今天，我想和大家来聊一个有趣但严肃的话题，质量究竟是什么？

让我们从核爆炸说起：

提起核爆炸，我们总是不由自主地同爱因斯坦的著名质能方程式联系到了一起：

爱因斯坦质能方程

可是，核爆炸损失的那部分质量真的“变”成了能量吗？质量和能量理论虽说相对等价吧，不过你仔细一想这件事，还是怪异得很。

于是，我们要从质量的定义谈起了：

质量的定义是什么？

质量（mass）是物体所具有的一种物理属性，是物质的惯性大小的量度，它是一个正的标量。质量分为惯性质量和引力质量。自然界中的任何物质既有惯性质量又有引力质量。

狭义相对论中所谓的静质量又是什么？

所谓静质量也成为静止质量：对任一状态的物体，取一个惯性系K，使此物体相对此惯性系K静止，则在惯性系K中测量得到的物体质量被称为“静质量”。

创造质量的希格斯场

说实话，这个概念笔者也没理解，我个人认为，静止质量是一个相对的概念，自爱因斯坦提出这个概念起就争议满满，不过好在科学只用循序渐进地描述自然中的现象，而暂时不需要解释终极原因，就暂且把它理解为牛顿力学定义的那种质量吧，它的大小取决于我们选取的参考系。比如我们在地球上的某个精密实验室里测质量，把各种因素都包括进去，自然是把地面默认为静止的参考系。我们要做的也是通过实验测定这种静质量，研究它的变化比它本身的定义更加实际，别说静质量了，光是质量本身的意义，就够我们喝一壶了。

希格斯在大型粒子对撞机前

那所谓的静能量又是什么？

当物体的形状和大小对研究事物不作影响时，物体可以被看成质点，不论是巨大的天体还是小小的原子，只要在适合的条件下，都可以被看成质点。

研究引力时。对于地球来说，人造卫星就可以看成忽略体积的质点

质点的静能是复合体在质心静止时的能量：

铺垫打好了，让我们直入今天的主题：

我们知道，氘是一种常见的重氢原子，它由一个质子和一个中子构成，常温下的氘气是一种无色、无味的可燃性气体，它的主要的化合物为重水（D2O）：

氘比氢少了一个中子

我们引入原子物理学中的质量单位u：

质子由两个上夸克和一个下夸克通过胶子在强相互作用下构成

还有原子物理学中的能量单位MeV:

中子由一个上夸克和两个下夸克组成

我们的科学前辈通过理论模型指导和复杂的实验测定得到了质子和中子的静质量：

写成相对质量u是为了方便计数而已，它的单位还是kg

化学家们测定了氘核的静质量：

我们发现：

不要忘了——氘就是由一个质子和一个中子构成的！静质量居然不守恒！

这是为什么？“1+1”竟不等于“2”？

于是，爱因斯坦出现了，他说道：想要让一个质子和中子结合形成氘核，那么必须亏损一定的质量，看得见摸得着的质量不能直接“变”为为看不见摸不着的能量，这部分能量（质量）要以光辐射的形式溜到自然界里去了。

光电方程

零质量的光子具有动量，能携带能量，它是通过改变自身的频率做到这一点的。

光子

一般而言，质子和中子结合成任一原子核所释放的能量称为结合能。我们所说的核裂变之所以能进行，就是因为原子核的裂变的物理化学体系具有负的结合能，而能自动分裂的体系必须具有负的结合能：

设静质量M的大原子核能自动分裂成两个小原子核m1，m2，分裂后的两个核分别具有很高的速度v1，v2，根据狭义相对论，我们可以知道：

能量

这部分（M-m1-m2）c^2就是结合能，它先变成光能，然后再由光能变成热能，再然后就是我们想象的巨大爆炸了：

我们常见的光能转化为热能的东西：太阳能热水器

质量是什么？质量是如何转换为能量的呢？你明白了么？感谢你在百忙之中抽空阅读本文。喜欢就关注作者吧。