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长久以来，人们都认为能量就是能量，质量就是质量，这两者泾渭分明，不可混淆。但在100多年前，著名的物理学家爱因斯坦却使人们改变了这一看法，爱因斯坦指出，能量和质量其实是物质的不同属性，它们是可以互相转化的，并且有着非常确定的当量关系，可以通过一个简洁的质能方程式来描述。 我们天天都能感受到的来自太阳的能量，就是一个质量转化为能量的实例，根据科学家的计算，在太阳的内部，每一秒都会有大约400万吨的质量在核聚变反应中转化为能量。研究表明，所有核反应产生的能量，实质上就是来源于反应物在核反应过程所损失的质量，因此可以说，“质量可以转成能量”这种现象，现在的我们都是认同的。 然而“能量可以转成质量”却很难让人接受，因为这看上去就是传说中的“无中生有”，而我们似乎并没有看到过这种现象。那么能量到底能不能转成质量呢？这里先给出答案，事实证明爱因斯坦是正确的，能量确实可以转成质量，在过去的日子里，其实科学家已经观测到实例，下面我们就来讲一下。  我们都知道，原子是构成世间万物的基本单位，它是由原子核和电子组成，原子的绝大部分质量都集中在原子核内，而原子核又是由质子和中子构成。从更微观的层面上看，质子和中子是由夸克构成，质子包含两个上夸克和一个下夸克，中子包含一个上夸克和两个下夸克。 按常理来讲，一个质子的质量就应该等于其内部所有夸克的质量之和，但事实上却并非如此，科学家发现，质子内部的夸克总质量，只有一个质子质量的1%左右。那么质子为什么会多出这么多的质量呢？ 在质子的内部，夸克通过强相互作用力结合在一起，而传递强相互作用力的是一种名为“胶子”的粒子，它是一种没有静质量的规范玻色子，但其本身携带了能量。科学家认为，质子的这些多出来的质量就来自于质子内部胶子所携带的能量，而中子也是同样的情况（中子内部的夸克总质量只有中子质量的大约1.3%），因此这可以被看作一个“能量可以转成质量”的实例。  第二个实例来自于高能光子，科学家发现，如果一个光子携带的能量大于两个电子的静质量，那么当这个光子在与有质量的物质互相作用时，就可能会产生一个电子和一个正电子，同时这个光子本身则会消失。1933年，科学家就在云室实验中观测到了这一现象。 第三个实例则来自于欧洲核子研究组织（CERN）的强子对撞机(LHC)，科学家在实验中发现，在两个高能质子碰撞时发生的散射过程中有时会观测这样的现象：两个质子都没有改变，但是却产生了新的粒子，比如说“J/ψ介子”。  需要指出的是，“J/ψ介子”是由一个粲夸克和一个反粲夸克构成，而质子却是由两个上夸克和一个下夸克构成，这就意味着，在这种现象中产生的新粒子不是质子的“碎片”，而是由质子所携带的能量直接产生。 1997年，日本的“Tristan”粒子加速器观测到一种被称为“真空极化”的现象，何谓“真空极化”？简单地讲就是，强大的电磁场可以在真空中激发出正反粒子对。很显然，这也是一个“能量可以转成质量”的实例。  看到这里，可能大家会比较奇怪，为什么“能量可以转成质量”这种现象只有在微观的层面才可以被观测到？我们来看看爱因斯坦提出的质能方程式 E = MC^2，根据这个方程式我们可以得出 M = E/C^2，方程式里的C代表的是光速常量，可以看到C^2是一个很大的数字。 也就是说，需要非常大的能量才可以得到一点点的质量，举个例子，广岛原子弹释放的能量大约为1.3万吨TNT当量，而其损失的质量却仅为0.9克左右，那么反过来讲，我们需要将1.3万吨TNT爆炸的能量全部集中起来，才能产生大约0.9克的质量。显而易见的是，以我们人类目前的科技水平，根本就不可能做到这种程度的能量操控。  不过既然我们已经知道了爱因斯坦是正确的，能量确实可以转成质量，那么不出意外的话，在遥远的未来，人类很可能会真正掌握能量与质量之间的转换技术，从而一举成为宇宙中的高级文明。 好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见` |
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