一斤的电能供全世界使用多少年？

质能等价

这个问题看起来好像很无厘头，但实际上，也确实是可以回答的。不仅如此，这当中其实还涉及到了很多人对于质能方程E=mc^2的误区。因此，我们如果要解决这个问题，我们就得先从质能方程说起。

话说在1905年，爱因斯坦发表了四篇划时代的论文，这当中包括了布朗运动、光电效应、狭义相对论等。

最后一篇的内容是对狭义相对论进行的补充，这部分内容后来也被称为质能等价，其中就涉及到了如今最出名的物理学公式：E=mc^2。

虽然这个方程非常有名，但对于它的误解也最多。我们在很多文章和科普当中常常看到这个方程是这么用的：核弹爆炸后，质量转化为了能量释放出来。

那这到底哪错了呢？实际上，科学家都很喜欢玩“统一”的把戏。爱因斯坦之所以是物理学家当中最杰出的存在，就是因为爱因斯坦实现了两个“统一”，他先是统一了“空间”和“时间”，认为它们应该被并称为时空。

其次，在质能等价的论文当中，他统一了“质量”和“能量”，他认为质量和能量其实是一回事，一体两面的，质量当中有能量，能量当中有质量。

（相信看到这里，你可能会感到太不可思议了，但是别急着否定，如果好事的话，可以去看看爱因斯坦的论文，或者找本大学物理书来看看，由于这里的误区太重，这部分的内容已经被严重突出，就是为了辟谣“质量转化为能量”。）

那这个“一体两面”该如何理解呢？我们可以拿“钱”来举例子。假设你有一笔钱，你可以把这笔钱换成全部都是人民币，你也可以全换成美元，或者是人民币和美元都有。但无论你如何配比，你的这笔钱的价值是不变的。而这里的人民币就好比能量，美元就好比质量，而c^2就是汇率。因此，我们就可以得出E=mc^2。也就是说，能量也是有质量的，质量也是有能量。

知道了这些，我们再来看看一斤重的电能其实也就说得过去了，那它到底能供全世界用多少年呢？

一斤电能用多少年？

首先，我们可以通过E=mc^2来进行计算：

一斤就是500g，也就是0.5kg；c是光速，为了方便计算，我们这里近似取整3*10^8；电能E=mc^2=0.5*（3*10^8）^2=4.49×10^16J；一度电是3.6*10^6J；因此，简单做一个除法，我们就可以得到一斤电能对应1.2472*10^10度电，也就是124.72亿度电。

根据世界银行统计，我们可以知道，2018年全球人均用电量是3130.71度。（2019年的最新数据还没有发布，毕竟2019年也还没有过完。）

同样是根据世界银行的统计，2018年全球人口是75.94亿。

因此，根据全球总用电量=全球人均用电量×全球人口，我们可以得到这个全球总用电量是23.77万亿度。而一小时就需要耗电27.14亿度。

在上文中也提到了，一斤电能对应了124.72亿度电，做一个简单的除法，我们就可以得到4.6小时。因此，一斤电能够全球人口使用4.6小时的。当然，我们还可以计算得到：全世界人口一年的耗电量所对应电能的质量是1780.7斤。

总结

最后，我们来总结一下，爱因斯坦的质能方程想要表达的其实不是转化关系，而是等价关系，因此，这个理论也被称为质能等价。通过质能等价E=mc^2，我们可以计算得到一斤电能所对应的能量是124.72亿度电，根据世界银行的数据，我们可以得到，全球总用电量是23.77万亿度，因此，一斤电能可以全世界使用4.6小时。而全世界的总用电量对应的质量是1780.7斤。