)。 但當(dāng)微軟決定開始制造自己的個(gè)人電腦(并最終對其軟件在筆記本電腦上的運(yùn)行進(jìn)行更多的控制) 時(shí)，這是微軟公司的一個(gè)新的硬件類別。 這是一個(gè)讓消費(fèi)者再次對微軟感到興奮的機(jī)會(huì)，而不僅僅是企業(yè)客戶。

最初的幾年，Surface發(fā)展非常艱難。第一個(gè)產(chǎn)品被稱為Surface RT，這似乎是微軟高管們寧愿忘記的事情；在我訪問之前，微軟公關(guān)團(tuán)隊(duì)提供的產(chǎn)品系列中，我并沒有看到它。它在2012年推出時(shí)正好趕上Windows 8的推出，Windows 8的用戶界面與以前版本的Windows完全不同。它運(yùn)行在一個(gè)32位ARM架構(gòu)上，這意味著它運(yùn)行一個(gè)名為Windows RT的操作系統(tǒng)版本。在人們看來，Surface RT要么是一個(gè)糟糕的想法，要么是超前的想法。(這取決于你問的是誰，帕納尼說它很有遠(yuǎn)見。)

之后，微軟推出了一系列Surface產(chǎn)品，由于公司的設(shè)計(jì)理念，更新的操作系統(tǒng)，以及摩爾定律，這些產(chǎn)品只會(huì)變得更好。 2013年，它推出了 Surface Pro 系列，它仍然是可拆卸的，但其性能與高級(jí)筆記本電腦相當(dāng)，價(jià)格從799美元到2600美元不等。還有一條Surface Book產(chǎn)品線；Surface Book 2起價(jià)1199美元，約3.5英鎊，是筆記本電腦的一項(xiàng)重大承諾。Surface Studio是一款價(jià)值2999美元的多功能臺(tái)式PC，針對的是創(chuàng)意市場。Surface Laptop是微軟對蘋果 MacBook Air 的回應(yīng)。 它起價(jià)799美元，去年推出時(shí)得到了很多積極的評(píng)價(jià)。

即便如此，微軟的Surface業(yè)務(wù)仍難以在個(gè)人電腦市場上取得重大進(jìn)展。惠普和聯(lián)想在更廣闊的PC市場占據(jù)主導(dǎo)地位，而蘋果在平板電腦領(lǐng)域(包括可拆卸平板電腦和平板電腦)處于領(lǐng)先地位。“從交付角度來看，整個(gè)Surface產(chǎn)品組合相當(dāng)微弱。”IDC跟蹤設(shè)備和顯示器的研究主管林恩·黃（Linn Huang）說。“它增長很快，然后iPad Pro推出，在過去幾個(gè)季度里，Surface出貨量不是逐年下降，就是持平。”

微軟也有新的競爭對手需要注意：谷歌便宜的Chromebook，它在短時(shí)間內(nèi)占據(jù)了教育市場的很大份額。

“我會(huì)注意 Chromebooks 嗎？ 當(dāng)然,”帕納尼說。 “我也會(huì)注意 iPad 。 我使用多種設(shè)備。 這讓人很累。 但這是為了給你帶來一個(gè)完整的應(yīng)用套件。”班帕納尼強(qiáng)調(diào)輕量級(jí) Chromebook 的缺點(diǎn)之一：缺乏本地存儲(chǔ)空間。 與此同時(shí)，他說，Surface 設(shè)計(jì)的目的是讓人們在本地的設(shè)備上和云端都能保持效率。

而且，盡管帕納尼在密切關(guān)注Chromebook，但他堅(jiān)稱微軟建造Go并不是來與Chromebook競爭。也就是說，Surface Go將有一個(gè)特定于學(xué)校的軟件選項(xiàng)：學(xué)校的IT管理員可以選擇是否使用 Windows 10 Pro Education 或者 Windows 10 s 模式。

帕納尼拒絕對微軟未來的計(jì)劃發(fā)表評(píng)論，盡管長期以來有傳言稱微軟可能會(huì)推出一種名為Andromeda的手持設(shè)備。如果說Surface Go是微軟回到了一個(gè)更小的10英寸可拆卸設(shè)備上，那么一個(gè)可以折疊成兩半的便攜式設(shè)備，一個(gè)可以在ARM處理器上運(yùn)行的設(shè)備，就代表著微軟回到了移動(dòng)設(shè)備上。高通公司還一直在生產(chǎn)旨在與英特爾核心處理器直接競爭個(gè)人電腦的移動(dòng)芯片。

不過現(xiàn)在，帕納尼把他所有的籌碼都拋在了Surface Go上，并打賭這個(gè)小設(shè)備會(huì)讓大眾愛上Surface。他傾向于簡單地把過去的Surface產(chǎn)品，甚至那些做得不好的Surface產(chǎn)品記下來。但現(xiàn)在，“是時(shí)候了。”

原文鏈接：https://www.wired.com/story/surface-go-microsofts-big-bet-on-a-tiny-computer-future/

拓展閱讀：

iOS應(yīng)用程序?qū)⑷绾卧贛ac上運(yùn)行？這里有更多的細(xì)節(jié)

編譯組出品。編輯：郝鵬程

質(zhì)同能量之間的關(guān)系是個(gè)歷史久遠(yuǎn)的問題。牛頓就曾發(fā)問過，物質(zhì)和光之間難道不可以相互轉(zhuǎn)換嗎？對太陽發(fā)光機(jī)制以及對原子核放射性產(chǎn)物的動(dòng)能來源的詰問，啟發(fā)了關(guān)于物質(zhì)與能量之間的等價(jià)關(guān)系和轉(zhuǎn)化過程的思考。1900年，法國科學(xué)家龐加萊認(rèn)為電磁場有動(dòng)量 mv=(E/c²)c ，其中 E/c²等價(jià)于質(zhì)量。1903年，意大利人德·普萊托假設(shè)以太以光速振蕩，而物質(zhì)是響應(yīng)以太振蕩的，故質(zhì)量為m的物質(zhì)具有 mc²的潛能。愛因斯坦首先從相對論的角度理解能量-質(zhì)量(慣性)等價(jià)性的深刻含義。1905年愛因斯坦從相對性原理出發(fā)，考慮原子向相反方向發(fā)射兩束光的過程，得到了關(guān)系 E=Δmc²，即原子發(fā)射出能量為E的光，相應(yīng)的質(zhì)量減少為E=Δmc²中的Δm 。愛因斯坦自相對性原理得到這個(gè)關(guān)系式，它意味著能量守恒和質(zhì)量守恒的合并。受此啟發(fā)，普朗克1907年研究了運(yùn)動(dòng)體系的動(dòng)力學(xué)，給出了 M=(E₀+pV₀)/c²形式的納入了熱能的質(zhì)能關(guān)系。在談?wù)撡|(zhì)量-能量關(guān)系時(shí)，質(zhì)量是慣性質(zhì)量，或者干脆說就是慣性(Tr?gheit, inertia)。

愛因斯坦得到的是 E=Δmc²形式的質(zhì)能關(guān)系，其論證過程包括動(dòng)能定義不正確、涉嫌循環(huán)論證以及未考慮廣延物體同質(zhì)點(diǎn)粒子之間區(qū)別等瑕疵。1911年，勞厄用能量-動(dòng)量張量概念針對能量-動(dòng)量張量不隨時(shí)間變化的情形證明了質(zhì)能等價(jià)關(guān)系。m=E/c²形式的質(zhì)能等價(jià)關(guān)系的詮釋是，靜止參照框架內(nèi)能量為E的廣延體系，其作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)力學(xué)行為等同于一個(gè)質(zhì)量為 m=E/c²的質(zhì)點(diǎn)。1918年克萊因推廣了勞厄的結(jié)果，他只需假設(shè)系統(tǒng)是閉合的而不要求能量-動(dòng)量張量不依賴于時(shí)間，運(yùn)用四維高斯定理得到了的質(zhì)能等價(jià)關(guān)系，至此質(zhì)能等價(jià)關(guān)系的推導(dǎo)才算塵埃落定。質(zhì)能等價(jià)關(guān)系，一如別的物理思想，都是物理學(xué)這條連綿河流中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)，都有其淵源。物理學(xué)不相信橫空出世。

一般核物理過程涉及的質(zhì)量-能量關(guān)系是 E=Δmc²。類似正負(fù)電子對湮滅的過程，對應(yīng)的關(guān)系才是 E=mc²， 即質(zhì)量各為m的電子-正電子，湮滅為一對光子時(shí)，光子的能量為 E=mc²。這個(gè)公式的圖像中，質(zhì)量和能量是有不同的載體的。關(guān)于質(zhì)能關(guān)系有相當(dāng)多的誤解，其中較著名的有根據(jù)

臆造出什么靜止質(zhì)量同運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的區(qū)別。質(zhì)量是粒子的標(biāo)簽，是一個(gè)相對論不變量。造成這種誤解的一個(gè)根源是未習(xí)慣于用4-矢量和張量來理解相對論動(dòng)力學(xué)，執(zhí)其一點(diǎn)而隨意發(fā)揮。在狹義相對論中，能量是以 E/c 的形式作為動(dòng)量的分量，以及以能量體積密度的形式作為能量-動(dòng)量張量的一個(gè)分量出現(xiàn)的，其變換由相應(yīng)的洛倫茲變換得到。談?wù)撡|(zhì)能關(guān)系以及能量-動(dòng)量守恒問題時(shí)，應(yīng)使用相對論動(dòng)力學(xué)表示加洛倫茲變換的語言。

關(guān)于質(zhì)能關(guān)系的驗(yàn)證問題，核反應(yīng)過程驗(yàn)證的是 E=Δmc²，這是個(gè)釋放結(jié)合能的過程，并不是什么質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了能量。有些涉及中子的核反應(yīng)過程也被拿來作為質(zhì)能關(guān)系的驗(yàn)證，因?yàn)橹凶淤|(zhì)量是利用質(zhì)能關(guān)系確定的，這種所謂的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證就涉嫌循環(huán)論證了。類似E=mc²這樣的相對論標(biāo)志式公式，其正確性更多地來自理論基礎(chǔ)及其同其它理論的自洽性。

提示：本文內(nèi)容硬核，故摘要偏長，只讀摘要也可。

作者 | 曹則賢（中科院物理研究所研究員）

The atom M is a rich miser…...⁽¹⁾

-Albert Einstein

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質(zhì)量與能量

質(zhì)量和能量是歷史永久的科學(xué)概念。從前，質(zhì)量和能量是兩個(gè)獨(dú)立的概念。從化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)家總結(jié)出了質(zhì)量守恒定律。從落體的高度與速度之間的轉(zhuǎn)化， 物理學(xué)家總結(jié)出了機(jī)械能守恒定律。動(dòng)能-勢能之間的轉(zhuǎn)化，來自可見的高度與速度之間的轉(zhuǎn)化，可視才是關(guān)鍵！機(jī)械能和熱結(jié)合到一起，于是有了一般意義上的能量守恒定律。物理學(xué)家相信這樣的守恒（不變性！）定律可以繼續(xù)擴(kuò)展到所有領(lǐng)域。比如，質(zhì)量和能量也存在某種等價(jià)關(guān)系或者守恒律嗎？

1704年，牛頓在《光學(xué)》一書中曾發(fā)出疑問：“重物和光不可以互相轉(zhuǎn)化嗎？”19世紀(jì)末，一個(gè)待解的物理之謎是太陽的能量來源與放射性過程所產(chǎn)生的高速粒子的動(dòng)能問題。英國物理學(xué)家普萊斯頓（Samuel Tolver Preston,1844-1917）在 Physics of the Ether（以太的物理，1875）一書中指出，若將物質(zhì)分成以太粒子，這些以光速傳播的以太粒子則代表著巨大的能量。1903年，意大利人德·普萊托（Olinto de Pretto, 1857-1921）則假設(shè)分子、原子和亞原子粒子都能響應(yīng)以太的振動(dòng)，因此質(zhì)量為m的粒子包含量為 mv²（v是以太振蕩速度，即光速）的潛能，來解釋放射性粒子的動(dòng)能問題。法國大學(xué)問家勒龐（Gustave Lebon, 1841-1931）在Evolution de matière（物質(zhì)的演化，1905）一書中指出，物質(zhì)可完全分解為光，其能量為

，且稱之為énergie intra-atomique （原子內(nèi)的能量）。

質(zhì)-能關(guān)系在龐加萊1900文章中是同一個(gè)悖論（電磁能的消滅與產(chǎn)生）相關(guān)聯(lián)的。龐加萊認(rèn)識(shí)到電磁能的行為如同具有慣性的流體，故他把“流動(dòng)的”電磁場當(dāng)成一種想象的流體（fluide fictive）。龐加萊提出了輻射動(dòng)量的概念：若一定體積內(nèi)封閉了電磁能量dE，則這種假想流體有動(dòng)量，對應(yīng)的質(zhì)量為 dm=dE/c²。在 sur la dynamique de l’électron（論電子的動(dòng)力學(xué)，1906）⁽²⁾一文中，龐加萊為電子引入的拉格朗日量形式為

，也即電子的勢能為 U=mc² ，即靜止的電子具有能量 E=mc²。在經(jīng)典電磁學(xué)，一個(gè)粒子在電磁場中被電場加速做功，在dt時(shí)間內(nèi)吸收能量為dW（來自電場方向），獲得往前的動(dòng)量（k 方向，來自洛倫茲力）為dW/c。而這些都來自電磁波，可以認(rèn)定電磁波有關(guān)系p=E/c。19世紀(jì)末20世紀(jì)初的一段時(shí)間里，為了理解帶電物體的質(zhì)量如何依賴于靜電場，那時(shí)已有電磁質(zhì)量的說法，甚至分為縱向質(zhì)量 m_L=m₀/(1-v²/c²)^3/2和橫向質(zhì)量 m_T=m₀/(1-v²/c²)^1/2。1904年，哈瑟諾爾（Friedrich Hasen?hrl, 1874-1915）計(jì)算空腔里熱的輻射壓力效果，得出的結(jié)果是，擁有輻射能量的空腔的質(zhì)量有一個(gè)明顯的增量，

，后來又被修正為

。1907年，普朗克指出，吸收或者發(fā)射了熱能的物體，其慣性質(zhì)量變化為 m-M=E/c²。1907年，普朗克討論了運(yùn)動(dòng)體系的動(dòng)力學(xué)問題，給出過M=(E₀+pV₀)/ c²形式的質(zhì)能等價(jià)表達(dá)式，為的是給出一個(gè)不依賴于速度的體系的質(zhì)量。

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德·普萊托的質(zhì)能關(guān)系

在意大利人德·普萊托1903年的文章中，公式 E=mc²已現(xiàn)身影，源于對以太和放射性問題的研究。德·普萊托注意到，幾乎沒有動(dòng)能的原子核，其放射出來的粒子卻具有極大的動(dòng)能。放射性粒子的巨大動(dòng)能必須有個(gè)來處，如果人們堅(jiān)信能量守恒的話，則必須認(rèn)為在物質(zhì)內(nèi)部潛伏著某些能量，其對我們總是隱藏的。

德·普萊托接下來論證的基礎(chǔ)概念，依然是以太。在以太這種流體中寄存著宇宙的能量，無窮盡的能量，且此能量處于最簡單的、最原初的形式（sotto la forma più semplice ed originaria）；其它的能量，例如光能、電能和熱等等，不過是導(dǎo)出性的，是由運(yùn)動(dòng)引起的。以太一直在平衡位置附近連續(xù)振動(dòng)，而這個(gè)快速運(yùn)動(dòng)應(yīng)該原子或者分子甚至原子以下的粒子所接收到。如果整個(gè)物體都被無限小尺度上的運(yùn)動(dòng)激發(fā)了，非常快，象以太一樣，那么可以認(rèn)為這塊物體，其中每個(gè)粒子都以同樣的速度在空間中整體一起運(yùn)動(dòng)的這塊物體，隱含著由這個(gè)物體的內(nèi)部質(zhì)量所表示的那么一坨能量（una somma di energia rappresentata dall'intera massa del corpo），也即對應(yīng)的能量為mv²，v是以太振動(dòng)的速度，即光速。這個(gè)論證導(dǎo)向一個(gè)出乎意料的、令人難以置信的結(jié)果。在一公斤的物質(zhì)中，完全不為我們所感知，竟然儲(chǔ)存著這么大量的沉睡的能量，足以抵得上萬億公斤的煤。這想法無疑地會(huì)被判定為太荒唐了（l'idea sarà senz'altro giudicata da pazzi）。一公斤的物質(zhì)，以光速拋出，攜帶的能量之大難以想象。此一嚇人的結(jié)果何時(shí)曾挑動(dòng)過我們的神經(jīng)呢？

德·普萊托的論證還包括對慣性（惰性）的理解。物質(zhì)是惰性的（la materia è inerte），這不應(yīng)被理解為“非能動(dòng)的”。惰性一詞指的是，物質(zhì)真正的要?jiǎng)?wù)就是響應(yīng)以太的行為。物質(zhì)確實(shí)跟從以太的作用，可使用和儲(chǔ)存其能量。

德·普萊托得出質(zhì)量為m的物質(zhì)攜帶量為mv²的潛能的結(jié)論，是基于以太的概念，論證過程包含不少錯(cuò)誤，但自有其深刻的思想意義。但是，這個(gè)思考是我們走向正確理論的邏輯鏈條中的一環(huán)。愛因斯坦1905年發(fā)表了“物體的慣性依賴于其所蘊(yùn)含能-量嗎？”一文，其中的Energieinhalt （能的含量）一詞在德·普萊托思想的基礎(chǔ)上就非常容易理解。質(zhì)量對應(yīng)著一定的潛能，這個(gè)能的多少?zèng)Q定了物體的Tr?gheit，即慣性（質(zhì)量）。質(zhì)能關(guān)系里的質(zhì)量是慣性（質(zhì)量），慣性質(zhì)量是物體存儲(chǔ)的能量。

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愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系

愛因斯坦1905年的經(jīng)典文章“物體的慣性依賴于其所蘊(yùn)含的能-量嗎？”⁽³⁾，后來被當(dāng)成是質(zhì)能關(guān)系研究的起源。愛因斯坦設(shè)想一束光波在(x, y, z)坐標(biāo)系⁽⁴⁾中的方向與x-軸成φ角，其能量為ε；在一沿x-軸方向以速度v運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系(ξ, η, ζ)中看來，能量為

。現(xiàn)在，假設(shè)一在(x, y, z)坐標(biāo)系中靜止的物體，能量為E₀，其在坐標(biāo)系(ξ, η, ζ)中的能量為 H₀ 。此物體向與x-軸成φ角的方向和相反方向上同時(shí)發(fā)射在(x, y, z)坐標(biāo)系中能量為L/2 的光。在(x, y, z)坐標(biāo)系中，此物體保持靜止；在坐標(biāo)系(ξ, η, ζ)中，物體發(fā)射光前后速度應(yīng)該相等。此過程在兩個(gè)坐標(biāo)系中都應(yīng)該滿足能量 (守恒) 原理。將物體發(fā)射后在(x, y, z)坐標(biāo)系中和坐標(biāo)系(ξ, η, ζ)中的能量分別記為 E₁和 H₁。則有

，

。顯然，差 H₀-E₀或者 H₁-E₁只可能是物體的動(dòng)能加上某個(gè)任意普適常數(shù)，即 H₀-E₀=T₀+Const. ；H₁-E₁=T₁+Const. 也即

。保留低階項(xiàng)，T₀-T₁=1/2(L/c²)v²。這個(gè)結(jié)果可以這樣理解，一個(gè)物體發(fā)出了能量為L的光輻射，則其質(zhì)量就減少 Δm=L/c²。必須指出，這里的Δm是物體的質(zhì)量損失，而L是光的能量—此公式中的質(zhì)量和能量分屬兩個(gè)不同的主體。愛因斯坦接著說，如果本理論對應(yīng)實(shí)際情況，則射線在發(fā)射體和吸收體之間傳遞了慣性（質(zhì)量）。愛因斯坦的這個(gè)推導(dǎo)談不上優(yōu)美，實(shí)際上它備受批評(píng)，但它是自相對性原理的推導(dǎo)，意味著質(zhì)量與能量之間的聯(lián)系來自相對性原理的要求（postulate），意味著質(zhì)量守恒和能量守恒的合并。1905年，相對論還只是嶄露頭角，相對論力學(xué)尚未建立起來，要求一下子得出正確的能量-動(dòng)量表達(dá)是不現(xiàn)實(shí)的。愛因斯坦也知道自己推導(dǎo)的不嚴(yán)謹(jǐn)，他后來不停地想證明質(zhì)能等價(jià)關(guān)系 （參閱愛因斯坦于1905, 1906,1907, 1907, 1912, 1935, 1946發(fā)表的文章），跨度長達(dá)40年。1946年，愛因斯坦才把質(zhì)能等價(jià)公式寫成 E=mc²的形式，出現(xiàn)在文章的題目中。這個(gè)公式此處的寓意是：“質(zhì)量為m的粒子，具有內(nèi)稟能量mc²。” 愛因斯坦自己從未宣稱擁有這個(gè)公式的優(yōu)先權(quán)。

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電子-正電子湮滅

1928年，狄拉克提出了相對論量子力學(xué)方程，導(dǎo)致了反電子概念的提出和反電子的發(fā)現(xiàn)。反電子是1932年在電子-反電子對的產(chǎn)生過程中被發(fā)現(xiàn)的。電子-反電子對的發(fā)生可發(fā)生在如下的過程中，hv+p⁺→ p⁺+e⁺+e^- ，光子在同質(zhì)子的碰撞過程中轉(zhuǎn)化為了電子-反電子對。在這個(gè)過程中，光子的能量轉(zhuǎn)化成了兩個(gè)具有確定質(zhì)量的粒子，質(zhì)能等價(jià)關(guān)系表現(xiàn)為 E_γ/c²→2m_e。這里比質(zhì)能等價(jià)關(guān)系更重要的是，原本電中性的光，誘導(dǎo)了一團(tuán)帶正電和一團(tuán)帶負(fù)電的具有慣性的區(qū)域—有慣性質(zhì)量的電荷的出現(xiàn)才是更重要的物理。反過來，當(dāng)電子、反電子相遇會(huì)發(fā)生湮滅，（取決于電子對的動(dòng)能，可以產(chǎn)生兩個(gè)以上的光子）。慣性質(zhì)量全部湮滅了，轉(zhuǎn)化成了光子攜帶的能量，m_ec²→E_γ。電子和正電子的質(zhì)量為 0.91x10^-30kg，當(dāng)電子和正電子湮滅為一對光子時(shí)，光子的能量最低為 511 keV。

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勞厄和克萊因的最終證明

既然認(rèn)識(shí)到相對性原理是要求，那就要把物理定理轉(zhuǎn)化（transfer）為相對性理論。就動(dòng)力學(xué)而言，相對論的動(dòng)力學(xué)一般來說是很復(fù)雜的。1911年，勞厄拓展了普朗克、閔可夫斯基等人關(guān)于動(dòng)力學(xué)的工作。他從連續(xù)介質(zhì)動(dòng)力學(xué)著手，把連續(xù)介質(zhì)動(dòng)力學(xué)放到質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)之前邏輯上更顯合理。勞厄討論了把力改造為4-矢量形式 F 的問題，以及湊成正確的能量-動(dòng)量張量的問題，能量-動(dòng)量張量 T 的分量 ，T_xx，T_xy，…等應(yīng)該分別如同 x²，xy，...那樣作洛倫茲變換，見圖(1)。經(jīng)典動(dòng)力學(xué)方程依然是 F=-▽·T 的形式，▽·T=0 對應(yīng)的是能量-動(dòng)量守恒。在相對論語境中，沒有獨(dú)立的能量、動(dòng)量概念了。

圖1. 能量-動(dòng)量張量。能量-動(dòng)量張量T是個(gè)對稱張量，有10個(gè)獨(dú)立分量，其中， T⁰⁰為能量體積密度乘上c^-2；Tⁱⁱ為壓力分量， Tⁱ⁰為動(dòng)量密度，T^ij為動(dòng)量通量，i, j=1, 2, 3 。

根據(jù)勞厄的結(jié)果，一個(gè)靜止時(shí)總能量為E⁰的完全靜態(tài)的系統(tǒng)，即內(nèi)部沒有流的系統(tǒng)，當(dāng)它以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，有

；

。記 m=E⁰/c²，則上述兩個(gè)公式可以理解為，總能量為 E^0的完全靜態(tài)的系統(tǒng)，作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)其行為如同質(zhì)量為 m=E⁰/c²的質(zhì)點(diǎn)。這是相對論質(zhì)能關(guān)系在動(dòng)力學(xué)語境下的詮釋。

勞厄的推導(dǎo)事先假設(shè)靜止參照框架下應(yīng)力-能量張量是不依賴于時(shí)間的。以能量-動(dòng)量張量為出發(fā)點(diǎn)，對分量 T^0μ作體積分得到總能量和動(dòng)量。對靜態(tài)閉合系統(tǒng)，守恒率 α_kT^kμ=0 意味著在靜止框架中應(yīng)力T^kl的體積分為零。從能量-動(dòng)量張量分量的洛倫茲變換性質(zhì)可以證明分量 T^0μ的體積分是一個(gè)4-矢量，即總能量和動(dòng)量按照4-矢量變換，這要求

，

，此處 E₀ 是能量中心參照框架（動(dòng)量為零的參照框架）下的能量。這樣，這個(gè)問題的能量-動(dòng)量形式就類似一個(gè)質(zhì)量為 m=E/c²的粒子的形式了。1918年克萊因推廣了勞厄的結(jié)果，他只需假設(shè)系統(tǒng)是閉合的，能量-動(dòng)量張量守恒，沿世界管 (world tube) α_μT^μv=0 成立，運(yùn)用四維的高斯定理，可對依賴時(shí)間的能量-動(dòng)量張量得到質(zhì)能關(guān)系。

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關(guān)于質(zhì)能關(guān)系的再說明

關(guān)于質(zhì)能關(guān)系的一個(gè)誤解是把核反應(yīng)的能量釋放過程按照公式 E=Δmc²解釋成了質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了能量。其實(shí)，Δm 是反應(yīng)前后粒子 (們) 的質(zhì)量差，這個(gè)過程釋放的是結(jié)合能。 E=Δmc²的意思是，結(jié)合能部分在反應(yīng)前的粒子里貢獻(xiàn)了大小為 E/c²的質(zhì)量，這恰是詮釋質(zhì)量起源會(huì)用到的那套語言。 Δmc²反映的恰是原子核層面及其下的結(jié)合能遠(yuǎn)大于原子、分子層面的結(jié)合能。當(dāng)我們反過來理解質(zhì)量大于質(zhì)量總和，也即能量成了質(zhì)量起源的時(shí)候，會(huì)有另一種感覺。質(zhì)能關(guān)系可用于理解核過程的能量釋放問題，它也提供了粒子質(zhì)量來源的問題—基本粒子每一個(gè)層面的質(zhì)量都大于下一層面單元的質(zhì)量總和，差別來自將構(gòu)成單元結(jié)合到一起所需的能量。這個(gè)邏輯鏈條的盡頭，一定著落到一個(gè)無質(zhì)量的構(gòu)成單元上。

在狹義相對論中，一個(gè)質(zhì)量為m，（在某個(gè)參照框架內(nèi)看來）速度為v的粒子，在這個(gè)參照框架內(nèi)的能量為

。大量的相對論文獻(xiàn)在此公式基礎(chǔ)上任意發(fā)揮，臆造出靜止質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的說法，即在靜止參照框架內(nèi)，粒子的能量為 E=m₀c²；而質(zhì)點(diǎn)若運(yùn)動(dòng)起來，

，若仍寫成 E=mc²的形式，則有

，m₀被稱為粒子的靜止質(zhì)量，m是粒子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。進(jìn)一步的發(fā)揮則宣稱粒子質(zhì)量隨著速度的增加而越來越大，并有人宣稱實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一點(diǎn)，連愛因斯坦本人都信了這一點(diǎn)。

必須指出，理解物理要盡可能依托完整的物理圖景，不可以在局部上任意發(fā)揮而罔顧學(xué)問整體上的自洽性。公式

表達(dá)的是一個(gè)質(zhì)量為m的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量，數(shù)學(xué)上是個(gè) E=E（v）的函數(shù)，不可以把它總按照 E=mc²來理解得到一個(gè)質(zhì)量隨速度的變化—這種理解從數(shù)學(xué)、物理兩個(gè)方面來看都是不合適的。粒子的質(zhì)量，如同粒子的電荷、自旋，是粒子的標(biāo)簽。粒子質(zhì)量就是靜止質(zhì)量，它是個(gè)不變量。公式 描述的是質(zhì)量為m的粒子在給定參考框架內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下所具有的能量。特別地要指出，把質(zhì)量概念應(yīng)用于光子更加需要謹(jǐn)慎。光子有能量，速度始終為c且沒有參照物。筆者以為，不是光子是零質(zhì)量粒子，而是關(guān)于光子，質(zhì)量的概念無從談起 （試看它的洛倫茲變換）！關(guān)于相對論語境下的能量問題，包括能量的轉(zhuǎn)化與守恒，需要用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?dòng)量4-矢量和能量-動(dòng)量張量的相對論理論加以理解。具有動(dòng)量p的質(zhì)量為m的粒子，其能量-動(dòng)量關(guān)系為 E²=p²c²+m²c⁴ (Dirac, 1928)，這才是正確的物理表述。

由最小作用量原理，自由粒子的作用量

，可得與時(shí)空共軛的四維動(dòng)量矢量 (p_x，p_y，p_z；iE/c) ，這個(gè)四維矢量是洛倫茲變換不變的，故有 E²-(pc)²=E'²-(p' c)²=(mc²)²。能量-動(dòng)量關(guān)系又稱為色散關(guān)系，具有普適的物理意義。在狹義相對論發(fā)展的初期，愛因斯坦的某些認(rèn)識(shí)也是不成熟的（勞厄就批評(píng)愛因斯坦對廣延物體的內(nèi)部動(dòng)力學(xué)使用了非相對論近似），不可以奉為圭臬，更不可以背離科學(xué)的規(guī)范去任意發(fā)揮。

愛因斯坦的結(jié)論 E=Δmc²，有一個(gè)比較正確的推導(dǎo)過程。設(shè)想有質(zhì)量為m的靜止物體，其向相反方向發(fā)射兩束電磁能量脈沖，能量各為 E/2 ，發(fā)射后該物體質(zhì)量變?yōu)?m' ，但應(yīng)該保持靜止（位置不變），因?yàn)閮墒芰棵}沖對應(yīng)的動(dòng)量數(shù)值各為 E/2c ，方向是相反的。現(xiàn)在，在一個(gè)沿著電磁能量脈沖方向以速度為v的觀察者看來，基于洛倫茲變換，動(dòng)量守恒關(guān)系應(yīng)為

。根據(jù)相對論原理，在靜止觀察者眼中，物體發(fā)射電磁輻射前后位置不變，則在運(yùn)動(dòng)觀察者眼中，物體發(fā)射電磁輻射前后的位置也不變，則必有 v'=v，即發(fā)射前后相對于觀察者該物體的速度都是v，簡化上式，得 E=(m-m' )c²。這個(gè)推導(dǎo)，就不象愛因斯坦的推導(dǎo)那樣，需要作關(guān)于 v²/c²的一階近似。

對粒子成立，但對廣延物體是否成立，是需要認(rèn)真考慮的。粒子的動(dòng)能該是

。廣延物體的相對論動(dòng)力學(xué)具有內(nèi)稟的復(fù)雜性，不能忽略廣延體系的內(nèi)部動(dòng)力學(xué)。非相對論物理，可以近似地認(rèn)為一個(gè)廣延的物體的動(dòng)能具有同樣的形式，速度為質(zhì)心的平動(dòng)速度。伽利略的速度相加，使得一個(gè)粒子體系的平動(dòng)動(dòng)能之和可以表示為質(zhì)心的動(dòng)能加上相對質(zhì)心的動(dòng)能之和。相對論里的動(dòng)能不能這樣處理。一個(gè)物體的總能量為其靜止時(shí)的能量加上動(dòng)能的說法，只是近似正確。一個(gè)參照系中某個(gè)力已經(jīng)對體系做功而在另一參照系中則尚未做功，當(dāng)然能量就不一樣啦。對于受力的廣延物體，無法定義動(dòng)能。不知道動(dòng)能的形式，是無法得到質(zhì)能關(guān)系的！動(dòng)能的這個(gè)困難，使用應(yīng)力-能量張量就解決了！

愛因斯坦1912年曾假設(shè)廣延的物體有類粒子的能量表示，

，這個(gè)做法太直接了些。如果是這樣，那還有啥好證明的，令v=0 ，即得 E=mc²。勞厄把建立所有形式能量的慣性（這才是真正的質(zhì)-能等價(jià)性）的建立歸功于愛因斯坦，是因?yàn)閻垡蛩固故紫葟南鄬π栽淼慕嵌壤斫饽莻€(gè)等價(jià)性的深刻含義。

有一些對損失質(zhì)量-釋放能量的過程進(jìn)行測量以精確驗(yàn)證質(zhì)能關(guān)系的研究，其中甚至用到 n+³³S→³³S+γ 或者 n+²⁸Si→²⁹Si+γ 這樣的核反應(yīng)過程。然而，帶電粒子的質(zhì)量由質(zhì)譜測量方法可得到一個(gè)由電磁技術(shù)保證的精度，而中子質(zhì)量是假設(shè)質(zhì)能關(guān)系成立由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得來的，若反過來被用于證明質(zhì)能關(guān)系的精確程度，那就是循環(huán)論證了。類似 E=mc² 這樣的結(jié)果，其正確性更多地來自其得來的理論基礎(chǔ)及其同其它理論內(nèi)容的自洽性。實(shí)驗(yàn)的意義，筆者以為在于實(shí)驗(yàn)結(jié)果同公式的明顯偏差讓人懷疑它的正確性；但是，以為這樣的公式需要精確測量來驗(yàn)證其正確性，就太荒唐了。質(zhì)能關(guān)系一直在使用，從未被驗(yàn)證——它也無需驗(yàn)證。筆者愿意再次強(qiáng)調(diào)，自洽性和完整性才是理論正確的保證（Self-consistency and integrity of a theory are the guarantee of its correctness）。

參考文獻(xiàn)

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[3] Henri Poincaré, La théorie de Lorentz et le principe de réaction (洛倫茲的理論與反應(yīng)原理), Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles 5, 252–278(1900).

[4] Albert Einstein, E=mc²: the most urgent problem of our time, Science illustrated 1(1), 16–17(1946).

[5] Umberto Bartocci, Albert Einstein e Olinto De Pretto—La vera storia della formula più famosa del mondo (愛因斯坦與德?普萊托—關(guān)于世界最著名公式的真實(shí)故事), Bologna, 1999.

[6] Olinto de Pretto， Ipotesi dell’etere nella vita dell’universo (宇宙生命中的以太假說), Atti del Reale Istituto Veneto di Scienze, Lettere ed Arti, Anno Accademico LXIII, parte II, 439-500(1903-1904).

[7] Henri Poincaré， Sur la dynamique de l’électron，Compte Rendus de l’Académie des Sciences 140，1504–1508(1905).

[8] Henri Poincaré， Sur la dynamique de l’électron，Rendiconti del Circolo Matematico Palermo 21,129–176(1906).

[9] Max Planck, Zur Dynamik bewegter Systeme (運(yùn)動(dòng)體系的動(dòng)力學(xué)), Sitzungsberichte der K?niglich-Preussischen Akademie der Wissenschaften, Berlin, Erster Halbband (29), 542–570(1907).

[10] Hans C. Ohanian，Einstein’s E=mc²mistakes (來自互聯(lián)網(wǎng)).

[11] J. R. Forshaw，A.G. Smith，Dynamics and Relativity, Wiley (2009) 看樣子不錯(cuò)

[12] Lev B. Okun, The Concept of Mass, Physics Today 42(6), 31 (1989).

[13] Lev B. Okun, Energy and mass in relativity theory, World Scientific, 2009.

[14] Tetu Hirosige, The Ether Problem, the Mechanistic Worldview, and the Origins of the Theory of Relativity, History studies in the physical sciences 7, 3-82(1976).

[15] Max von Laue, Zur Dynamik der Relativit?tstheorie (相對論動(dòng)力學(xué)), Ann. d. Phys. 35, 524-542(1911).

[16] Felix Klein, ?ber die Integralform der Erhaltungss?tze und die Theorie der r?umlich-geschlossenen Welt (守恒率的積分形式與空間閉合世界的理論), Nach. Gesells. Wissensch. G?ttingen, Math.-Physik. Klasse, 394-423 (1918).

注釋

(1) “原子是個(gè)富裕的吝嗇鬼”，出自愛因斯坦1946年的文章。愛因斯坦接著為原子內(nèi)潛伏著大量的能量而我們卻未曾察覺提供了一個(gè)有趣的比喻：“一個(gè)不花錢的人你根本不知道他多富有。”

(2) 這個(gè)說法見于Christian Bizouard的文章 E=mc² l’équation de Poincaré, Einstein et Planck (E=mc²：龐加萊、愛因斯坦和普朗克的方程)。但是，龐加萊1905，1906年的文章中似乎沒有這個(gè)內(nèi)容。

(3) 漢語把Energie, energy翻譯成了能量，正確的翻譯按說是能。Energy content，或者愛因斯坦用的Energieinhalt，才是能的量。同樣的, mass 反映的是物質(zhì)的一種特性，quantity of mass 才是質(zhì)的量。把energy 和 mass 翻譯成了能量和質(zhì)量，無形中強(qiáng)調(diào)了量(多少)，而很多時(shí)候它們指的是那種性質(zhì)而不問量的多少

(4) 此處的幾個(gè)坐標(biāo)系應(yīng)同時(shí)理解為參照框架。

本文摘自曹則賢 《相對論-少年版》，科學(xué)出版社2019年11月

來源：返樸

編輯：重光