:一斤水中加入一斤鹽，難道不是兩斤總重嗎？這隱藏著什么奧秘？_

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這問題隱藏了物質本源的奧秘。在現實生活中，你無法準確地稱出一斤肉，或一斤米，除了精度，重力還涉及到環境溫度問題，但誤差實在太小，你要拿著做實驗的態度跟攤主討價還價，純屬沒事找事。

如果你做這個實驗得到的混合物，放在稱上的示數必然是2斤。因為鹽與水在整個實驗過程中并沒有發生過任何質量損失，即質量守恒。并且整個溶解過程只是物理變化，并未涉及化學反應，從微觀角度原子數量也沒有出現增多或減少。

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即使是換一種可以與水發生反應的鹽，只要容器是密閉的，不讓任何氣體溢出，沒有任何物質逃逸，那么容器內的質量也是兩斤。但如果真的細究起來，問題并沒有那么簡單，就像文章開頭說的：你難以得到準確的一斤，哪怕是水，一切都是理想狀態下的。因為質量就是能量，當環境溫度變化，質量也會發生變化。

物質的質量時刻在變化

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任何實驗都是在“控制變量”的情況下實施的，對于一些可以忽略的誤差，做不到，也沒必要精益求精，只要保證不會影響實驗結果即可。

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如果非要計較到小數點16位開外，那么一斤水加一斤鹽難以得到兩斤，因為實驗過程我們只考慮了質量變化，并沒有考慮“另一種質量”的變化。

1905年，人類尚未清楚原子的結構，也不知原子核是何物，愛因斯坦就發表了四篇論文，第三篇為《狹義相對論》。如果說牛頓力學可以統領宏觀層面，那么狹義相對論則具有普適性，無論是天體的運動，還是基礎粒子間的相互作用。而第四篇是基于《狹義相對論》，也是對其的一項補充，簡單稱為：質能等價，也就是那個經典的方程：

很多人解讀這個方程式，總是描述為質量可以轉化成多少能量，這其實是一種誤讀。愛因斯坦論文中并未用到任何與“轉化”相關的字眼，反而強調質量就是能量的一種形態。這就像人民幣、美元都是錢，你不能說我要把美元或人民幣轉換成多少錢，因為它本身就是錢。你也可以說成能量是質量的另一種形式，總之它們就是同一種東西，相互依存，只存在數值上的變化，不存在轉化。

順著愛因斯坦的思路你會發現，如果能量產生了變化也就意味著質量發生了變化。例如：一斤沸水倒入一斤鹽，封閉起來，水會不斷向外輻射能量，慢慢的溫度會降到與室溫相同，水失去能量的過程實際上就是損失質量的過程，那么實驗的結果就不再是兩斤，損失的質量為m=E/c^2，E為混合物向外輻射的總能量，c為光速，雖然得出m非常小，但并不意味著沒有。當然，從控制變量的角度，這點質量損失是可以忽略不計的。

圖：愛因斯坦質能方程原文《物理的慣性同它所含能量有關嗎？》第三頁也是最后一頁

用愛因斯坦論文原文結尾總結的幾句話來說：

如果一個物體以輻射的形式釋放能量L，則其質量減小L/c^2。物體的質量是衡量其能量含量的指標；如果能量變化L，質量也同樣變化L/9×10^20，能量以爾格計算，質量以克計算。輻射會使發射體與吸收體之間發生慣性對流。

當你清楚了這點，一斤水與一斤鹽的問題將不再那么簡單，在宏觀下你可以回答等于兩斤，但出于質能守恒，只要實驗過程并非完全密封絕熱，那么結果就不可能是兩斤。

為了方便計算與應試，教材中通常會設定公式的使用范圍，這個范圍并非“適用”范圍。數字我們可以省略與忽略，但在科學范疇背后的發生了什么是不可忽略的。這個就像有人知道勾三股四弦五，卻不知道該如何證明勾股定理，也不清楚公式這是怎么來的，最終只能站在巨人的肩膀上，走不出自己的創新之路。

當你深入到量子力學中，你會發現實際上質能等價的公式就是在描述粒子間的相互作用強度。一切基礎粒子本無質量，它們都是零維的粒子，它們稱不上物質，這些粒子由于四種基本相互作用才有了原子結構、物質的三維結構。這是物質從無到有的過程，也是從能量到質量的過程，因此才有質能等價。

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