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首先，我们需要区分质量和物质。质量是一个可测量的量，与力和动量等概念相关。物体质量越大，以同样的速度加速所需要的力就越大。 在我们对物理的理解中，物质不一定像我们认为的那样容易定义。物质不一定是固体(可以是液体、固体、气体或等离子体)，甚至也不一定是“有形的”(中微子是物质，但它们几乎像幽灵一样穿过一切)。 用现代物理学定义物质的最好方法是说它具有以下特性: 它由费米子组成，基本粒子有“半整数自旋”。虽然基本粒子并不真的“旋转”，但这是一个有用的解释，因为它们确实携带一定量的“角动量”，足够的角动量会导致物体旋转。 它们被限制在低于光速的速度。 它们不动的时候会有质量。 没有两个费米子可以占据完全相同的量子态。例如，两个在原子周围振荡时携带相同能量的电子不可能有相同的自旋。所有的电子必须有相同的自旋量，所以它们必须以相反的方向自旋。 为什么区分质量和物质如此重要？因为能量不能被物理转化成块，但是它能被物理转化成物质。 E=mc^2方程没有告诉我们质量和能量可以在物理上相互转化。相反，它说他们实际上同一的，区分它们是没有意义的。为了方便起见，我们用一个单位制来表示质量，用另一个单位制来表示能量，但它们实际上是同一个单位。 例如，当原子吸收中子时，它会释放伽马射线(能量)。伽马射线的损失将导致原子的实际质量下降。这一现象在2005年被证明精确到0.0004%。此外，如果这种伽马射线被不同的原子吸收，它将导致原子的质量增加。 当然，关于E=mc^2有一件重要的事情要认识到，c是光速，一个非常大的数字。所以我们会考虑少量的质量，我们会考虑大量的能量。但是，同样，能源全部它的形式是质量和质量全部它的形式是能量。 一些人错误地认为质量-能量等效违反了质量和能量守恒定律，把它们改写成解释一个人如何变成另一个人的新定律。相反，它解释了质量和能量都不能被创造或摧毁，但它们是同一的。 定义也很重要能源本身当然。像质量一样，能量不是一种机制或某种粒子，而是一个可测量的量。能量衡量系统做功的能力，做功被定义为力乘以距离。 当你把一块巨石推上山时，你通过工作将能量从食物转化为运动能量，称为动能。巨石与地面摩擦时，会将动能转化为热能。它通过在地面上做功来实现这一点，将能量转化为数十亿个微小原子的动能。 我们学到的是，我们也可以将能量转化为物质。这是每天在粒子加速器中完成的。粒子被加速到接近光速，因此它们积累了相对大量的动能。粒子然后相互碰撞。这种碰撞将动能转化为物质，这就是我们如何能够发现各种新的基本粒子。 希望现在你能明白为什么我们做出奇怪的评论，即物质粒子在不运动时有质量，这被称为“静止质量”因为能量和质量相等，运动产生动能，所以运动产生质量。 同样，物质可以转化为能量，这就是核弹和发电厂的工作原理。 |
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