光速不变原理
在1905年，爱因斯坦宣布了数篇具有开创性的论文，其间就包含光电效应，布朗运动，狭义相对论以及狭义相对论的弥补篇：质能等价。（质能方程E=mc^2其实便是在质能等价这篇论文傍边的）
也便是说，质能等价理论其实是狭义相对论傍边的一部分。那狭义相对论究竟包含了哪些内容呢？
假如非要用一句话来归纳的话，那便是爱因斯坦在狭义相对论傍边先是一致了“时刻”和“空间”。他以为应该将两者并称为时空；其次，他一致了“能量”和“质量”，这也便是质能等价的内容，他以为能量和质量其实是一回事。那质能方程其实是使用了狭义相对论中的理论推导而来的。
那详细是怎么推导出来的呢？咱们来简略说道一下。
质能方程
咱们其实也能够来考虑一下，为什么爱因斯坦没有把狭义相对论和质能等价一起宣布，而是分隔宣布。现在有一种说法便是，爱因斯坦在提出狭义相对论之后，才发现了质能等价关系的，然后又补了这么一篇。因而，咱们想要搞懂质能方程其实首要就得搞懂狭义相对论究竟说了什么？
关于略微了解物理学的人来说，想到狭义相对论一般都会想到“时刻胀大”、“尺缩效应”、“一起性的相对性”等等这些词汇。可是这些其实是成果，而不是进程。那狭义相对论究竟说了什么呢？
这要从“运动”说起，大多数人从小遭到的物理学方面的教育基本上都是和牛顿力学相关的。就拿一个最简略的运动学问题来说。下图中，一个小车以10m/s的速度从左向右行进，小车上有个人，以5m/s的速度沿着小车的方向行走，请问这个时分，地上上有个人，他看到的小人的速度是多少？
其实这个问题很简略了，一般人信口开河的答案便是10+5=15m/s。这其实是牛顿力学的世界观下的成果。可是，假如咱们再加一点条件，假如此刻小人不走，可是手里有个手电筒，手电筒的光沿着车的方向照耀出去，那请问，这时分的光的速度应该是多少？
依照上面的办法，其实咱们能够得出的成果是：光速+10m/s。
这一切看起来都没有什么问题，并且牛顿力学也的确处理了微观低速下的运动学问题。可是，后来，有个叫做麦克斯韦的科学家，他提出了一套理论，其间这套理论能够得到光速的表达式：光速c=1/ε0μ0。其间ε0和μ0都是一个常速，也便是说，麦克斯韦的理论所展现的是光速是个固定值。而麦克斯韦的理论其实是一个堪比牛顿力学的理论，也不太可能错了。因而，科学家一直在企图寻觅谐和牛顿力学和麦克斯韦理论的办法。可是，都以失败而告终。
所以，这时分爱因斯坦横空出世，他基本上也算是个和事佬，牛顿力学中的“伽利略变换”以及麦克斯韦理论中的“光速不变原理”都被他拿来过来归纳一下，使用这两条最基本的假定推出了狭义相对论的整套结构。详细的推导其实便是初中数学的难度，这儿不赘述，但咱们要知道的是他得到了一个洛伦兹因子。（之所以叫做洛伦兹因子是因为这个推导进程最早是由一个叫做洛伦兹的科学家首要得到的，仅仅这位科学家没有领会其间的物理学意义。）
有了洛伦兹因子之后，咱们就能够得到许多定论，比如说，空间中物体运动速度的表达时：
尺缩效应，时刻胀大其实都是这么推导出来的，乃至包含物体运动时的动量和质量。
而爱因斯坦其实在使用狭义相对论推导运动状态下物体的质量时，就得到了E=mc^2的成果，其实推导进程并不难，这儿也就不大段追溯了，这个进程略微涉及到一点微积分的常识，以及动能定理就能求得。
质能方程的物理意义
质能方程的推导其实并不难，难的其实是怎么了解它。实际上，在市面上的科普书中，关于这个理论都有很大的误区，咱们一般常用的办法是“质量转化为能量”，尤其是在原子弹相关的科普傍边。
但实际上，假如你细心去翻一下大学物理教材或许相对论相关的教材，你就会发现，为了防止许多人都有相似的误区，这部分的内容现在现已被要点驳斥谣言。
质能方程其实想表达的是，质量和能量其实是一回事，是一个东西的双面，质量里有能量，能量里有质量。
咱们举个和钱有关的比如，假定你有一笔钱，它的总价值是固定的，但这时分，你能够挑选把这笔钱换成人民币，也能够考虑换成美元，当然你能够是一部分是人民币，一部分是美元。而这儿的人民币就好比是能量，美元就好比是质量，汇率就好比是c^2。
所以，质量和能量的等价关系是E=mc^2，而不是转化关系式。
