Современная наука различает два вида энергии: физическую и духовную. Каждая из них может быть и положительной и отрицательной. Если специально не оговорено, то под энергией обычно понимают физическую энергию, а не духовную. Поэтому просто энергией (или физической энергией) принято называть общую меру физической работоспособности (классическое определение). В то же время из уравнений (1) и (2) видно, что энергия пропорциональна массе и поэтому является ее мерой.
Следовательно, энергия есть обобщенная мера не только различных физических форм движения и взаимодействия (Е — Е0), которую мы называем энергией относительного движения. Она является также и количественной мерой материи Е0, которая содержится в любом рассматриваемом весомом объекте и которая в определенных условиях может совершить конкретную физическую работу. Сам Альберт Эйнштейн по этому поводу писал следующее:
«Инертная масса системы должна зависеть от содержащейся в ней энергии. Это привело к представлению о том, что инертная масса является не чем иным, как скрытой энергией. Закон сохранения массы потерял свою независимость и слился с законом сохранения энергии»
В отличие от релятивистской энергии Е, величина Е0 называется энергией покоя. Для разных систем отсчета одно и то же физическое тело обладает одинаковой энергией покоя, но различной релятивистской энергией. Это недвусмысленно означает, что количество релятивистской энергии Е, которая содержится в том или ином физическом теле, является не абсолютной, а относительной величиной, зависящей от положения наблюдателя, хотя энергия невесомых частиц для всех систем отсчета одинакова.
Итак, согласно релятивистскому определению энергия есть обобщенная мера материи и ее физической работоспособности. В самом деле, из уравнений (1) и (2) видно, что всякому изменению массы должно отвечать соответствующее изменение энергии. Это значит, что любое весомое физическое тело в определенных условиях может потерять массу покоя и полностью превратиться в чистую невесомую энергию.
И наоборот, невесомая энергия может приобрести массу покоя и полностью превратиться в весомую физическую частицу или даже в весомое физическое тело. Например, в недрах Солнца, где температура превышает 20 млн °К, происходят реакции ядерного синтеза, в ходе которых ядра атомов водорода превращаются в ядра атомов гелия.
Известно, что ядро атома водорода состоит из одного протона, масса покоя которого равна 1,6726·10^(-27) кг, а ядро гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов по 1,6749·10^(-27) кг каждый. Масса покоя образовавшегося ядра атома гелия равна 6,6463·10^(-27) кг, хотя сумма масс всех протонов и нейтронов, затраченных на его образование, равна 2·1,6726·10^(-27) + 2·1,6749·10^(-27) = 6,695·10^(-27) кг.
Потеря массы составляет (6,695 — 6,6463)·10^(-27) = 0,487·10^(-26) кг. Это значит, что, согласно уравнению Альберта Эйнштейна, при образовании одного ядра каждого атома гелия выделяется E = m·с^2 = 0,487·10^(-26)·(3·10^8)^2 = 4,4·10^(-10) Дж чистой энергии. В качестве справки заметим, что 1 ватт = 3 600 джоулей. Каждый грамм любого вещества в определенных условиях может превратиться в 25 млн кВт·ч чистой энергии.
Это эквивалентно количеству энергии, которую вырабатывает одна из самых мощных электростанций Советского Союза (Красноярская ГЭС2) в течение четырех часов. Именно за счет такого превращения вещества в энергию Солнце излучает в окружающее пространство колоссальное количество энергии на протяжении миллиардов лет.
Остается только сожалеть, что мы все еще не научились свободно управлять процессом взаимного превращения физического тела и чистой энергии друг в друга. Это дело далекого будущего. Но что же собой представляет та самая энергия, из которой состоят все физические тела, обладающие весом и объемом?
***