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理論上可以，而且如今我們見到的宇宙萬事萬物都是能量轉化為質量（物質）的結果。宇宙在誕生初期沒有任何物質，只有純能量，而之後的物質都是由能量轉化過來的，這不就是能量轉化為質量最好的見證嗎？

為何如今人類很難做到把能量轉化為質量呢？

很明顯，人類在大自然面前太渺小了，大自然的力量是我們無法想象的。有些人經常這樣問：人類科技已經能製造原子彈了，為何製造不出一粒米？

原子彈是人類科技產物，一粒米是大自然產物，兩者沒有任何可比性！

理論上講，能量轉化為質量的過程就是轉化為能量的逆過程，這意味著需要極其龐大的能量才能轉化為極少的質量，更重要的是如何操控如此龐大的能量，而是這個過程中需要的很可能不僅僅有能量！

拿核聚變為例，核聚變過程中除了純能量，還有中微子，正電子等產生，這也意味著，把這個過程反過來，除了有純能量，還需要有中微子，正電子等物質的參與！而且，純理論分析，比如有恰到好處的能量才可以！

想想大自然的力量該有多麼恐怖，它用能量製造瞭如今我們所見到的一切，而如今的人類連一粒米都製造不出來！

宇宙探索

這個問題其實並非那麼簡單。人類已經能夠按照愛因斯坦的質能方程將質量轉變成能量，表面上看是對的，但是如果將核裂變反應產生的所有粒子收集在一個完全封閉的空間內，你會發現，用愛因斯坦的質能公式m=E/c^2(光子能量E=hv)推算，質量與裂變前無任何損失。同樣正、反物質湮滅後產生的光子收集起來推算，也是無質量虧損。

這些所謂損失的質量是以一些看不見的中微子，伽馬射線等高能粒子等形式在開放空間消失了。

其中的根本原因就是不存在所謂的純能量，能量是物質、基本粒子的基本屬性，不存在沒有物質結構的純能量。

另外，也根本不存在所謂絕對靜止的靜態質量，從根本上說，所謂的靜態質量也是相對的，相對論本身就推翻了絕對靜止的時空。特別是微觀粒子，光子、獨立運動的電子和質子等微觀粒子的靜態質量根本就沒有一個恆定的值。正因為如此，在粒子物理研究中新發現粒子的質量都用能量值（GeV電子伏特）表示的。

因為這些有量子特性的微觀粒子，根據量子力學原理根本不可能做到對參照系的絕對靜止。所以對於獨立於（慣性系）或脫離系統的微觀粒子的質量只能用（m=E/c^2）粒子的能量推算！

有些人錯誤的把靜態質量為零的光子看成純能量，而光子顯然是有物質結構的基本粒子。宇宙中不存在沒有物質結構的純能量，能量必須附著在物質上。

因此，質量虧損產生能量的說法嚴格地說是錯誤的。

很明顯，反過來能量產生質量這種說法也是不科學的。能量守恆，質量也是守恆的，如果質量不守恆，能量如何守恆？質量不守恆，動量也不可能守恆。正確的能量表達方程是這樣的：E^2=（mc^2）^2+（pc）^2

現在，有很多人錯誤的認為物體有所謂的運動質量（相對論質量）

m'=m0/（1-（v/c）^2）^0.5，有質量的物質之所以不能達到光速，是因為那個時候質量會變得無窮大。

其實這種將物質質量和能量、動量分離的演繹是完全錯誤的，對此愛因斯坦本人並不認同，愛因斯坦根本就沒有發表過質量的相對論公式，認為這是群眾（不知道愛因斯坦是不是說的民科的意思）的相對論觀點，表示這會混淆質量的定義。質量還是和能量和動量結合考慮比較好。

愛因斯坦在廣義相對論裡提出引力質量與慣性質量等效的觀點，根本沒有提相對論質量。

之所以有廣義相對論和狹義相對論，愛因斯坦是認為狹義相對論成立是有條件的，不能適用於時空“彎曲”變化的情況。

維度開拓者

能量轉化為質量？詐一看好像又要涉及很多最最最前沿的知識，其實並沒有大家想的那麼難。OK，廢話不多說，直接上證據:

先來個很簡單的實驗:假設有一個靜止質量不打大的物體被一個恆力拉著作加速運動。ps:不考慮空間和其他作用力。接下來很簡單吧，這個物體一直做線性加速，不會有其他變化。不過當它接近光速時，咳咳，重點來了，即使有著一個恆定外力作用，它的速度卻不會線性增加，而是以光速為趨勢線無限逼近但不會相交。

問題來了，恆力始終存在，物體一直向前運動，說明力一直在做功！可當物體接近光速時，速度變化極小，動能增加不大，那外力做的功去哪兒了？對，你沒想錯，就是變為了質量，當物體接近光速時，質量不斷增加直到無窮大。

說到現在，你也應該想到如下這個過程:外界能量不斷對小物體做功，接近光速時，由於相對論效應，物體的速度不會無限增加，多餘出來的能量轉化為質量增加保證能量守恆。歐克，恭喜你，完成了一次能量轉化為質量😜😜

最後多說一句，這個實驗不是我想出來的。這實驗是為了保證“光速不變”這個現代物理學的公理和能量守恆不矛盾提出的。至於是不是老愛為了相對論和熱力學基礎公理不相矛盾提出的，就布吉島了

君者勿雲

人類已經能夠按照E=mc^2將質量轉化成能量，但能否反過來用能量生成1g質量呢？

質量轉換成能量的例子很多，距離我們最現實的案例是核裂變，重核裂變-質量虧損-轉換能量！而稍稍遙遠一些的案例是核聚變，比如ITER正在埋頭苦幹的氘氚核聚變，希望將質子聚變的質量虧損從原子核的禁錮中釋放出來，雖然距離還比較遠，但這仍然是最具希望的事業！而能量轉換成質量的案例，儘管理論上並沒有什麼問題，但事實操作起來可能還不是一般的困難！

一、一克質量需要多少能量來轉換？

其實計算並不困難，因為用愛因斯坦的質能轉換公式還算下即可計算出來！

E=MC^2=0.001×299792458^2=89875517873681.764J

一噸TNT的能量約為：4184000000J

那麼相當於：21480.76噸TNT的能量

即需要一枚廣島原子彈的能量才能在理論上生成約1g的質量！

二、有什麼途徑可以將能量轉換成質量？

“夸克相變溫度”也許能給我們一些指導！這是一個強子物質（仍然由夸克以及反夸克與膠子組成的“普通物質”）到“夸克膠子等離子體”的溫度！這個相變溫度約為175MeV，相當於2萬億攝氏度！

在這個溫度條件下，物質將以夸克膠子等離子體狀態存在，而這個溫度也足夠高！夸克-反夸克可以這之中自發產生！這是一個純能量轉化質量的關鍵溫度！在這個溫度條件下，只要遠遠不斷輸入能量，那麼將會轉換為有質量的基本粒子。簡單的說，這是一個能量與質量之間轉換的門檻！

三、我們能達到這個溫度嗎？

其實上文的夸克相變溫度就是美國布魯克海汶國家實驗室中的相對論重離子對撞機（RHIC），將兩束金原子核加速到接近光速後碰撞，用採集到的淨強子數分佈的特徵與與格點量子色動力學的計算後，以重子數密度為零的條件計算出夸克相變溫度！

準確的說我們是計算出了這個溫度，而在加速器的極度加速下也是用物質創造出了接近與這個溫度的條件，但我們卻沒有技術以純能量的形式達到這個溫度，即沒有物質的條件，但事實上這其實也不可能，只不過用高能粒子對撞這種條件來創造能量轉換為質量的條件，是不是有種脫褲子放屁的感覺？當然不會，這也許是我們通向透徹理解宇宙大爆炸道路上的最後一個關卡，再往後是什麼？

星辰大海路上的種花家

從愛因斯坦的狹義相對論中，可以推導出著名的質能方程：

E=mc^2

其中E為能量，m為質量，c為真空中的光速（299792458米/秒）。

從中我們知道，任何物質都蘊含著巨大的能量。通過計算可知，只要大約1.1噸的物質完全轉化為能量，就相當於全人類目前一年所消耗的能量。原子彈、氫彈、恆星以及正反物質湮滅都是利用了質量轉變為能量的原理，所以這些過程才會產生巨大的能量，例如，之所以太陽每秒能夠產生3.8×10^26焦耳的能量，是因為每秒有大約426噸的氫原子核轉變為能量。

既然質量能夠轉變成能量，那麼，能量反過來能否產生質量呢？

根據質能方程，質量和能量在本質上是等價的，這意味著它們之間能夠互相轉換，物質可以從純能量中產生（m=E/c^2）。只是這個過程在目前十分罕見，但在宇宙的最初時刻決定了宇宙的未來。

能量轉化為質量

根據宇宙學標準模型，宇宙起始於138億年前，最初的宇宙中並沒有物質和空間，只有一個擁有無限溫度和密度的奇點。當宇宙誕生時，純能量轉化成各種正反粒子對。正反粒子對相遇之後，它們會發生湮滅，又再次轉化為能量。

但由於某種不對稱的過程，純能量所產生的正物質粒子略多於反物質粒子，導致反物質粒子幾乎被湮滅殆盡，宇宙中只剩下了一些正物質粒子。迄今為止，宇宙學家還不清楚究竟是什麼原因讓正粒子略多於反粒子。

隨著空間的膨脹，宇宙溫度逐漸下降，正物質粒子最終逐漸結合形成了中性原子。隨著時間的推移，中性原子結合在一起形成了宇宙中的各種天體，乃至地球生命。也就是說，組成生命和非生命的各種原子最初都是源自於純能量。不過，組成我們身上的原子現在很難轉變為純能量，除非與反物質的我們發生湮滅。

另外，物理學家在實驗中也有可能實現能量產生質量的過程。根據布萊特-惠勒過程，如果讓兩個能量非常高的光子（伽馬光子）互相碰撞，將會產生一對正反粒子對——電子和正電子，這意味著物質從能量中創造出來。目前，物理學家正在嘗試把光轉變為物質。一旦成功，意義非凡。

根據質能方程計算，如果要製造出1克物質，需要消耗大約9×10^13焦耳的能量，這相當於3070噸標準煤完全燃燒之後所產生的能量（可見化學反應的能效非常低）。基於目前的觀測結果，可觀測宇宙中的物質總重至少為10^53千克，這意味著宇宙最初至少有9×10^69焦耳的能量轉化為物質。

火星一號

質能方程的由來

要了解這個問題，我們就要先把質能方程搞明白。或者說，我們應該搞明白的是物質、質量和能量這三者的關係。

這要從1905年說起了，這一年是愛因斯坦人生當中最高光的時刻了。在這一年，愛因斯坦接連發表了多篇開創性論文。（都是超越諾獎級的發現）其中，最後兩篇後來被我們統稱為狹義相對論。

質能方程就是發表在這一年的最後一篇論文當中。所以，要理解質能方程的前提，就得先搞清楚狹義相對論到底是咋回事？

那我們就得把時間軸繼續往前推，在愛因斯坦之前，科學家界出現了兩場巨大的危機，分別是：以太和黑體輻射。

後者催生了量子力學，而前者就催生了相對論。所謂的“以太”其實是科學家假想出來的一個東西。具體來說問題就出在了光速上了，在牛頓力學中並不存在絕對的速度，也就是說，不存在在任何慣性座標系下都跑得一樣快的情況。可偏偏麥克斯韋提出的麥克斯韋方程求出來的光速是沒有參考系的，也就是說，麥克斯韋理論推導出來的光速在任何慣性參考系下速度應該都一樣，兩者也就是相互矛盾了。

於是，科學家就假定了有“以太”是光傳遞的介質，以此來消除這個矛盾，可惜，許多科學家通過各種實驗，最終證明了“以太”並不存在，其中比較有名的就是邁克爾孫莫雷實驗。

而此時很多科學家都很納悶，想不出到底哪出了問題。這時候愛因斯坦就在牛頓和麥克斯韋的基礎上，從雙方的理論體系中提煉出了兩條基本假設：

• 相對性原理
• 光速不變原理

並僅用這兩條搭建了整個狹義相對論的理論框架，整個過程有點類似於我們初中在做幾何推理題。也從這時候開始，愛因斯坦顛覆了人類關於運動的認識，他發現，運動會改變一個運動物體的時間和空間，以此提出了時間膨脹和尺縮效應，並且發表了一篇論文。

後來他繼續深挖，於是他又發現，運動還會改變一個物體的質量，並且通過動能定理求解，得到了質能方程。

但是得到了方程並不代表就能懂得其中的物理學含義。那該如何理解呢？

其實這部分的理解是關於相對論最大的誤區，在許多科普中在描述原子彈爆炸時，都會說“質量轉化了能量”。發現沒有？這裡直接描述成了轉換關係。但是，我們要知道，愛因斯坦的這篇論文可是叫做《質能等價》，他要表述其實等價關係。也就是說，質量和能量其實是一回事，是一個物體的兩個面，質量裡有能量，能量裡有質量，質能方程只是描述了它們之間的對應關係。（由於這個誤區的根深蒂固，所以現在講述這部分的大學教材都在著重強調，不信，你可以隨意翻一本講了質能方程的大學教材。）

也就是說，原子彈爆發，其實是損失了一部分的質量，這部分質量以能量的形式釋放出來。如果，我們讓一顆原子彈在一個封閉的空間裡引爆，這個空間和外界沒有任何的能量交換，如果有個理想的秤，我們稱量這個封閉空間就會發現，它至始至終是沒有發生任何變化的。

瞭解了這些，我們再回到物質、質量和能量，其實質量和能量都描述了物質，我們可以說

所以，實際上物理學中的對於能量和質量的定義是和大多數人現象中的不同的，而能量和物質之間的關係也和大多數人想象中的不太一樣。

能量和物質

所以，其實很多人納悶的其實是，所謂的“純能量”是不是可以轉化為所謂“物質”。那我們繼續拆解，物質其實是由原子構成的，原子是由電子和原子核構成的，原子核是由質子和中子構成的。當然，再往下還能分到夸克。

也就是說，其實這個問題可以變成所謂的“純能量”或者我們說“光子”是不是可以轉化成“物質粒子”。答案是：可以，只要溫度足夠高就行。

這其實就和宇宙大爆炸有關，在宇宙大爆炸初期，宇宙的溫度很高很高，在那個環境下，光子的能量特別高，當一對光子的能量要高於一對電子和正電子的能量時，這對光子碰撞就可以產生一對電子和正電子，前提是溫度達到了60億度左右。而質子、中子、π介子等粒子也可以通過這個方式得到，只不過所要求的的溫度不同，我們管這個溫度稱為閾值溫度。

不過，如果我們仔細看就會發現，是同時產生一堆正反粒子，也就是說，這對正反粒子其實還可以再湮滅轉化成“純能量”。

而我們如今的宇宙是正物質所主導，這是因為在宇宙早期，每10億對正反粒子對撞，都會留下一個正粒子，不過科學家還沒有搞清楚具體的原因。不過，毫不過分地說，如今構成萬物的一切粒子都是10億分之一的倖存者。

鍾銘聊科學

這個回答下面，一如既往的出現一堆民科。你可以對質能方程瞭解不多，但你好歹要回答這個問題前瞭解一下狹義相對論可好？E=mc2方是狹義相對論最廣為人知的一個方程，而同時狹義相對論最重要的兩個推論之一就是質量即能量，能量即質量，質能是一回事。在相對論前提下討論問題，只有質能守恆而沒有質量守恆或者能量守恆的說法，那兩種說法是在經典物理環境下的。在這種思考下，不存在什麼相互轉換，他們表達的就是一個東西。只是同一種事物的兩個屬性。

但如果用他來解釋核彈也是沒有問題的，再回到E=mc2，這個在現實中最直觀的體現就是核武器，核電站，我們地球上核裂變以及核聚變的過程中都會產生質量虧損，因此在這個過程中虧損靜質量就會以能量的形式表現出來，以光子，高能粒子等形式表現出來。

還有一點，正反物質的湮滅也符合質能方程，並且效率達到百分百，只是現在反物質還只能在實驗室裡極其少量的生產，遠未達到可以應用的地步，相比之下，可控核聚變還更有希望一些。

好了，回到題主問題，有沒有可能能量在某種情況下以物質的形式表現出來？我的回答是有。

在核聚變的情況下，由於鐵56結合能最高，所以恆星內部不可能產生比鐵重的元素了。要使鐵變為更重的元素，就需要繼續往鐵原子中塞入質子，但是直接塞質子是不可能的，只能先塞中子，大質量恆星在超新星爆發時，能達到100億度以上的溫度，此時快中子密度極高（可達每立方厘米10^23個），於是鐵元素在超新星爆發中進行快中子俘獲過程，再通過β衰變可以生成大量的超重元素。

這個過程中就是超新星爆發時的巨大能量被中子吸收從而穩定禁錮在原子核內形成新的物質。

又喝多了

能量轉化為物質是非常非常平常而常識的事情，只是與我們固有的觀念相沖突，就視而不見而已。

物質轉化為能量很好理解，有化學轉化和核能轉化，還有理論上的反物質與正物質湮滅的完美轉化，1克物質完全轉化為能量，根據愛因斯坦質能方程計算E=mc^2，得出1x10^-3x(3x10^8)^2=9x10^13J ，就是90萬億焦耳的能量。

這個能量相當於2500萬度電，或約2.15萬噸TNT爆炸當量，也就是相當1.5顆廣島原子彈的威力。

根據質能轉換方程，愛因斯坦得出“物體的質量是它所含能量的度量”的結論，也就是說物質的質量和能量可以互相轉化，質量可以轉化成能量，能量也可以轉化成質量，這符合能量守恆定律合質量守恆定律。

現在，質量轉化為能量已經被核裂變和核聚變所證實，在大型強子對撞機裡，科學家們也製造並能夠短期保存微量的反物質，驗證了反物質湮滅的能量。

但能量能不能轉換為物質呢？理論上是可行的，而且也一直都在我們的眼皮子底下悄悄地進行著。

物質能量的釋放可以在一瞬間，也可以可控的緩慢釋放（可控核裂變或核聚變），但一個巨大的能量瞬間變成實實在在的物質質量，這種狀態的轉化的確還沒有發現，人類也還不能做到。

但能量轉化為物質早就已經是時空見慣的事情了，只不過人們並沒有把它往質能轉換去想而已。

這個司空見慣的事情就是光合作用。我們知道，綠色植物或者某些細菌的葉綠素能夠吸收光能，會同二氧化碳和水等簡單有機物，合成複雜的有機物，並且放出氧。

光合作用產生的有機物主要就是碳水化合物，這正是人類生存所必須的物質。如果沒有陽光的照射，所有植物將在2個星期內滅絕。

光是什麼？是電磁波，是陽光或者其他光源裡面攜帶的能量，這些能量通過光合作用，在糧食、煤炭儲存起來，為人類社會服務。

其實不光植物，動物和人體，都有光合作用，通過陽光的照射，動物機體裡的物質才能夠合成轉化，保持健康狀態。

據研究，每平方釐米皮膚暴露在陽光下3小時，可產生約20國際單位的維生素D，即使穿著衣服只暴露臉部，每天在陽光中1小時，也可以產生400國際單位的維生素D。

而這種元素是鈣、磷吸收的輔助劑，在日常食物中是無法滿足需要的，必須從陽光中獲得。所以曬太陽可以補鈣就是源於此。

一粒種子種在地裡，在適當的元素和水分滋養下，通過光合作用，這些種子才能夠生根開花結果，從一個丁點大的小花蕾，漸漸長大成一個個果實。

這些果實中就儲存著太陽光的能量。

享用這些動植物微生物食物鏈的消費者們（包括各種動物），能夠在這些食物儲存的能量中，吸收穫得至少10~20%的能量，光和作用還維繫著地球上的碳氧循環，這是整個生態圈能夠循環往復的賴以生存的關鍵。

這些難道不是能量轉化為質量或者物質的事實嗎？不是每天都在我們眼皮子地下進行著嗎？只不過是複雜了些。

難道一定要放一個炮仗就出一粒豆子才是能質轉換？不，那只是魔術。

那麼，今後有沒有可能將這種魔術變為事實呢？理論上是有可能的。

當人類文明發展到相當高級階段時，也可以說宇宙高級文明的終極需求就是能量，有了能量就可以轉化除一切物質。

我曾經有過設想，人類可以通過基因工程培育出一種無需氧氣和水分就能生長的低等生物，就像青苔，只要有光照就能生長，而且生長出來是人類可以維繫生命的食物和水分，這樣人類在開發其他星球時，只要把這種種子帶去，通過光合作用，就可以解決食物和水分問題。

這就是一種能量轉化為物質的方式。當然這只是民科的想象，裡面有很多科學元素沒有深究，只是一種幻想。而且這種幻想只是人類發展中的過度產品，真正到了高級階段就是能量的直接轉換了。

所以，時空通訊認為，能量轉化為物質（質量）是完全可行的，而且一直在進行中，今後還會越來越高級。

就是這樣，歡迎討論。

時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題，發表的所有文章均屬原創，請尊重作者版權，謝謝關注支持。

時空通訊

首先，個人認為質能方程式只是一個物理公式。說明了質量和能量的關係。但是，並不能指導我們對物質和質量的轉換方法。

然後，既然質量可以轉化為能量，那麼能量一定可以轉化為質量。（這種可能性是存在，並且很大的，比如宇宙產生，只是目前木有證據）。好比：氫氣和氧氣燃燒可以生成水。但是，水不可能通過燃燒，變回氫氣和氧氣。人類只是還沒有找到能量變為質量的方式。

kissblueice

唉，怎麼跟你們說這個呢？

質量是質量，能量是能量，任何一個過程都是質量守恆、能量守恆的，質能方程要表達是意思決不是質量和能量轉換。

打個比方吧：你手裡有100元錢，肉鋪老闆那裡有10斤肉，他錢盒裡沒錢，然後你用20元錢跟他買了一斤肉。在你看來你的20元錢變成了肉，但是錢有沒有真的變成肉？把你和肉老闆合起來看，還是100元錢，10斤肉。錢還是錢，肉還是肉。

質能方程反映的是物體的質量與能量的一個聯繫：物體具有的能量與其質量成正比E=mc^2，當物體的質量減小時他具有的能量也要相應減小，減小的那部分能量就會釋放出來，並非質量轉換為能量。

那麼減小的質量去哪兒了？

前面所提到的質量是指靜止質量。在相對論中，質量有兩種：靜止質量和運動質量。虧損的靜止質量轉換成運動質量，所以質量也是守恆的。

關鍵字: 質量 轉化 科學