质量和能量的等价（三）

2. EO = MC2的哲学解释

有三个主要哲学问题有关EO = MC2的解释，占用了哲学家和物理学家：

质量和能量是物理系统的相同性质，并且是通过断言它们是“相同”的意思？

在某些物理相互作用中，质量“转换为”能量，如果是的话，有什么相关的“转换”意识？

EO = MC2是否有任何本体后果，如果是的话，它们是什么？

可以根据如何回答上述问题（1）和（2）（Flores 2005）来组织质量能量等效的解释。 正如我们将看到（在第2.5节），回答问题（3）肯定地认为答案（1）的答案是肯定的。

问题（1）和（2）唯一不一致的答案唯一的组合，就是说质量和能量是物理系统的相同财产，但质量转换为能量（或反之亦然）是真正的物理过程。 对问题的答案（1）和（2）的所有其他三种组合是可行的选择，并在一度或另一个由表2中给出的例子所示的物理学家或哲学家举行。

转换。没有转换

相同的财产。x。托丁顿（1996），Eddington（1929年）

不同的属性。Rindler（1977）

（转换是可能的）Bondi＆Spurgin（1987）

表2.质量能量等效的解释

在本节中，我们将描述表2中每个解释的优点和缺点。除了这些解释之外，我们还将讨论另外两种类型的弥撒在表2中不适合的质量能量等效性的解释。首先，我们将讨论Lange（2001,2002）解释，持有只有质量是物理系统的实际属性，当我们转换我们分析物理系统的水平时，我们将质量转换为能量。 其次，我们将讨论两项解释（由爱因斯坦和Infeld，1938年的Infeld，1989年另一个），我们将呼吁在本体论解释，试图肯定地回答上述问题（3）。 但是，我们通过解决以前是有关质量能量等效性的相当常见的误解的内容来开始本节。

2.1关于EO = MC2的误解

虽然今天它的常见程度远不那么常见，但有时仍然听到爱因斯坦的等式，这意味着可以转化为能源。 严格来说，这构成了一个基本的类别错误。 在相对论的物理学中，如古典物理学，质量和能量都被视为物理系统的性质或物理系统成分的性质。 如果有人希望谈论这种属性的持票人的物理材料，那么一个人通常会谈论“物质”或“字段” 在现代物理学中的“物质”和“田地”之间的区别本身就是由于质量和能量的等同性而没有小部分。 哲学上，将领域想象为东西也是有争议的。

尽管如此，我们可以断言，无论质量和能量之间的“转换”似乎令人兴奋，它必须是质量和能量之间的“转换”，而不是物质和能量之间。 最后，我们的观察结果即使在所谓的“湮灭”反应中也得到了似乎“消失”的反应，似乎“消失”（参见，例如，Baierlein（2007，第323页））。 当然，“物质”和“反物质”的旧术语在湮灭反应的描述中并没有真正有助于我们对大众能源当量的哲学理解，也许是归咎于围绕EO = MC2的一些误解的误解。

2.2 EO = MC2的相同财产解释

我们将考虑第一次解释，声称质量和能量是物理系统的相同财产。 因此，没有意义的是，其中一个特性是物理上转换成另一个的。

托丁顿（1996年）和埃丁顿等物理学家（如1929年）等哲学家已采用相同的财产解释。 例如，Eddington表示，“似乎很可能是质量和能量的两种方式测量基本相同的东西，同样的是，恒星的视差和距离是表达位置相同性质的两种方式”（1929，第146页）。 根据Eddington的说法，质量和能量之间的区别是人为的。 我们将质量和能量视为物理系统的不同特性，因为我们经常使用不同的单位衡量它们。 然而，通过选择C = 1，即以距离以时间为单位（例如，光岁）测量距离的单位，可以测量使用相同单元的质量和能量。 一旦我们这样做，Eddington声明，质量和能量之间的区别消失了。

像埃丁顿，托特蒂指出，质量和能量似乎是不同的属性，因为它们以不同的单位测量。 谈到Bunge（1967）的观点认为，他们的数值当量并不需要这种质量和能量“是同样的事情”，Torretti解释道：

如果厨房冰箱可以从给定水罐的水中提取质量，并通过热辐射或对流转移到它背后的厨房壁，质量和物质的能量之间的钻井形而上学区别似乎很远（1996，p。307，Fn。13）。

对于Torretti，物理过程的存在性，其中物体通过对象质量的降低与根据爱因斯坦的等式的降低相关，因为质量和能量是物理系统的某种不同性质的视野。 托特蒂继续：

当然，如果使用不同，无关的单位测量的长度和时间，“质量”......从“能量”概念上不同。但是这种差异可以被理解为我们抽象的时间和空间（1996，p。307，FN。13）。

因此，这种脚注在他的椽语中和几何形状中表明，对于托特蒂来说，我们被误导了因为我们被认为是因为我们如何感知空间和时间的方式使用不同的单位。 正如我们所看到的，人们可以通过采用约定的Torretti使用C = 1（第88-89页）的选择单位来使用相同的单位进行质量和能量。 然而，记住，仅仅使用相同的空间和时间间隔仅使用相同的单位并不需要将该空间和时间进行特殊相对性的“标准时间”; 它们不是，从MinkWoski公制的签名中显而易见。

Torretti认为的主要优点是，在Minkowski（1908年）的开口线上，它非常认真地统一的空间和时间的统一和时间。 它还符合大规模和能量在一般相对性中的对应。

托丁顿和埃丁顿等解释没有从大规模能量等效物中得出进一步的本体论结论。 例如，Eddington和Torretti都不是有关属性是否最好被理解为普遍的任何明确声明，或者一个人是否应该是关于此类属性的现实主义者。 最后，通过说群众和能量是相同的，这些思想家们暗示术语“质量”和“能量”的表示是相同的，尽管他们认识到这些术语的内涵显然是不同的。

2.3 EO = MC2的不同性质解释

正如我们所示的表2所示，质量和能量的质量等值的解释是关于是否存在肿块被转换成能量的物理过程（反之亦然）的不同性质不同意。 虽然Superfically Lange（2001,2002）解释似乎落在这一类别中，但他当然将质量和能量视为不同的财产，他与这一类别中的其他人不同，因为Lange明确地认为，只有质量是物理系统的实际财产。 因此，我们将在下面单独讨论Lange的解释（第2.3.3节）。

我们将首先讨论邦迪和斯皮金的解释（第2.3.1节）。 他们认为质量和能量是明显的性质，并且没有弥补质量和能量的东西。 然后，我们将讨论Rindler的解释（第2.3.2节）。 他认为，质量和能量是不同的性质，但是质量和能量的真正转化至少允许通过大规模能量等效。

2.3.1邦迪和斯皮京的不同性质，无转换解释

邦迪和斯皮尔金（1987）对大众能源等价的解释是有影响力，特别是涉及物理教育的物理学家。 在一篇文章中，他们抱怨学生常常误解爱因斯坦的着名方程，邦迪和斯皮尔金认为，爱因斯坦的等式不需要这种质量和能量与等式M =ρv（其中m是质量，v是体积，ρ是密度）需要质量和体积是相同的。 正如在质量和体积的情况下，邦迪和斯皮氏争论，质量和能量具有不同的尺寸。 最终，这减少了与诸如托特蒂的哲学家的分歧，他们将认为时间是尺寸，与任何一个空间尺寸不同。 请注意，这不是关于我们用于测量质量（或能量）的单位的问题。

每个人都同意，根据特殊的相对论，可以以时间为单位测量空间间隔。 我们可以这样做，因为在特殊的相对论的假设中，指出光速在所有惯性框架中具有相同的值。 如果我们对变量的替换量执行多少，并将我们的空间尺寸为x

*

n

= xn / c，其中c是光速，n = 1,2,3，然后选择其中c = 1的单位。

然而，人们可以一致地使用其中C = 1的单位，并且尽管如此，空间和时间之间的基本区别是尺寸。 在这样的视图中，这是邦迪和斯皮尔金似乎隐含地防守的视图，而时间与任何给定的空间维度不同，则C在所有惯性帧中具有相同值的偶然事实允许我们执行相关的变量替代。 但是，它没有遵循这一点，我们应该在任何空间维度的标准条目中对待时间，或者我们应该将萨瓦蒂时空间隔视为更基本的（托特蒂的方式）。

在他们有影响力的文章中，邦迪和斯皮尔金，然后检查各种司物质和能量转化的情况。 在每种情况下，他们表明，据称的质量和能量转化最佳地被视为能量的转变。 一般来说，邦迪和斯皮京争论，每当我们遇到声称转换的质量和能量时，我们都可以通过查看反应中的物理系统的组成部分来解释发生的事情，并检查了之前和之后的成分之间的能量在成分中的比例。发生反应。

债券和斯皮京建议的线条的声称“转换”的解释现在在物理文献中普遍。 这些解释具有强调，在许多情况下，大众能源当量的奥秘并不涉及一个神奇的物理物质在另一个身体上变成另一个物理性质。 然而，质量能量等效性的键刺激解释具有缺点，即它未能解决电子 - 正电子湮灭反应等反应。 在这种反应中，不仅是不保守的颗粒的数量，而且所涉及的所有颗粒是由假设，不可分割的惠摩尔。 因此，在这种反应中释放的能量不能被解释，从而由最初由反应颗粒的成分具有的能量的转化产生。 当然，邦迪和斯皮尔金可能只是希望物理学将揭示诸如电子和正的粒子之类的颗粒之后是毕竟是不可分割的鞋子。 实际上，它们甚至可以使用湮灭反应，结合它们对质量能量等效的解释，以争辩说，这种颗粒是不可分割的情况。 因此，我们明确见证了关于大规模能量等效性的密切相关的解释可以是关于物质性质的观点。

邦迪斯基金解释的第二个缺点，其与拥有该质量和能量的质量能量等效物的所有其他解释具有不同的性质，这对它用于解释质量和能量的明显转化的物理系统的中心特征保持沉默。 为了解释符合Bondi-Spurgin的线路的声称转换，必须使系统的成分的能量成为熟悉的假设，是IT潜在的能量或动能，“贡献”的系统的静止质量。 因此，例如，在7LI反应债券的轰击中，Spurgin必须以熟悉的方式解释7LI的静物质量，如核磁菌群的总和和它们的能量的质量当量所产生的那样。 然而，邦迪 - 斯皮金解释没有关于为什么物理系统的成分的能量，作为其势能或动能，作为整个系统的惯性质量的一部分的一部分。 当然，人们总是可以回复甚至要求这种类型的解释是为了拒绝完全接受相对论的思维：成分的潜力和动力学能力有助于整体的休息能量，并且由于爱因斯坦的等式，有助于其余的 - 整体。

正如我们所看到的，Rindler对质量能量等效结果的解释，以解决邦迪 - 鲟文解释的第一次缺点，而Lange的解释为前景带来了物理系统的成分能量“贡献”的前景系统的惯性质量。

2.3.2 Rindler的不同性质，转换解释

Rindler对质量能量等效的解释是一个略微的，但重要的是，修改了邦迪刺激解释的修改版本。 Rindler（例如，在1977年），同意有许多声称的转化率最好明白，只能以一种能量转化为不同类型的能量。

然而，对于rindler，在特殊的相对论中没有任何内容本身，规定了在术语的哲学意义上存在基本，结构无标菌颗粒（即“原子”）的可能性。 如果存在这样的颗粒，则可以根据爱因斯坦的方程式，其中一些或所有这些颗粒“消失”和等同的能量在相关的物理系统内“出现”。 因此，Rindler似乎表明我们应该将我们对我们可以从特殊相对性推断的批量来看的诠释。 因此，我们应该认为爱因斯坦的等式至少允许质量转化为能量，从而可能存在从物理系统内的一定程度的惯性质量“消失”的情况和出现相应的能量“。” 此外，在这种情况下，我们无法解释反应仅仅涉及将一种能量转化为另一个能量。

Rindler解释的优点在于它限制了爱因斯坦的公式对我们可以从特殊相对性的偏移有效推广的内容的解释。 与邦迪和斯皮尔金提出的解释不同，Rindler的解释没有关于物质宪法的假设，而是让未来物理学确定。

2.3.3 Lange的单权，无转换解释

Lange（2001,2002）建议对大众能源等效等的相当独特的解释。 Lange通过争论休息质量是物理系统的唯一实际财产来开始他的解释。 本身的索赔表明，由于群众被转换为能量，因为Lange要求“在大众和能量不在其现实方面的条例下，兰格询问”在什么意义上被转换为能量的物理进程 （2002年，第227页，重点原版）。 然后Lange继续争辩说，仔细分析据称的质量能量当量的转换表明，没有物质被转化为能量的物理过程。 相反，Lange辩称，质量转化为能量（或反之亦然）是一种幻觉，当我们在检查物理系统时转移我们的分析水平时出现。

Lange似乎利用洛伦兹的洛伦兹不变性的熟悉的论点与他们的“现实”的某些物理数量 对于Lange，如果物理量不是Lorentz不变，那么它就不是真实的，即它没有代表“目标事实，所有惯性框架同意”（2002，第209页）。 因此，Lorentz Invariance作为物理量现实的必要条件。 然而，在其他几个地方，例如当Lange争辩者为Minkowski间隔的现实（2002，第219页）或者当他争论休息质量（2002，第223页）的现实时，Lange隐含地使用Lorentz不变性作为物理量的现实的充分条件。 然而，如果Lange采用Lorentz-不变性，就像物理量的现实一样，他致力于休息能量是真实的，因为他致力于休息质量是真实的。 因此，Lange的原始建议认为，由于它们具有不同的本体地位，因此可能没有转换的物理过程，因为它们具有不同的本体状态似乎挑战。

正如它所说，Lange的整体位置并不受到休息能源的本体学境的严重挑战。 兰格可以很容易地授予休息能量是物理系统的实际属性，并且仍然存在（i），在质量和能量之间没有转换的物理过程，并且（ii）当我们检查物理系统时，声称的转换导致转换导致的分析水平。 关于（ii）的观察是迫使我们再次面临的问题，为什么物理系统的成分的能量表现为系统的质量，尽管允许的问题本身可以简单地揭示故障，以理解复合系统的相对论描述。

Lange用于呈现他对质量能量等效的解释的主要例子之一是我们已经考虑的理想气体的加热（参见第1.3节）。 他还考虑涉及亚原子粒子反应的例子，因为我们的目的在相关方面非常相似，我们对轰击的例子和随后分解了7LI核的分解。 在这两种情况下，Lange基本上采用我们第1.3节中讨论的最小解释。 在理想的气体的情况下，如我们所见，当加热气体样品并且其惯性质量同时增加时，静止质量的这种增加不是气体的因子突然（或逐渐）由它们本身更巨大的分子组成。 任何单独分子的剩余质量都不会改变。 它也不是气体突然（或逐渐）含有更多分子的结果。 相反，气体分子的增加的动能构成到气体样品的静止能量的增加，其通过爱因斯坦方程式作为气体样品的惯性质量的增加。 Lange总结了这种特征来增加气体样本的惯性质量：

......我们刚刚看到这种“转化”的能量变成质量不是真正的物理过程。 通过改变我们对气体的观点来“将”能量转化为大量：从最初将其视为许多尸体，以将其视为单身[重点]（第236,2002）。

不幸的是，Lange的特征威胁要使读者留下留下印象，即如果“我们”在对气体分析中没有转移我们的角度，就不会改变气体样品的惯性质量。 当然，Lange不太可能意味着这个。 兰格可能会同意，即使没有人类分析气体样品，气体样品也会在完全吸收一些能量之后，气体样品在任何物理相互作用中都是不同的，因为它的惯性质量会增加。

关于质量能量等效物的“转换”的兰格的看法的优点与邦迪斯皮金解释和Rindler的解释的优点基本相同。 所有这些解释都认为，有重要的案件，我们现在已经学习得足以自信地宣称质量和能源的“转换”只是一种能源转化为另一种能源的情况。 除了关于休息能源的“现实”的相对较小的问题之外，Lange认为的主要偏差是它可能误导了毫无戒心的读者。

2.4 EO = MC2的解释以及关于物质性质的假设

关于物质性质的质量能量等效和假设之间的关系是双重的。 首先，正如我们所建议的那样，对大众能源等效等的一些解释似乎假设有问题的某些特征。 其次，一些哲学家和物理学家，特别是爱因斯坦和infeld（1938年）和Zahar（1989年）所说，大众能源当量对物质的性质产生了后果。 在本节中，我们将讨论EO = MC2与关于物质性质的MC2和假设之间的这两个关系中的第一个关系。 我们讨论下一节中的第二个关系（第2.5节）。

为了解释对有关物质本质的假设的对大众能量等效性的一些解释，我们首先需要认识到，因为若干作者指出，例如Rindler（1977），Stachel和Torretti（1982），和Mermin和Feigenbaum（1990），这一关系实际上来自特殊相对论是：

eo =（是-q）c2的+ k，

其中k仅仅是固定零能量的附加因素，并且通常设置为零，Q也是常规设置为零。 然而，与将k设置为零的公约不同，设置q = 0涉及关于物质性质的假设，因为它规定了存在质量但是其一些质量永远不会被“转换为”的可能性。

Q = 0的假设上，质量能量等效的相同属性解释休息。 如果在任何条件下，质量和能量都不能存在其中一些不能在任何条件下无法“转换”的物质。 然而，人们可以争辩说，尽管同样的解释使得这一假设，但这不是一个不合理的假设。 目前，物理学家没有任何证据表明Q不等于零的任何证据。 然而，从哲学的角度来看，从哲学的角度来看，认识到相同的财产解释不仅取决于人们可以从特殊相对论的后派生，而且还取决于来自“外部”这个理论的证据。

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