在上一篇文章《为什么物体的速度无法超过光速？光又为什么能达到光速？》里，我直接把相对论里运动物体的质量公式丢出来了，以此告诉大家一个物体在运动的时候它的质量是会不断增加的，而且随着速度越来越接近光速，这个质量会慢慢增加到无穷大。所以不论你用多大的力，多大的能量去给物体加速，它都只能无限逼近光速，而无法达到光速，更别说超光速了。
然后，有很多非常好学的读者好奇这个公式是怎么推导出来的。这个，怎么说呢，这个公式以后肯定会给大家一步一步推导出来的（怕错过的关注我的公众号长尾科技就行了~）。大家看到我公众号里相对论的文章列表，里面分了几个区：理论篇、杂谈区和问题区，相对论的这些理论公式我会在理论篇里一步一步按照步骤给大家推。因为整个狭义相对论都是基于光速不变和相对性原理，我在后面会只通过光速不变这一个条件，慢慢把相对论里时间、长度、质量的公式都一步步有条理的推出来，所以这个大家先不要急~
因为上两篇文章讲的相对光速和光速不可超越是应读者的邀请，把这两个问题讲清楚，这属于问题区的文章，所以不在理论篇的节奏里面。如果大家还有什么代表性的问题，在公众号长尾科技里问我，我还是会偶尔在问题区继续写一些相对独立的文章。这个大家相互谅解一下~
看似平常的质量
在上一篇文章里，解决光速极限的核心就是运动物体的质量公式：
很多人看到这个以后开始对质量这个概念感到好奇，甚至是困惑，这是一直以来我们理解的那个质量么？
为了让大家更好的理解这些东西，我觉得有必要跟大家好好聊一聊质量这个事。
引力质量
在初中高中物理里，老师告诉我们质量是物质的一个基本属性，它不会改变，如果你想测一个物体的质量，直接把这个物体放到称上称一下就行了。我们从小称自己的体重，在超市、菜市场里买菜、买肉、买糖果都是这样称的。
我们再来仔细分析一下用称称重量的原理：为什么用称可以称出物体的质量？因为物体在称上面静止的时候，称受到的压力其实等于物体的重力，也就是物体受地球的引力，我们把这个地球对物体的引力测出来了就可以根据重力加速度去反推他的质量。
有的人可能有点不服气：凭什么说我用称称的只是物体的引力，我偏要说称的直接就是质量。那好，我们假设一下你把一个苹果和称都带到月球上，因为月球上的重力大概只有地球上的六分之一，你觉这个苹果在地球上和在月球上通过这个称的读数会一样么？如果你还不信，那么我们在极端一点，我直接把这个苹果和称都放在太空上，放在中国的空间站天宫二号里面，在太空里物体都悬浮起来了，一个苹果放在一个称上面，你觉得称会有读数？称的读数肯定是0，难道苹果的质量在太空里变成0了？
显然不是。质量是物体的一个基本属性，怎么会说没就没了呢？在太空里物体的质量不会发生改变，发生改变的只是物体的重力，或者说是地球对物理的引力。称在太空里没有读数只是因为太空里没有引力了。
所以，称确实是通过地球引力来称出物体的质量的，所以我们把这种质量叫引力质量。
惯性质量
有人看到这个小标题估计都奇怪，惯性质量？质量就质量，上面说了一个引力质量，我服了，怎么这里还有一个惯性质量？
我记得我们在初中学习物理的时候，老师会花很大的篇幅给我们讲惯性这个概念。有什么直观的例子让你去感觉惯性呢？
你坐在一辆汽车上，汽车突然急刹车，所有的乘客都会往前倾，搞不好还会摔跤。这是为什么？答：惯性！
衣服上有很多灰尘，你想把灰尘弄下来会选择去拍衣服，为什么？答：惯性！
在跳远的时候要选择助跑，为什么？答：还是惯性！
为什么惯性在牛顿力学里这么重要？因为牛顿运动三大定律里，第一定律就是惯性定律，低二定律惯性的一个量化，你说重不重要？
牛顿第一定律告诉我们：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。而牛顿第一定律又叫惯性定律，物体这种死活要保持匀速直线运动或者静止状态的特性就叫惯性。惯性的英文单词是inertia，它跟惰性是同义词，简单的说：就是懒！就是，世界上所有的物体都天生不喜欢改变自己的运动状态，因为它懒，没有外力来胁迫它改变，它绝对不变（坐吃等死，不求上进~）。
牛顿还告诉我们：物体惯性的大小只跟物体的质量有关。要注意这个“只跟”，是“只跟”不是“跟”，就是说质量是衡量惯性大小的唯一度量。
然后牛顿在大名鼎鼎的牛顿第二定律里给出了惯性的量化表示：F=ma。F是合外力，a是物体的加速度，加速度是什么意思？加速度就是说物体的速度要变化了，加速度越大物体的运动状态变化的越快。而这里的这个m，我们都知道是质量的专有符号，以前学物理的时候也知道这确实就是质量。而这个质量，就是我现在要说的惯性质量。
引力质量VS惯性质量
明明都是质量，为什么还要分引力质量和惯性质量呢？因为他们确实是完完全全不同的两个物理量。
我们再来想想：引力质量是用来表征物体在一个引力场里受引力大小的一个物理量，而惯性质量是表征物体运动状态改变的一个物理量。一个是引力的大小，一个是运动状态变化的快慢，这两个东西除了名字里都带有一个质量以外，完完全全彻彻底底是两个不同的概念。
爱因斯坦为说了一句非常有名的话用来区分引力质量和惯性质量：“地球以重力吸引石头而对其惯性质量毫无所知，地球的‘召唤’力与引力质量有关，而石头所‘回答’的运动则与惯性质量有关。”
大家在高中物理分析自由落体运动的时候都遇到过这样的场景：因为物体所受的合外力为地球的引力，这个这个引力提供物体下落的加速度，所以我们会很自然的写下：
然后我们很优雅的把左右两边的物体的质量m给约去了，约去了是什么意思？就是说我认为这两个物理量是一样的，大小完全相等，如果是矢量方向也得一样才能约去。我们把左右两边的质量m约去了，就是说我认为物体左边的惯性质量m跟右边的引力质量m是完全一样的。
真的是一样的吗？有何凭据？谁给你的勇气？梁静茹也不敢吧。
爱因斯坦的考量
在牛顿力学里，我们像上面那样把惯性质量和引力质量直接给约去的例子数不胜数，难道那个时代的科学大师们不知道引力质量和惯性质量不一样吗？
当然不是，这是明显两个不同的概念，但是他们测实验测量的时候发现这两个质量是成正比的，成正比在物理学家眼里跟相等是等价的，他们通过调整一下单位制和一些常数就可以让两个城正比的量完全相等。比如，牛顿根据单摆周期的测量发现，周期只与摆长有关，而与摆锤的质量和材料无关。这些结果都表明，任何物体的引力质量与惯性质量之比都是一样的。
但是，在牛顿的眼里，引力质量和惯性质量相等仅仅是一个巧合，仅仅是纯数字上恰好相等罢了。
而到了爱因斯坦那里，在经过一系列的深思熟虑之后，爱因斯坦认为惯性质量和引力质量的相等绝不是巧合，而是有更深层次的原因。于是爱因斯坦大胆的认为惯性质量和引力质量是等价的，这个表述就跟常见的等效原理的表述（局部引力场和加速度等效）是等效的。而等效原理的思想是爱因斯坦发现广义相对论的钥匙和核心，这是后话~
后话
很神奇吧，从普通的质量概念里区分出引力质量和惯性质量，而这两个质量的内在联系居然成了后来开启广义相对论的核心钥匙。现在我想请大家回忆一下，自己在刚刚接触牛顿第二定律（里面包含惯性质量）和万有引力定律（里面包含引力质量）的时候，是否曾经怀疑过这两个质量是不同的概念，有没有一瞬间你觉得直接把这两个质量给约去是不太靠谱的，如果有，那恭喜你，说明你具备成为一名优秀科学家的素质。
当然，绝大多数的物理老师根本不会跟你说牛顿第二定律里的质量和万有引力定律里的质量是不同的两个概念，你能把它们约去仅仅是因为一个巧合。你也必须把它们约去，因为那些精巧设计的计算题你不这样做就解不出来，教科书里都这样做的那还能有错？
