E=mc² 愛因斯坦的鐵路世界

物理學鐵路時空之旅

鐵路公路發展

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對於全世界的物理和科學愛好者,下月的27日可能是一個比聖誕節更神聖的大日子,因為愛因斯坦在1905年9月27日把他最著名的方程式E=mc² 發表在《物理學年鑑》。世界各地很多頂尖大學和研究機構都會舉辦活動,慶祝世人由當日開始學會研究動能、慣性同速度的關係,亦開啟現代對電場、磁場、引力和阻力的應用。今年,是愛因斯坦離世65周年,科技界依然遵照他當日所劃定的界線,以光速為限,不斷研究如何提升物件和人類的移動速度,力求創造出更快捷的陸上大型集體運輸工具。

不過以傳統軌道列車為例,各種的阻力、摩擦系數等因素,令列車的行駛時速很難攀上400公里的關口。由愛因斯坦的方程式引發出現的電磁學理論,人類想到可以令龐大的列車在開動的時候騰空行駛,減省了傳統的車輪,行駛時與軌道沒有任何摩擦接觸,而且擁有更快更短的起跑和剎車距離。於是繼德國、英國和日本之後,中國亦於2016年開始投入高速磁浮鐵路系統的研發,到了今年6月21日,中國中車四方股份公司製造的時速600公里高速磁浮試驗樣車,正式在上海同濟大學磁浮試驗線上成功試跑。

究竟時速600公里有多高速呢?意味著你可以在3小時內去到1800公里以外的地方,等於香港和北京的距離,而且省卻了登機、起飛和降落的時間,旅運變得更加高效和靈活。目前高速磁浮鐵路已經被列入中國交通發展綱要,將來有機會可以為大家帶來非常快捷的出行選擇。熟悉物理學的人可能還會知道E=mc² 講述的能量轉化,與核能應用和原子彈的發明非常有關。科學家對核聚變和氫聚變所釋放的能量的研發,最終令人類發明了一種近乎零污染的綠色能源 – 氫能。

2019年11月,全世界第一列以氫能作為動力的商業列車正式在廣州佛山市投入服務,鐵路全長17.4公里,列車載客量最多可達285人,行車舒適而且列車排放只有水蒸汽。事實上佛山近年除了建成首個氫能列車鐵路,還有全國首個商業化加氫站、首條氫能城市公車線等,單單是氫能公車的數目已經超越300部。大家有機會到訪當地,親身體驗到各種由氫能轉化成的動力,大可以思考一下愛因斯坦的方程式為人類帶來有多大的進步。

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