質量可以轉化成能量，但是能量可以轉化成質量嗎？

06-11

我們都知道氫彈爆炸是由氫聚變所釋放的能量，這是質量轉變成能量的過程，但是原子序數到了鐵以上的元素時，聚變就不再釋放能量了，而是吸收能量，這就是能量轉變成質量的過程。我們生活中看到的金銀鉛這些元素都是通過遠古時期宇宙中的超新星爆炸或者恆星死亡所釋放出來的，吸收能量發生聚變，能量轉化成質量。

先說兩個概念，結合能指的是一個質子或者中子在聚變反應中合成原子核所放出的全部能量，某種元素的比結合能指的是它的結合能與這種原子的相對原子質量的比值。比結合能如果越高，那麼原子就越穩定，原子放出能量的潛能就更小，能量越低越穩定。而比結合能並不是無限大的，它在相對原子質量為55.85這個位置的時候達到最大值，也就是最穩定的狀態，就是鐵元素最穩定，所以我們知道在月球表面還有火星表面都含有大量的鐵，包括人體血紅蛋白中都含有鐵元素，這和鐵原子核的穩定性有很大的關係。質量數比鐵元素小的元素在聚變和裂變的時候都是釋放能量的，到了鐵元素不管是聚變還是裂變都需要吸收能量，並且聚變的反應條件要求非常高，只有一些大質量的天體在爆炸的時候可以實現反應。太陽上發生的是核聚變反應，氫元素聚變成氦元素再釋放能量，氫元素的比結合能非常低，能量潛能比較大，所以發生聚變相對來說容易，而鐵要聚變，這種天體的質量必須要達到太陽的50倍才有可能發生，所以目前太陽系內都無法完成這一反應。這時再看看你家裡的黃金製品，它們可能源於上億年前的大質量天體爆炸。

答：能量可以從一種物質傳遞到另一種物質，也能將一種（或幾種）物質轉化成另一種（或幾種）物質，但能量應該不能轉化成質量，質量也不能轉化成能量。愛因斯坦質能方程只能是物質具有的能量E與質量m的一個「關係式」，而不是能量與質量的「轉化定律」。在物質各種反應中能量和質量都應該是各自守恆的，否則，科學就會丟失正確的方向。

一、經典的質量和能量守恆

比如：在電解水生成氫氣和氧氣的過程中，水吸收了能量，使生成的氫氣和氧氣比水中的氫和氧具有更高的能量。在這個過程中，質量守恆，能量也應該守恆。

再如：樹木通過光合作用將二氧化碳轉化成碳和氧氣就應該是吸熱過程，因為我們燃燒碳（樹木）生成二氧化碳能放出大量的熱。

二、相對論的質量和能量守恆

愛因斯坦質能方程E=mc^2的m應該專指富含能量的核物質（比如鈾、氘和氚）。也就是，這個方程只是核物質所含能量的當量（姑且稱之為「核當量」），而不能認為是任何物質的m。比如5公斤水的能量決不能等於5公斤鈾的能量，5公斤鈾的能量也不能等有5公斤氘和氚的能量。如果要使它們能量相等，則需要提供足夠的能量讓原子核進行重組，使其成為同一類（核）物質。

比如，U235有92個質子和143個中子，我們可以想像用41個氘（D）和51個氚（T）經過「原子核重組」「生成」一個U，併產生巨大的能量E，相當於41D+51T=U235+能量E，這樣，「生成」的U在裂變和衰變時釋放能量E1，如將裂變和衰變物再「核裂變」成41D和51T則需要能量E2，這時應該有E=E2-E1。也就是，任何核裂變產生「新物質」釋放的能量，應該等於讓「新物質」進行「核聚變」轉化成「核裂變物質」所需要的能量；任何核聚變產生「新物質」釋放的能量，也應該等於讓「新物質」進行「核裂變」轉化成「核聚變物質」所需要的能量。因此，愛因斯坦相對論也是遵守「質量和能量都守恆」的。

質量也不會轉化成能量，能量也不會產生質量，但能量必須「附著」在各種物質上。許多物質和微粒都在「悄無聲息」地運送和傳遞著能量。「能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，只能從一個物體傳遞給另一個物體，而且能量的形式也可以互相轉換。」這就是目前人們對「能量」的認識；這也是本人對愛因斯坦質能方程的能量和質量守恆的理解和解釋。不妥之處敬請博友批評指正，也希望博友提出自己的看法和疑問。

感謝邀請。

首先，先來解釋一下，質量轉換為能量的問題。這裡「轉化」這個詞不太妥當。大家知道宇宙中任何物質都遵循質量能量守恆定律，根據愛因斯坦質能方程E=mc2，我們知道在某種條件下其質量多少發生了變化，那麼在這個過程中必然伴隨著能量的變化（c指光速，E是指能量的變化量，m是指質量的變化量）。而其中最鮮明的例子就是在核反應過程中，伴隨著原子核的質量虧損，放出了傳說中的原子能也就是我們常說的核能。

在這個過程中的質量虧損指的是原子核損失的質量m從核反應的系統中脫離到外界，而並不是從宇宙中消失湮滅，而放出的能量E也是原來核反應系統中所具有的能量，只是伴隨著m離開系統而放出。但是，在大爆炸理論中則是正反物質相遇後湮滅，而放出能量。因此我認為說轉化這個詞感覺欠妥。

其次，我們再來探討一下能量轉化為質量的問題。對於這個問題我認為目前是沒有定論的。

第一，我們要知道常規能量是不能轉化為質量的，而只能在各個物體之間轉移和各種能量形式之間轉化。第二，對於能量轉變為質量目前觀點有兩種。第一種是要求極高的能量熱量。而咱們目前的核反應能量根本達不到那個水平。

理論上，在宇宙大爆炸瞬間產生的能量是可以滿足的，而後再通過能量的減小擴散冷卻，能量才會轉化為物質。第二種就是藉助於現在還不可知的暗能量或者反物質。因為這二者與現存的物質能量還有理論現存的正物質有著相反的性質，因此存在著能量向質量轉化的可能。

故結論就是能量在理論上是可以轉化為質量的，但現在的科學水平無法通過實驗去加以證明。

當然可以，不但可以，而且我們宇宙中所有的物質的質量都是通過能量轉換過來的。

現在宇宙形成的主流理論就是大爆炸，大爆炸開始的時候宇宙溫度非常高，首先產生了大量的高能光子，這些光子相互碰撞就按照愛因斯坦的質能公式產生了高速運動的夸克、膠子、電子等基本粒子及其反粒子，可以說是高溫的基本粒子漿糊，還不是我們今天說的物質。到了大爆炸後大約一萬億分子一秒的時候，宇宙的溫度冷卻到了大約一千萬億度，夸克、膠子和電子及其反粒子就開始冷卻形成了質子和中子，這就是最初始的物質。大爆炸後大約10秒，溫度約30億度，這就是宇宙的核合成時期，質子和中子就會結合形成氫、氦類穩定輕原子核（化學元素），其他輕原子核也會形成一點，但是非常少。當宇宙冷卻到10億度以下，也就是大爆炸大約三分鐘，就不能再產生新的原子核了。所以我們宇宙中的物質基本上都是在宇宙大爆炸之後三分鐘以內形成的。

當然今天我們宇宙中的物質並不僅僅有氫、氦類穩定輕原子核，其他的元素主要都是在恆星的中心通過輕元素合成重元素的核聚變過程形成的，這種過程能夠產生一直到鐵這樣的重元素，而核聚變過程中釋放能量的過程就是恆星內部的能源機制。此外，超新星爆發的過程中也會產生一些比鐵更重的元素。

我們下面看看能量轉化成質量的具體過程。

愛因斯坦的質能公式E＝mc2反過來寫就是m＝E/c2，也就是能量可以轉換成為物質，因此一對伽馬射線光子，只要它們的能量加起來超過兩個電子的靜止質量，根據E＝mc2對應的能量，就能夠產生一對電子和正電子。不過實際情況要略微複雜一點，要求的是在兩個光子的動量中心的參考系裡面（在這個參考系裡面兩個光子的動量之和等於零），它們的能量之和超過兩個電子的靜止質量根據E＝mc2對應的能量，這樣就能夠同時滿足能量和動量守恆，當然也滿足電荷守恆，就能夠產生一對電子和正電子了。

正是由於伽馬射線光子的這個性質，我們在地球上無法探測到宇宙很遠處的高能伽馬射線光子，因為這些光子會和宇宙微波背景輻射光子以及恆星和氣體發出的紅外光子作用產生電子和正電子對。讀者可能很奇怪，宇宙微波背景輻射光子和紅外光子的能量很低，怎麼也會用來產生電子和正電子對呢？原因就是上面說的，只要在兩個光子的動量中心的參考系裡面它們的能量之和足夠大就行。所以，儘管宇宙微波背景輻射光子和紅外光子的能量很低，只要伽馬射線光子的能量足夠高就可以做到了。當然，如果伽馬射線光子的能量很高，它們還能夠產生很多其它的正反粒子對，只不過最容易產生的就是電子和正電子對而已，這些都已經有了大量的實驗和觀測證據，並不僅僅是理論推測。實際上，兩個光子相撞產生正負電子對的過程也可以在實驗室中實現，而且已經實現了。

最後聲明：由於太忙，我沒有時間讀我回答後面的評論和發給我的私信，當然也無法回答評論裡面提出的問題和回復私信。如果您希望我回答您的問題，請在悟空問答提出，然後邀請我回答，我會在方便的時候挑一些問題回答。謝謝！

這個是當然的，物質本身就是活動範圍受到限制的能量。

能量到質量有一個中間態，就是光子，光有波的屬性，有有粒子的特性，科學家很迷惑，乾脆叫波粒二象性。而直到現在科學家也弄不清楚光到底是能量還是物質？

其實這個世界除了能量和信息，什麼都沒有。古人早就理解這一點，把能量叫氣，信息叫靈，把大千世界叫氣靈世界。佛家也很清楚這一點，把能量叫光，信息叫音，光音世界。

而世界二字，世代表時間，界代表空間。空間是能量的容器，時間是信息的容器。能量在空間中有幾種存在形式呢？

能量有四種存在形式，按照能量等級從低到高分為：粒子存在，波動存在，光輻射存在，場能存在。

1.粒子存在：能量最弱的存在形式，能量在很小的空間內以極小的半徑旋轉，運行半徑大小即是粒子的大小。電子，質子，中子在此例中。這些粒子本身並無實體，在互相作用中保持合適的距離，本質是一團能量。

2.波動存在：能量大到打破粒子的穩定狀態，以波的形式傳播開來。如聲波，機械波，傳播速度取決於粒子的屬性，即介質的結構。

3.光輻射存在：能量強大到超過空間限制，在時間和空間的縫隙中傳播，達到空間位移最大速度光速。光，電磁波，輻射波等在此列。這些能量是超過空間限制逃逸出來的能量，原子核被激發，定點能量不斷增強導致能量密度超過空間極限而激發，這是逃逸能量，就好像逃逸出地球的衛星一般，不再作為穩定旋轉的粒子存在。

4.場能存在：能量超越空間和時間，達到場內瞬時傳播。引力場，電磁場在此例。場速理論上趨於無窮大，其類似於量子糾纏一般，只要是在同一個場內就能發生瞬時影響，這是一種勢能量，是能量的在空間和時間共振的結果。

前段時間發現的引力波就是勢能也就是場能的反映。不同於機械波僅僅扭曲空間，引力波同時扭曲時間和空間，也是目前發現的能量的最高形式的存在。

綜上，我們可以通過激發，不斷讓能量升級。例如，加熱原子，讓原子運行範圍擴大，變成液態氣態，繼續作用，讓原子共振升級為波能量，再用激發的方式讓原子湮沒為光釋放出來，最後讓光子成為黑洞。

而想創造物質，就讓能量不斷降級，黑洞不斷填滿為白洞，釋放發光，光被黑色吸收變為熱，熱能振動能變為物質的方法我們還不知道，但不是說就無法做到。理論上是可行的，但是應該會比較複雜！

以上的知識並非是哪個科學家或者是什麼論文所描述，而是道藏中的記載，內容廣泛參照道德經和莊子的內容，希望未來科學家能按照中國道家的這套思路去實證！

西方科學家是非常喜愛道德經這本書的，以此得到了非常多的啟發，道德經的世界觀是自洽的，完備的，至今的科學都在不斷證實而沒有違背，我們不得不驚嘆於古人的智慧。

今天我或許會被很多人質疑，但我把理論放在這，過了十年甚至百年，希望科學進步之後來證實或證偽，但我是有自信的，希望大家共同為證。

宇宙是脈動的，不是爆漲的。宇宙中的一切物體都在以各自的不同方式進行著衰變，失去質量，同時向外以光.電.力.磁.等方式釋放能量，有爆脾氣的如恆星超新星等，有溫柔的如矮星行星等。這就導致宇宙空間內部的能量壓力持續補充增強，從而使宇宙空間呈現氣球式膨脹開來。能量的釋放會導致宇宙微波背景輻射不段增強，但空間的膨脹又會導致宇宙微波背景輻射持續減弱。從宇宙加速膨脹這點來看，宇宙微波背景輻射是處於加強狀態的，也就是說宇宙內物質釋放能量的強度大於宇宙膨脹的加速度。

在宇宙微波背景輻射的環境中，在各種光.磁.力.電等作用下，各種基本粒子被量子效應創造出來，在極其複雜的因素作用下形成了質子和中子，並最終形成了氫原子。數量極其微少，以至於不能被覺察和觀測，但從整個宇宙空間來看，數量又極其龐大。它們是宇宙孕肓恆星的星雲的源泉，也是宇宙暗物質的本來面目。

這種物質生成效應會根據宇宙空間中恆星密度，力場強度等各種因素而產生差異。也就是說這種物質生成效應與星系及星系團相伴生，在這些區域物質產生極多，而沒有星系及星團的空域物質產生極少，從而形成不均勻分布狀態。當然星系在空間中的位移也能對其分布產生干擾。

這種生成氫原素，在生成星雲，再最終生成恆星向外釋放能量的過程極其緩慢，同時隨著宇宙的膨脹持續變慢，因此它不能支持宇宙永遠膨脹下去，總有一天宇宙會在引力的作用下膨脹會減慢，之至停止並轉為收縮，收縮呈加速狀態，與此同時，宇宙微波背景輻射在加強，物質的生成在加快，恆星的產生在增多，物質向外釋放能量的速度在加快，並最終使宇宙收縮由加速轉變為減速，在一個平衡臨界點處停止，從而開始了新的輪迴。那些比宇宙更古老的星體就是上一個輪迴留下的產物，它們普遍分布在各大星系的內部也就不足為奇了，畢竟要它們自行衰變消失要經歷幾萬萬億年，真不知能經幾個宇宙輪迴，因此在宇宙中不論發現多麼古老的星體都不足為奇。

這個問題，有兩大觀點相反的分歧。我認為，解讀「質能方程」的本來意思，是本題關鍵。

大家知道，E=mc2，或者ΔE=Δmc2，來自m"=m0/√(1-v2/c2)。這兩個公式的本質一致。

其中，Δm=m"-m0，m"是「相對質量」或者叫「表觀質量」。m0是「固有質量」或者叫「絕對質量」。

假設，飛船攜帶質量m0=1kg的砝碼，有三種情況：①在出發前，砝碼的速度v1=0，相對質量m1=m0=1kg。②在太空中，砝碼速度v2=10000m/s，相對質量m2=1√(1-1.1×10-^7)，相對質量比固有質量略大一點。③回到地面，砝碼速度v3=0，相對質量m3=m0=1kg。

可見，質能方程的背景意義是：相對質量的增加，只是觀察者的視覺效應，固有質量似乎沒有增加，ΔE其實是砝碼m的動能。

因此，質能方程的本意，質能互換定律是不存在的。只存在①質量②能量③動量④電荷的轉換與守恆定律。有幾個注意點如下：

注意一：把虧損的質量轉換為巨大的核能，是一個誤解。核裂變方程的左右質量是恆等的，釋放的能量來自核子間的結合能，而不是來自質量虧損。

▲核反應方程，不存在質量虧損

注意二：把「宇宙大爆炸」假說作為質能轉換的依據，是不靠譜的，也沒有這樣的實證。

注意三：植物的光合作用，也不意味著質能轉換。因為CO2+H20+紫外線→CHO只是一個示意方程，具體很複雜。

▲光合作用——無機態變有機態——很複雜

注意四：湮滅反應±e→±γ+Q不能證實質能轉換，即使有定量方程，也是粗糙的。光子究竟是什麼，迄今還是一個歷史懸案。

▲大多數科學家並不承認反物質理論

注意五：大量證據表明，任何物質的終極分解，皆為電子、質子、中微子，這三種不可分割的基元粒子。

謝謝邀請。一個運動物體由於其運動而具有了能量。但愛因斯坦發現，一個物體靜止不動的時候同樣具有能量。物體內靜能量的數量依賴於其質量，並以公式E=mC2（質量m乘以光速的平方C2）求出能量E。這就是愛因斯坦質能方程。能量和質量可以互換。

質量變成能量很典型的例子就是核聚變反應，較輕的元素合成輕重元素，要「損失」一部分質量，這部分質量就轉化成了能量。

能量轉變成質量的例子便是大爆炸的假說。但是這個仍然是假說，大爆炸不可能得到實驗證明。在大爆炸年表中，從奇點到普朗克時間形成夸克的這個過程，就是隨著能量密度下降，能量轉化為基本粒子的過程。雖然宇宙大爆炸不可能用實驗重現，但大型強子對撞機（LHC）所做的工作，就是利用高速運動的強子碰撞形成的高能量密度，模擬宇宙誕生初期的環境，從而觀察在高能量密度中產生的粒子（即能量與質量的轉換），以及驗證相關的物理定律。

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大型強子對撞機

答案是肯定，通過愛因斯坦的質能方程式我們得出，質量就是能量，能量就是質量。

能量產生質量再實驗中就能發現，加速一個電子，當電子速度達到一定速度後，質量就會增加，這也是為什麼物體無法達到光速。由此可見，宇宙中的事物都是由能量產生的。

對於萬事萬物，我們都想到質量從何而來？

從質量的探討，經過了上百年的討論，從培根對質量的解釋就是物體所含物質的多少。到牛頓提出的慣性力，慣性質量。再到愛因斯坦狹義相對論中對質量的探討--質能方程。這些無一都想探討出質量究竟為何物？質量究竟如何誕生？

隨著現在科學水平的提升，1964年，英國物理學家彼得·希格斯發表了一篇學術理論文章，提出一種粒子場的存在，預言一種能吸引其他粒子進而產生質量的玻色子的存在。他認為，這種玻色子是物質的質量之源，是電子和夸克等形成質量的基礎，其他粒子在這種粒子形成的場中游弋併產生慣性，進而形成質量，構築成大千世界。

希格斯玻色子即上帝粒子，是64中基本粒子中最為神秘的一位，科學家耗費了無數心血和資金，終於在2012年7月2日，美國能源部下屬的費米國家加速器實驗室宣布，該實驗室的數據接近證明被稱為"The God Particle"的希格斯玻色子的存在。

能量當然也可以轉化成質量，而且是實實在在的靜止質量。這裡既不舉宇宙大爆炸之久遠的例子，也不說黑洞之玄乎的例，只說目前人類可操作的兩個能量轉化為靜止質量的重要實例：

1.伽瑪光子對（無靜止質量）碰撞轉化為一對正負電子。這個實例早就由正負電子對碰撞實驗證實。

2 .核反應，如用高能粒子將一個氘核打開成質子和中子各一個，質量虧損解除了，靜質量增多了。這是動能轉化為靜質量的強有力證明！