Давайте на минутку перенесемся в доматематическую эпоху. Любознательные граждане всегда попадались и тогда, вероятно, были. Пусть у них были, скажем, «шары», которые «врезались», например, в фанерку. Один шар летел быстрее, и фанерка ломалась, другой летел немного помедленнее, и в фанерке образовывалась только трещина. Покидав в фанерку разные шары с разными скоростями, наши любознательные граждане могли заметить, что степень разрушения фанерки зависит от увесистости шара, и от его скорости. И попытались описать это математически. Увесистость назвали массой, а быстроту лета – скоростью. Но получился небольшой конфуз. Пока выбирали единицу измерения для массы, прошло все нормально, а как дошло дела до единицы времени, так дошло до драки. Одни, мол, вот секунда! Другие, мол, слишком длительно, пусть будет половина от этого времени. В результате, у одних количество движения шара (импульс) оказалось P=mv=2*4=8кгм/с, а у вторых P=mv=2*2=4кгм/с. Шар с фанеркой на эту разницу в цифрах никак не отреагировали. И, в общем, наши любознательные предки кое-как помирились, сошлись на секунде волевым решением.
Пока происходили разные исторические события (вождю прилетело вместо фанерки) дозрели до понятия «работа». Поскольку заметили, что шары не сами по себе летают, а их нужно как-то поощрять (швырять). И опять подметили разницу в уставании швырялщиков в зависимости от массы шаров, ускорения и расстояния, на которое удается шары забрасывать. Записали как A=mas. И тут, кто-то особенно любознательный догадался выражать эту работу, не только в общем и целом, а еще и в перерасчете на единицу времени. А экспериментально заметили, что если начинать с нуля, то при ускорении, например, 4м/с за 1 секунду шар успевает продвинуться ровно на половину метров зашифрованных в ускорении (2м). Поэтому записали как
А назвали – кинетической энергией. Шар с фанеркой и на эти цифры никак не отреагировали, и даже когда додумались до потенциальной энергии, и полной энергии, они тоже и не почесались. А циферки, тем не менее, менялись. Полная энергия уже выглядела как
Но шар фанерке передавал все тот же импульс. Во-первых, он был неграмотный и циферок не знал. Во-вторых, энергия, она же бывшая работа, производится в продолжении некоторого времени, хотя бы и всего одной секунды. А шар все что мог «прикладывал» одномоментно. Ну, энергия – это усилия к шару, а импульс – привет фанерке. Хотя в результате усилий шара, у фанерки тоже можно насчитать энергию, но уже совсем другую. Вообще, во многих случаях удобно пользоваться и энергией, только не надо считать, что ее можно кому-то передать. Она у каждого своя получается.
Впрочем, можно все же и физически реализовать передачу энергии, но выглядеть это будет как-то так
То есть, не обойтись без непосредственно производителя работы, и потребуется время.
Ну, а от полной энергии mv^2 до mc^2 уж совсем один шаг. Было установлено, что фотоны, относительно своего источника, всегда имеют одну и ту же скорость. Такое постоянство возвели в ранг фундаментальности. А фундаментальность должна проявляться фундоментально, поэтому ее попытались применить и к частицам. Появляется «внутренняя» энергия, она же «энергия покоя».
Ну, а мы получили загадочный намек на то, что пока частица валяется в покое, внутри частицы чего-то само по себе движется и имеет фундаментальную энергию Е=mc^2. Кроме того, она кинетическая и потенциальная сразу, согласно формуле. Заманчиво.
Правда, если вспомнить спор наших любознательных на заре доматематической эпохи, то если бы эта формула выглядела как
или как, например, у австрийского физика Ф. Газенорля
ни одна частица, которой приписывают наличие этой энергии, никак бы не пострадала. Просто некоторые постоянные красовались бы в других циферках. (Сходные или даже такие же формулы обнаружены в работах Умова (1873г), Дж. Дж. Томсона (1881), Хевисайда (1890), Пуанкре (1900)).
Тем более, что энергия эта экспериментально никак не проявляется, то есть, в физическом смысле смысла не имеет. Даже фотоны от лежачего электрона не образуются, и фундаментальность не проявляют.
Согласно, опять же, формуле, окромя массы двигаться внутри частицы, собственно, и нечему. Вот такая вот лежачая двигающаяся масса. Кстати, вариант двигающейся внутри частицы массы мы могли бы осуществить и в доматематическую эпоху. Нагреть наш шар градусов так до 800, и фанерка не только треснет, но и обуглится. А другими словами, даже все Е вместе взятые, ситуацию уже не охарактеризуют. Понадобиться еще что-то. А вот реализовать физическое проявление внутреннего движения массы в частице как-то не удается. Сколько электрон об электрон не ударяй второй электрон, в лучшем случае, получит импульс, а на счет внутренней энергии каждый останется при своей.
Однако, для некоторых расчетов понятие вполне себе пригодное. А поскольку на физическом уровне эта энергия никак не отсвечивает то согласитесь, что рассчитывать просто mc^2, все же, удобнее, чем со всякими цифровыми довесками.
