时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最著名的方程E=mc2是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘 。人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为嘉宾现身课堂 。
新春第一课“硬核推导”相对论
线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc2，并结合案例加以解释 。这个小小的公式蕴藏了巨大的能量，可以把一丁点儿的质量放大成巨大的能量，甚至原子弹、氢弹、太阳的能量都与此有关 。
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“我的课比较强调硬核推导 。”张朝阳介绍，要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性 。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述 。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应，即运动的时钟相对于静止的时钟流逝较慢，说明此时时间与空间不再独立 。
张朝阳解释，描述时间与空间的关系的方程就是洛伦兹变换，洛伦兹变换能把一个惯性参考系的坐标变换到另一个与之相对匀速运动的惯性参考系下 。他在黑板上通过洛伦兹变换公式，结合“同时性的相对性”的概念推导出了“动尺缩短”公式，即运动的尺子在静止参考系下看，会比在尺子的固有参考系下短 。
洛伦兹变换只是坐标的变换 。张朝阳通过洛伦兹变换进一步导出了速度的变换公式，这与传统牛顿力学中简单的速度矢量的直接叠加有很大的不同 。有了速度变换公式，他开始推导不同参考系下两个质量相同的小球的碰撞过程，结合动量守恒定律，并类比牛顿力学中动量的定义，计算出了“动质量”与速度的关系 。
随后将力对位移进行积分，得出爱因斯坦最著名的质能方程E=mc2，它描述能量与质量的关系 。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来 。
“网红”物理老师李永乐现场助阵
人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐也来到了“新春第一课”的现场 。
对于同学们都很关心的爱因斯坦与相对论的问题，李永乐现场补充解释，狭义相对论最大的局限是不能处理引力问题 。爱因斯坦提出等效原理，认为引力场与以适当加速度运动的参考系是等价的，这扩充了惯性系的概念，跟随引力自由落体的参考系其实可以看成一个局部的惯性系 。这暗示了引力其实是时空的一个属性，而不只是一种单纯的力，因此爱因斯坦进一步将引力几何化，得到了广义相对论 。
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有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题 。李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了科技为生活增添美好的硬实力 。
此外，他还聊到了爱因斯坦的奇闻轶事，讲了他提出狭义相对论乃至广义相对论的过程，以及在这个过程中他受到朋友的帮助与启发的故事 。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念 。
持续打造知识直播平台
截至目前，《张朝阳的物理课》已直播三十多期 。张朝阳1986年从清华大学物理系毕业，并于同年考取李政道奖学金赴美留学 。1993年底在美国麻省理工学院（MIT）获得博士学位，并继续在MIT从事博士后研究，1996年回国创业 。
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