爱因斯坦质能方程是如何推导出来的？

爱因斯坦发现了或者说假定了光速极限和光速不变，这正是爱因斯坦狭义相对论以及后来创立的广义相对论的立论基础，也是爱因斯坦伟大贡献之一。而相对论本身就是论述物质运动的，运动离不开速度，而最快速度是光速，因此凡是描述运动的公式，当然就离不开光速了。

所谓光速极限，就是光速是我们世界最高速度，没有任何物质运动能够超过这个速度；光速不变就是光速在任何参考系都是不变的，也不能叠加，叠加速度也不能超过光速。这个是爱因斯坦通过观察思考，并总结前人观测实验数据得到的一个假设。

这个假设经过一百多年无数科学家验证，所有的观测和实验数据没有一例能够反证，因此成为现代物理学的一个铁律。

为什么光速极限和光速不变是我们世界的铁律呢？我们也可以这么理解：人类看到的世界都是依靠光，没有光就什么也看不到。如果爱因斯坦的假设不成立，我们看到的世界就没有确定性。因为如果存在超光速的事物，或者光速是会变的，我们就无法看到真实的东西，所有的星空也都不确定了。

光速是现代物理学的一个基本常数

经过300多年科学家们的前赴后继，采用各种方法经过无数次的试验计算，最终通过波长与频率的现代方法，再通过世界度量衡大会修改了米的定义，得到准确真空光速为c=299792458m/s，而1米就是光速在1秒钟行进距离的299792458分之一。

请注意，这个光速是真空光速，光在不同介质中行进速度是不一样的，在空气中略小于真空光速，但差距极微，因此一般也忽略不计；而在玻璃、冰、不同液体中行进速度相差就比较大了。为了简便计算，一般将真空或空气中光速采用30万千米/s。

真空光速是现代物理学中一个常量，在许多公式中都有运用。

那么质能方程中为啥也要用到光速呢？

这是因为物质动能量是与速度成正比的，速度越大动量越高，这一点在经典力学也是一样的，所谓动量、冲量、动能、势能就是这个道理。但经典力学建立在绝对时空观上，没有光速概念，那时认为光速是无限的，因此动量、冲量、动能、势能就没有一个天花板，也就是顶。

这样，根据经典力学推论，没有光速限制，就永远也无法确定一个质量最大动量、冲量、动能、势能有多大，质量就无法与能量对接，更无法等价互换，就永远无法得出质能方程，

爱因斯坦正是发现了光速这个天花板，而且光速极限，就锁定了所有物质运动速度的天花板，这个天花板就是299792458m/s。有了这个天花板，就为质量与能量等价交换创造了条件，这就是物质运动到达最快时的动能，也就是物质的最大能量。

由此，一个伟大的公式诞生了，这就是E=MC^2。

这个发现揭示了物质质量蕴含的巨大能量，也给宇宙形成演化过程以及人类能源利用提供了理论依据。根据这个公式，1公斤物质的能量全部释放，就约等于9*10^16J（焦耳），相当250亿度电能。