Это уравнение показывает, что для получения большого количества энергии требуется немного массы. Из этого же уравнения также следует, что для получения даже крохотной частицы материи требуется гигантская энергия. Сегодня мы не используем энергию для создания материи, поскольку не имеем в своем распоряжении достаточно энергии; пока это для нас слишком дорого. Но уравнение показывает, что если бы мы имели доступ к огромным количествам энергии, то со временем могли бы создавать материи, быть может, даже целые планеты!
Формула
означает, что масса атома урана превращается в три меньших атома, энергию (тепло и излучение) и 2 нейтрона, которые улетают прочь. Если поблизости есть другие атомы урана, то нейтроны, освобождающиеся при распаде первого атома урана, сталкиваются с другими атомами, и возникает цепная реакция: один распад вызывает другие, подобно тому как при фейерверке одна шутиха может воспламенять другие, если они находятся рядом. Таким образом, один атом урана порождает другие атомы, частицы и излучение. А бомбардировка одного атома урана нейтроном освобождает другие нейтроны и происходит цепная реакция. Это и происходит в атомной бомбе.
Ключ к количеству энергии, высвобождаемой в каждой реакции, лежит в том факте, что суммарное количество массы двух маленьких нейтронов в сочетании с тремя меньшими атомами не вполне соответствует общей массе первоначального атома урана. Иными словами, масса урана больше, чем масса трех меньших атомов и двух нейтронов. Во время этой бомбардировки теряется масса.
Теряющаяся масса освобождается в виде гигантского количества тепла и ужасного количества радиации. Один атом зажигает другие, и получается один из самых творческих, динамичных и смертельных процессов во Вселенной.
Возможно, вас удивляет, как несколько столкновений между маленькими невидимыми вещами могут порождать столь большие изменения энергии. Если вы бьете по дереву, то получаете только вмятину, а если вы сжигаете дерево, то получаете немного тепла и много угля.
Ответ состоит в том, что удары по дереву воздействуют только на связи между молекулами в древесине, а не на строение атомов, из которых состоят молекулы. Вспомните, что молекулы – это группы атомов, удерживаемые вместе электрическими притяжениями. Удар по дереву влияет только на то, как эти молекулы держатся вместе. Удар добавляет энергию к их взаимному расположению, но это просто немного нагревает дерево или перестраивает это расположение в форме вмятины.
По контрасту с химическими реакциями, в которых материя преобразуется в другие материальные формы без потери массы, при распаде атомов, как, например, атомов урана, происходит потеря действительной массы. Химические реакции меняют расположение атомов в молекулах, но атомные реакции, разбивающие атомы на части, могут вести к потере массы.
Итак, Эйнштейн утверждал, что пространство-время и материя взаимосвязаны, что пространство и время больше нельзя отделять друг от друга, и что масса и энергия тоже имеют одну и ту же сущность.
Психологические аналоги E = мс2
Мы все переживали «химические» и «атомные» реакции и в психологии. Если вы с кем-то дружите, то у вас своего рода химическое соединение. У вас есть недостаток, который восполняет достоинство вашего друга, и у него есть ряд недостатков, которые компенсируют ваши достоинства. Если вы наносите удар по этим отношениям, если вы вызываете в них напряжения, то получаете массу неприятностей. Возможны большой жар и перестановка. Такова природа химического притяжения.
Но если вы или ваш друг умираете или «сходите с ума», если происходит тяжелая травма и вы или ваш друг глубоко ранены, то распадается сама суть одного из вас. Как будто теряется что-то материальное, преобразуясь в энергию, которая от вас отделяется. Энергия или дух ускользает в страстные воспоминания, кровавые кошмары, симптомы, угрожающие жизни, или того хуже. Это подобно атомной бомбе. В любой момент жизни вы подобны атому урана. Если что-то небольшое касается вас неправильным образом, то вы теряете голову и создаете вокруг себя мощную цепную реакцию – как известно любому, кто имел дело с психозом или травмой. В таких обстоятельствах крохотный толчок может создавать ужасающую цепную реакцию.
Как поля становятся частицами