E=mc∧2，如此簡潔的公式，卻蘊含著深刻的道理，這就是質能方程，它是從狹義相對論中推導出的結論。愛因斯坦用光速這個常數，便將質量和能量這兩個物理學中非常重要的物理量聯系起來，表明質量和能量是等價的。

光每秒能跑30萬公里，數值非常大，它的平方自然是一個十分龐大的數字，這也意味著很小的質量中就蘊含著非常龐大的能量。數據顯示，僅1千克鈾235全部裂變，就相當于燃燒2000噸煤所釋放的能量，而這一裂變過程僅丟失了不到0.1%的質量。

這里順便提一下，核彈的發明與質能方程沒有多大關系，當然也與愛因斯坦沒有多大關系，愛因斯坦只是在二戰期間曾經建議美國要趕在德國之前研制出原子彈。僅知道一個質能方程，人類也只是知道物質中蘊含著巨大的能量，至于怎么利用，卻不知道，這樣根本發明不出原子彈，原子彈依靠的是鏈式核裂變反應。況且，就算愛因斯坦沒有提出質能方程，人類也能夠發明核彈。

核彈能夠釋放出巨大的能量，就是因為核反應過程中存在較大的質量虧損，它們全都轉化成了能量。一般認為化學反應過程中反應前后的物質總質量是守恒的，不過細究下來，化學反應過程中也存在質量虧損，畢竟化學反應過程中伴隨著能量變化，只是這種變化十分微小，幾乎可以忽略。

質量是最基本的物理量之一，可分為靜止質量和動質量，靜止質量是物質處于靜止狀態時的質量，動質量則是物質因運動所具有的質量。由于物質不可能處于絕對靜止狀態，所以并不存在嚴格意義上的靜止質量。比如一個靜止的蘋果，構成它的粒子仍然在運動。而在這些反應過程中轉化為能量的質量都是指靜止質量，總之質量也可以作為能量的量度。

不管是核反應，還是化學反應，都能釋放出能量，反應過程中丟失的這部分質量主要是以光子、高能粒子等各種物質形式溜走了，能量也是以這種形式釋放出來的。

既然質能是等價的，可為什么只見質量轉化為能量，卻不見能量轉化為質量？

其實，能量轉化成質量的案例也很普遍，下面分別舉三個例子。

1，根據相對論，物體的運動速度越快，它的質量就會越大，這是因為物體運動得越快，它所具有的能量也就越大。物體由于運動所多出來的質量，就是由能量轉化而來的，這部分質量也被叫做動質量。只是當物質處在高速運動狀態時，這種變化才會比較明顯。當一顆繡花針以非常接近光速的速度運動時，甚至能毀滅地球。

2，構成原子核的質子由三個夸克構成，可質子的質量卻比這三個夸克的總靜止質量多得多。研究顯示，這多出來的大部分質量就來源于夸克之間的強相互作用，也就是由強力場的能量轉化而來。

3，很多人認為能量只能依托于質量而存在，其實自然界中就存在純能量狀態的物質，比如光子，它就是一種處于純能量狀態的物質，靜止質量為0。光和熱，本質上是不同頻率的電磁波，而電磁波和光子是同一種物質不同形式的存在狀態。像光子這種純能量形式的物質，也可以轉化為實物粒子，現在科學家們已經成功在實驗室中利用高能激光生成正負電子對。而一對正負電子湮滅時就會100%轉化為能量，也就是轉化為光子。

能量通常以物質的做功能力來衡量。不同的運動形式，對應著不同形式的能量，這些能量可以轉化轉移。

在很多人的認知里，質量和能量仍有很大的不同。質量通常看得見摸得著，并且有質量的物體通常都是實物。而能量則是以光、熱等形式存在，給人的感覺比較虛無縹緲。其實，質量和能量不僅等價，還不可分割，它們是統一的。

不管是質量還是能量，它們都不可能憑空出現或消失。質量守恒定律和能量守恒定律是自然科學中非常重要的定律，當人們認識到質量和能量等價后，便將上面兩個定律合而為一，統稱為質能守恒定律。