都怪爱因斯坦没说清楚！竟有人相信一个粉笔头就能让全人类多喝100年的热水？...
一个粉笔头
一共能释放多少能量
爱因斯坦大家肯定都熟悉，相信也有很多朋友听说过质能方程。
根据质能方程的公式，我们发现：似乎能量和质量是可以相互转化的。
尤其是一些没有系统学习过相对论，又有一点数学基础的人，他们很容易就会对这样的说法坚信不疑。
甚至还有人声称：一个粉笔头释放的能量就足够全地球的人烧100年的开水。
我们今天就来研究一下，一个粉笔头的能量到底有没有这么大？
质能公式真面目
严格的来讲，粉笔头确实蕴藏着庞大的能量，但是这个能量我们还真没法运用。
要想搞明白这个问题，其实还得从质能方程的含义讲起，我们直接从相对论的质量能量动量关系出发。
一般来说，一个系统（比如说一个复合粒子）的总能量包含三种：静能、动能和势能（相互作用的能量)。我们熟知的质能方程 并不是完整形式，其完整形式为：
式子中的 表示的是物体静质量，也就是在相对物体静止的参考系中测得的质量。
静质量是一个有着良好定义的物理量，它是一个标量，不随着参考系的变化而变化，而随着参考系的变化而变化的是所谓的“动质量”：
再考虑动量的定义： ，代入到第一个式子中就可以得到：
当当当！这就是大名鼎鼎的“质能公式”了。但要注意的是，公式中的质量是所谓的“动质量”，并不是静质量。
很多人认为的“有多少质量就有多少能量”中的质量是静质量，但质能公式中的质量是“动质量”，根本就不是一回事。
所以这个式子本身并没有告诉我们“质量和能量会相互转化”，实际上只说明了动质量和能量的关系。
也就是说，根据质能方程 ，确实可以计算出一个粉笔头所拥有的总能量，但是这并不是说，这其中的能量全部可以被应用。
当我们说一个反应释放能量或者说能量被释放出来的时候，大部分情况都是在说能量由其它形式转化为粒子的动能，宏观的表现就是放热，像剧烈爆炸等等就是粒子动能在短时间剧烈增加导致的。
能量总是在几种不同的形式中转化，而不能凭空产生或者湮灭，也就是能量守恒定律。
通常，我们利用能量的过程是把势能或者静能转化为粒子的动能，粒子的动能越大，对应的温度越高，这个前面提到了。
比如说，火力发电站，就是把化学能（其实质为电子之间的相互作用能，即势能）转化为粒子的动能，最后水的温度增加，带动蒸汽轮机转动发电；核电站也是类似，只不过是把粒子的静能转化为动能。核电站的基本原理也是烧水：
但是这部分的静能，其实质为底层粒子（核子，包含质子和中子）之间的势能（也就是所谓的结合能），比如说，一个静止的原子核，如果把原子核看作一个整体，那么只存在静能 ：
如果把原子核看作是核子构成的一个复合体系，那么原子核的能量则包含核子的静能、核子的动能以及核子之间的势能：
由此，也可以算出来原子核的质量：
而核反应，就是把原子核中的势能转变为其它粒子的动能，而且由于实际上静能远大于势能，所以释放的能量只占了原子核总能量很小的一部分。
但是，原子核中的静能部分依然无法释放出来。从这个角度上说，总是有一部分能量（静能）无法被利用。而在核反应中，这部分静能远远大于核反应释放出来的能量。
怎么释放静能？
那有没有办法把这部分静能也转化为能利用的动能呢？“质能方程”的背后还藏着怎样的故事？
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