公共基础知识之核能的开发和利用(2)

　　根据爱因斯坦的相对论理论，对于高速运动的电子(如阴极射线)，它的运动速度已很接近光速，为260000 公里/秒。此时电子质量可猛增到原来的两倍。这一结果由德国物理学家布赫雷尔在1908 年直接从实验测量中得到证明，且和爱因斯坦的理论预测值刚好相一致。由此不难看出，能量的增加并不意味着质量的减少。相反实际上物体运动速度加快后，不但能量增加，而且质量也变大。这就驳倒了唯心论者认为放射性现象的发现，物质似乎可以转变为能量的错误说法。微观世界中的这种奇妙现象再次证明了“自然界中的一切运动都可以归结为由一种形式向另一种形式不断转化的过程”和“把能量理解为物质的运动”的精辟见解的正确性。另外，爱因斯坦在自己论述相对论的论文中，又大胆地用一个非常简单的关系式E=mc?，把以前一直认为相互毫无关系的、性质也截然不同的质量和能量连结在一起。公式表示了能量和质量间互相换算的数量关系，即质量和能量是互为正比关系的。但这决不表示能量就是质量或能量和质量间相互可以转化。我们知道能量是物质运动的量度，它和物质运动的状态有关，是物质的一种属性;而质量是物质惯性和引力的量度，它也和物质的本性有关，是物质的另一种属性。

　　例如，我们可从质能公式算得一克质量所相当的能量为九万亿亿尔格。虽然尔格本身是一个很小的能量单位，但是九万亿亿个尔格相加起来相当于把1000 万吨重的东西提升到1 公里的高度，或可供一个100 瓦的灯泡点亮35000年。但是实际上人类对这种能量的利用率仅为千分之一左右，所以它是一种威力巨大无比的能源。正是由于这种微小质量与巨大能量在数值上有着天渊之别，才使得人们在自己的科学实验中，很长时期未能发现它们之间的关系。

　　而在一般化学反应中，与释放能量相对应的反应物质量也能稍微减少一点。然而，这个微小量的改变，人们几乎觉察不到。如果我们燃烧l 加仑(等于3.785 升)汽油，其相当的质量是2800 克。它在燃烧过程中与10000 克左右的氧气化合成二氧化碳和水，并能产生1.35 亿焦耳的能量，能驱动一辆汽车行驶25～30 公里路程。但从质能关系式中可看出，这些能量所相当的质量仅比百万分之一克略多一点。这就是说，最初参加化学反应的反应物重量是2800克加上10000 克等于12800 克。而反应后的生成物包括二氧化碳和水的重量是从12800 克中减去一个微小量(百万分之一克)。当时，十九世纪的化学家所用的测重仪是量不出这样微小变化的，所以那时科学家们都深信质量是永远守恒的。