在爱因斯坦的质能公式提出之前，当时的科学界普遍都认为质量就是质量，能量就是能量，它们是相互独立泾渭分明的不能混为一谈的两种东西。但是爱因斯坦的质能公式却打破了这一点，根据E=mc^2，我们知道能量和质量本质上是一样的，它们是同一概念的不同属性，有着明确的数量关系。

地球上最常见的太阳能就是最著名的质量转化为能量的例子。根据初步的计算，科学家们发现，太阳内部每一秒钟都有超过400万吨的质量发生了核聚变，这个过程中，一部分的质量会消失，而这个过程中产生的能量就来源于这部分消失的质量，所以现在我们对“质量可以转化为能量”这件事是没有疑问的。

但是但这个形势逆转后，发生“能量转化为质量”这样的事情的时候却让人有点难以接受，因为这与人们的思维定式相违背。能量在我们看来是看不见摸不到的东西，对一些人来说，能量转化为质量就像是无中生有。但是事实往往与我们的感觉背道而驰，爱因斯坦是对的：能量真的可以转化为质量。并且科学家们已将观测到了这样的实例。

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第一个实例：强相互作用

我们知道，分子是保持物质性质的最小单位，而分子本质上也是由原子构成。所以说，构成宏观物体的基本单位就是原子。原子的大部分质量都集中在原子核内部，内部的中子和质子占了大部分质量，核外电子的质量几乎可以忽略不计。而从最微观的层面来看，质子和中子又是又不同的夸克比例组成。质子带正电，由两个上夸克和一个下夸克组成，中子不带电，包含一个上夸克和两个下夸克。

那么有人就会想当然的觉得，既然原子核内部可以看作是夸克的聚合体，那原子核的质量是不是就是所有组成夸克的质量之和？但是事实上不是这样的，科学家们发现，对一个质子或者中子而言，组成它们的三个夸克的质量加起来也只有他们各自总质量的1%不到，那质子剩下的99%的质量又是从哪里来的呢？

这时候，我们要考虑到四大基本力之一的强相互作用力。这种力的力程极短，只发生在原子核的内部，夸克通过强相互作用力结合在一起。在这个过程中，传递这个强相互作用力的存在是一种叫做“胶子”的粒子。“胶子”是一种没有静质量的规范玻色子，但其本身携带了能量。

据此，科学家们认为，质子剩下的99%的质量就是来源于这些胶子所携带的能量，中子的情况也是一样，这里都是能量表达变成了质量展示。因此这里可以看成是一个“能量转化为质量”的实例。

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第二个实例：高能光子

除了以上强相互作用的例子，另一个“能量转化为质量”的例子是高能光子。

科学家们发现，如果一个光子携带的能量大于两个电子的静质量，那么当这个光子在与有质量的物质互相作用时，就可能会产生一个电子和一个正电子，同时这个光子本身则会消失。1933年，科学家就在云室实验中观测到了这一现象。

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第三个实例：高能质子碰撞

这个现象是在欧洲核子研究组织（CERN）的强子对撞机(LHC)内发现的，科学家们将两个质子加速到亚光速后在粒子管道中发生碰撞，在这两个高能质子碰撞时发生的散射过程中会观察到这样的现象：这两个质子都没有变化，但是却产生了新的粒子，比如说我们相对熟悉的“J/ψ介子”。

“J/ψ介子”是由一个粲夸克和一个反粲夸克构成的，而前面我们说了，质子是由两个上夸克和一个下夸克组成的。这就意味着，在这个碰撞过程中产生的“J/ψ介子”不是质子的“碎片，它们是由质子携带的能量直接构成的，

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第四个实例：真空极化

除了最著名的LHC以外，来自日本的粒子加速器“Tristan”也曾为高能物理立下过汗马功劳。在1997年的时候，科学家们在Tristan中发现了一个神奇的现象，科学家们讲这种现象命名为“真空极化”。

科学家经过研究发现，真空极化通俗的来讲就是：强大的电磁场可以在真空中激发出正反粒子对。而电磁场是能量场的范围，很显然，这也是一个“能量可以转成质量”的实例。

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总结

经过以上四个现象的解释，很对人可能发现了一个共同点，那就是质量转化为能量一般是宏观现象，而能量转化为质量却都发生在微观领域。那为什么会这样呢，其实根据爱因斯坦的质能公式就能发现一点端倪。

根据E=mc^2，这里的m为质量，E为能量，c为真空中的光速，约等于300000000米/秒。c的平方为很大的数字，所以很小的质量就能转化为巨大的能量，想要反过来转化的话，巨大的能量才能转化成一点点的质量。

所以常见的质量转化为能量是宏观现象，比如核弹爆炸，核电站，太阳发光等现象。当时在广岛爆炸的那颗原子弹相当于1.3万吨当量TNT的炸药，但是仅仅相当于0.9克的质量完全转化为能量。这什么意思呢，这意味着我们要将1.3万吨TNT炸药爆炸释放出的能量全部收集起来，才能在理论上转化出0.9克的质量。

所以，爱因斯坦的质能公式在现有的科学边界内是完全正确的。当然，现阶段我们几乎做不到大规模地将能量转化为质量，但是在不远的将来，我们一定可以发明出效率极高的质能转化机器。

来源: 原创