爱因斯坦的质能方程E=mc²是怎么推导出来的？

爱因斯坦的质能关系式是如何提出的？

你有没有想过，爱因斯坦的质能关系式E=mc²到底是怎么来的？其实，推导它首先要搞清楚能量和质量的量纲关系。能量的量纲是质量乘以长度的平方再除以时间的平方，也就是[E] = [M] * [L]^2 * [T]^{-2}。为了简化能量和质量的关系，爱因斯坦试图让能量函数除了质量外，只包含一个其他变量。这个变量就是光速(c)，因为光速是一个固定且极其重要的物理常数。在这个过程中，他发现能量和质量之间的联系竟然可以通过光速的平方来表达，这就铺垫了公式的基础。

爱因斯坦是怎样具体推导出E=mc²的？（分步骤细说）

说到具体的推导过程，那就得从狭义相对论的两个关键理论基础说起：

洛伦兹变换：这是狭义相对论的核心，描述了不同惯性参考系下时间和空间的变化规律。它告诉我们时间和空间不是绝对的，而是相对的，这为能量和质量的转换提供了物理依据。
能量守恒定律：无论发生什么，能量总是守恒的。爱因斯坦结合这个定律，思考如果质量可以转化为能量，那么这种转化的规则该怎么写。
动量与能量的关系：在特殊相对论中，有一个基本方程[E^2 = p^2 c^2 + m^2 c^4]，这里，(E)是能量，(p)是动量，(m)是静止质量。当物体静止时，动量(p=0)，方程就简化成了[E = mc^2]。这直接揭示了质量本身就是能量的一种形式。
质能等价的意义：这一公式告诉我们，任何物质都蕴藏着巨大的能量，正因为这样，物体的运动速度永远不能超过光速，否则将需要无限的能量。
光速不变原理：爱因斯坦的推导还基于光速不变原理，即在任何惯性参考系中光速都是常数，这为公式中光速的平方成为能量与质量转换的比例提供了坚实的基础。