人类已经能够按照E=mc^2将质量转化成能量，但能否反过来用能量生成1g质量呢？ _mc

理论上可以，而且如今我们见到的宇宙万事万物都是能量转化为质量（物质）的结果。宇宙在诞生初期没有任何物质，只有纯能量，而之后的物质都是由能量转化过来的，这不就是能量转化为质量最好的见证吗？

为何如今人类很难做到把能量转化为质量呢？

很明显，人类在大自然面前太渺小了，大自然的力量是我们无法想象的。有些人经常这样问：人类科技已经能制造原子弹了，为何制造不出一粒米？

原子弹是人类科技产物，一粒米是大自然产物，两者没有任何可比性！

【人类已经能够按照E=mc^2将质量转化成能量，但能否反过来用能量生成1g质量呢？】理论上讲，能量转化为质量的过程就是转化为能量的逆过程，这意味着需要极其庞大的能量才能转化为极少的质量，更重要的是如何操控如此庞大的能量，而是这个过程中需要的很可能不仅仅有能量！

拿核聚变为例，核聚变过程中除了纯能量，还有中微子，正电子等产生，这也意味着，把这个过程反过来，除了有纯能量，还需要有中微子，正电子等物质的参与！而且，纯理论分析，比如有恰到好处的能量才可以！

想想大自然的力量该有多么恐怖，它用能量制造了如今我们所见到的一切，而如今的人类连一粒米都制造不出来！

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这个问题其实并非那么简单。人类已经能够按照爱因斯坦的质能方程将质量转变成能量，表面上看是对的，但是如果将核裂变反应产生的所有粒子收集在一个完全封闭的空间内，你会发现，用爱因斯坦的质能公式m=E/c^2(光子能量E=hv)推算，质量与裂变前无任何损失。同样正、反物质湮灭后产生的光子收集起来推算，也是无质量亏损。

这些所谓损失的质量是以一些看不见的中微子，伽马射线等高能粒子等形式在开放空间消失了。

其中的根本原因就是不存在所谓的纯能量，能量是物质、基本粒子的基本属性，不存在没有物质结构的纯能量。

另外，也根本不存在所谓绝对静止的静态质量，从根本上说，所谓的静态质量也是相对的，相对论本身就推翻了绝对静止的时空。特别是微观粒子，光子、独立运动的电子和质子等微观粒子的静态质量根本就没有一个恒定的值。正因为如此，在粒子物理研究中新发现粒子的质量都用能量值（GeV电子伏特）表示的。

因为这些有量子特性的微观粒子，根据量子力学原理根本不可能做到对参照系的绝对静止。所以对于独立于（惯性系）或脱离系统的微观粒子的质量只能用（m=E/c^2）粒子的能量推算！

有些人错误的把静态质量为零的光子看成纯能量，而光子显然是有物质结构的基本粒子。宇宙中不存在没有物质结构的纯能量，能量必须附着在物质上。

因此，质量亏损产生能量的说法严格地说是错误的。

很明显，反过来能量产生质量这种说法也是不科学的。能量守恒，质量也是守恒的，如果质量不守恒，能量如何守恒？质量不守恒，动量也不可能守恒。正确的能量表达方程是这样的：E^2=（mc^2）^2+（pc）^2

现在，有很多人错误的认为物体有所谓的运动质量（相对论质量）

m'=m0/（1-（v/c）^2）^0.5，有质量的物质之所以不能达到光速，是因为那个时候质量会变得无穷大。

其实这种将物质质量和能量、动量分离的演绎是完全错误的，对此爱因斯坦本人并不认同，爱因斯坦根本就没有发表过质量的相对论公式，认为这是群众（不知道爱因斯坦是不是说的民科的意思）的相对论观点，表示这会混淆质量的定义。质量还是和能量和动量结合考虑比较好。

爱因斯坦在广义相对论里提出引力质量与惯性质量等效的观点，根本没有提相对论质量。

之所以有广义相对论和狭义相对论，爱因斯坦是认为狭义相对论成立是有条件的，不能适用于时空“弯曲”变化的情况。

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人类已经能够按照E=mc^2将质量转化成能量，但能否反过来用能量生成1g质量呢？

我们在日常生活中经常能听到或者亲身目睹物体的质量“转化”为能量的例子，比如木材的燃烧、通过核裂变释放能量来发电等等，而我们每天能看到的太阳，其之所以发光发热，也是由于内部时刻发生着核聚变反应，通过“亏损”的质量形成了源源不断的能量。但是，反过来，我们却看不到由能量生成物质的案例，这是为什么呢？

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质能方程的提出

要解释上面的问题，我们还得从质能方程谈起。质能方程大家再熟悉不过了，它是由爱因斯坦在提出狭义相对论时，所推导出来的一个结论。在狭义相对论诞生以前，人们对于宇宙状态的认知，还是将其确定为一个静态、均匀、没有边界的状态，光线在宇宙中的传输速度是无限大。而且在经典力学的框架下，在不同惯性参照系内，物体的运动速度呈现简单的叠加关系。

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不过，麦克斯韦另辟蹊径，从电磁学的角度提出了麦克斯韦方程，继而推导出光速只与真空中的介电常数和磁导率有关系，而且与参考系的选择没有关系，这就与经典力学产生了矛盾。受到麦克斯韦方程的启发，爱因斯坦在牛顿经典力学的基础上，提出了两条基本假设，即相对性原理和光速不变原理，据此形成了狭义相对论体系，将物体的运动与时空进行了统一，认为物体的运动会直接改变所处的时间和空间。

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根据以上两条假设，通过洛仑兹变换，可以推导出物体在不同惯性参照系下运动，所观测到的关于时间、空间和质量变化的对应公式，即著名的钟慢方程、尺缩方程和质增方程。

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对于质增方程来说，其表达式为：m=m0/√(1-v^2/c^2)，当物体的运动速度越快，则其运动质量就越大，物体的运动速度趋向于光速时，则物体的运动质量就会无穷大。在此基础上，爱因斯坦运用动能定理和动量定理，可以进一步推导出物体所具有的能量与本身的质量之间的关系，其表达式为：E＝m*c^2-m0*c^2，人们通常将其简化为E＝m*c^2，这就是著名的质能方程。

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质能方程的含义

根据简化后的质能方程，人们很容易联想到既然这个等式存在，那么有多少质量就可以转化为多少能量，有多少能量也可以转化为多少质量，其实这么理解是不准确的。质能方程的本义是将物体所具有的质量和能量进行了统一，质量和能量之间是一种对应关系，都是物质所具有的基本属性，我们可以用质量来描述一个物体，也可以用能量来描述一个物体，它们的本质是相同的，并不是说是“转化”的关系。

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以木材燃烧为例，如果在一个完全封闭的系统内完成这个燃烧实验，那么参与反应的物质总质量，与反应后剩余物质和新生成物质的总质量是有微小差异的，“损失”的那部分质量，则以热量的形式，通过密闭容器与外界环境之间的热交换而被带离了这个封闭系统。按照质能方程，我们可以理解为这部分散失的热量也能够对应着一定的质量，这个质量将与系统内反应前后“损失”的质量相一致。

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再以质子和中子聚变形成氘为例，在此聚变反应的过程中，所生成的氘与反应前的质子、中子质量相比，也会有一定的质量“损失”，这部分损失的质量，是以伽马光子的形式释放出去的，同样遵循着质能守恒定律，结合爱因斯坦质能方程和光电效应方程，反应前后的质能变化表达式为：m质*c^2+m中*c^2=m氘*c^2+hv*c^2，其中h为普朗克常量，v为光子的频率，从中我们可以看出，反应前的质量，将与反应后氘的质量和光子的能量相对应，严格意义上来说，质量并没有亏损，而是变化的静止质量全部等效为光子的运动质量了。

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如果在上述两个实验中，我们拥有着一个可以完全隔绝与外界进行能量交换的实验系统，以及一个可以精确测量质量和能量的仪器，那么通过测量反应前后系统内的总示数，将发现示数是完全相同的。

能量→质量？

既然物体的质量和能量是一种对应的关系，那么无论是质量和能量，都将是物体的表现形式，质量可以用能量来表示，能量也可以用质量来表示，只不过我们在现实宇宙中所认知的物体，下意识的都是以实体的“质量”来衡量的，因为“纯能量”的状态我们难以观测到，也很难理解而已。

至于能量能否“转化”为质量，理论上肯定是可以的，因为二者都是物体的存在表现形式，但是物体从能量变为质量，必须在极其特殊的环境，只有在非常高的温度或者压力环境下，能量才可以推动形成基本粒子。

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说到这里，不得不提一下宇宙大爆炸，科学家们根据哈勃观测到的宇宙膨胀事实，反推出在138亿年之前，现有宇宙中的所有物质都来源于一个质量无限大、温度无限高、体积无限小的奇点，宇宙中没有任何的物质和空间，在量子涨落效应的作用下，奇点的对称性在某一时刻发生了“破缺”，于是就发生了大爆炸，纯能量转化为各种正反粒子，绝大部分的正反粒子又瞬间相遇，释放出能量，这个时候的温度足以达到万亿度级别。