人类是地球上最有智慧的生命，根据科学家的研究得出，地球上的生命都是由简单生物进化而来的，由最初的单细胞生物进化为多细胞生物，由多细胞生物进化为海洋生物，由海洋生物进化为两栖生物，由两栖生物进化为陆地生物，人类就是由陆地生物猿类进化而来的，在大约200万年前，猿类生物生活在地球上，当时地球上生活着很多其它凶猛的生物，猿类生物为了能够长久的发展下去，所以它们选择了群居生活，这样能够抵抗外来侵略者，而且还能够促进彼此之间相互交流的机会，科学家经过研究发现，频繁的交流能够使得猿类的大脑变得越来越聪明，由于猿类生物长期在一起生活， 所以猿类的大脑变得越来越聪明，最终成功进化为人类。

人类作为地球上最有智慧的生命，从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘，现在人类已经能够走出地球探索宇宙，这说明人类科技发展的速度是非常快的，人类之所以能够拥有如此之快的发展速度，主要是因为在人类历史上出现了很多伟大的科学家，比如说牛顿、哥白尼、霍金、伽利略、爱因斯坦等等，牛顿可以说是科学鼻祖，他给我们打开了宇宙的大门，让人类知道了宇宙天体基本的运行规律，而爱因斯坦是牛顿之后有一位伟大的科学家，1905年被称为是爱因斯坦奇迹年，在这一年内，他发表了四篇论文，提出了四个突破性理论，撼动了整个世界，在1905年的6月，他发表了一篇关于光电效应的论文，证明了当光线照射在不同的金属上，会发射出电子，这一理论奠定了量子力学的基础，解开了原子的奥秘。

在1922年的时候，爱因斯坦凭借光电效应获得了诺贝尔物理学奖，时隔1个月，他又发表了布朗运动的论文，为流体中粒子的随机运动提供了一个公式，在同年9月份，著名的侠义相对论问世，在11月份，他在侠义相对论的基础上推导出了E=mc^2，解释了物质的能力和质量的关系。爱因斯坦的广义相对论问世之后，让人类对时空有了一个全新的概念，爱因斯坦认为，引力其实并不是一种力，它只是时空弯曲的一种表象，八大行星之所以会围绕太阳转动，是因为太阳的质量太大了，将周围的空间都压弯了，所以八大行星才会向太阳系坠落，简单来说就是八大行星在围绕太阳做测地线运动，爱因斯坦的伟大不仅仅在于他发表了很多理论，而且他预言的很多天体和现象都被科学家证实了。

在爱因斯坦的相对论中，预言了黑洞这样的天体，但是由于当时人类的科技不够发达，所以很多人都不相信黑洞的存在，就连爱因斯坦本人都不敢相信这样天体能够存在宇宙当中，但是在2019年的时候，科学家拍摄到了第一张黑洞的照片，这也证明了黑洞确实存在宇宙中，除此之外，爱因斯坦还预言了引力波，引力波被认为是时空弯曲的一种效应，导致弯曲是因为质量的存在，在给定的体积内，质量越大，体积的边界处导致的时空弯曲率就越大，在2017年的时候，全球多国科学家同步举行新闻发布会，宣布了人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，这证明了爱因斯坦的理论是正确的。

今天我们就来说说爱因斯坦侠义相对论中一个著名的公式：质能公式，非常简洁，能量等于质量乘以光速的平方，这个公式看起来很简单，让两个原本看起来毫不相干的两个物理属性紧紧联系在一起，其实公式本身并不像看起来如此简单，还蕴藏着更深刻的奥秘，质量守恒和能量守恒，是经典力学就已经解决的问题，但是在经典力学中，质量和能量是两个完全不同互不相通的概念，它们之间没有确定的当量关系，认为一定质量的物体可以具有不同能量，这种能量以动量、冲量、动能、势能来表示，爱因斯坦的贡献就是把质量和能量这两个东西柔和在了一起，划了一个等号，即质量和能量是等价的，而且可以相互转化，其简化出来的公式为：E=MC^2。

在这个公式里的E表示能量，M表示质量，C表示光速，这一步看起来简单，但是却是一个重大的突破。这个公式的来源还得从19世纪20世纪初开始说起，当时人类形容物理学的两朵乌云就是电磁力学和黑体辐射，采用经典力学理论产生了不可调和的矛盾，在经典力学框架下无法解决这些危机，已经导致物理学的停滞不前，在经典力学中，没有光速限制，这就永远无法确定一个质量最大动量、冲量、动能、势能有多大，质量就无法和能量对接，更无法等价互换，就永远无法得出质能方程，爱因斯坦当时就发现了光速这个限制，光速锁定了所有物质运动速度的极限，这个极限就为质量和能量等价交换创造了条件，这就是物质运动到达最快时的动能，也就是物质的最大能量。

这个公式揭示了太阳的寿命，只要知道太阳释放的总能量和太阳每秒释放的能量，就能够得出太阳的寿命，根据爱因斯坦的质能方程，M是太阳的质量大约是2*10^30千克，C是光速大约是3*10^8米每秒，通过计算得出，太阳释放的总能量大约是1.26*10^45焦耳，按照这些数据科学家计算出来的寿命大约是1000亿年，不过科学家发现恒星只会在内部进行氢元素的核聚变反应，恒星的外层是达不到氢核聚变所需要的条件，也就是说，恒星终其一生是无法将自己全部燃烧，科学家发现在恒星的演化过程中，只有百分之10左右的氢元素参与了核聚变反应，因此，我们把之前的数据1000亿年乘以0.1就能够得出太阳的寿命，大约是100亿年。对于人类来说，质能方程式非常重要。

如果没有这个公式，人类也无法制造出原子弹来，不过仅仅靠公式并不能够制造出原子弹来，它只是给原子弹提供了一个理论依据，原子弹的出世还需要感谢约瑟夫·约翰·汤姆逊，汤姆逊最大的贡献就是在1897年发现了电子，电子的发现打开通向基本粒子物理学大门，而电子的发现也证明了原子并非不可分割，电子的发现具有划时代的意义，它说明原子并非“不可分割”，原子必然存在内部结构，人们必将冲破千百年来认为原子是组成物质的最小单元的陈旧观念，而去了解物质结构更深的层次。在此之后，原子核物理学之父，继法拉第之后最伟大的实验物理学家（注意爱因斯坦是理论物理学家）卢瑟福在1910年进行了震惊世界的α粒子散射实验，他通过α粒子为物质所散射的研究，无可辩驳的论证了原子的核模型。

因而一举把原子结构的研究引上了正确的轨道，他在这个实验中发现了原子并非不可变，放射性是发自原子内部的变化。放射性能使一种原子改变成另一种原子，而这是一般物理和化学变化所达不到的。卢瑟福的这一个发现为原子物理学的创立做了开创性的工作，也让原子能的研究开始提上了议程。而卢瑟福的学生查德威克发现了中子，成为了原子能研究的起点，后来，意大利物理学家费米用中子作“炮弹”轰击铀原子核，发现了核裂变和裂变中的链式反应，开创了人类利用原子能的新时代。爱因斯坦的质能方程式，让我们知道了物质和能量之间是可以相互转化的，看到这里，相信很多人都会产生一个疑问，就是物质转化为能量在我们生活中很常见。

但是能量转化为物质，却没有见过，这是为什么呢？按照质能方程式，能量转化为物质需要的能量级非常高，在这个过程中，能量E和质量m之间的转换系数就是光速c的平方，这是一个极大的数值，因此即使很小的质量，也能够转化为很大的能量，比如说一杯水是200克，完全转化为能量相当于几千颗广岛原子弹的爆炸所产生能量，而且在日常过程中，通常只涉及能量的形式转化，而不涉及质量的转化，在化学反应中，质量的变化小到几乎可以忽略不计，而能量转化为质量的过程需要特定的物理条件，比如说在高能粒子对撞机中才能够实现，煤炭燃烧转化的能量只有百分之0.0000028，原子弹和氢弹的转化率是百分之13和百分之0.7，目前只有反物质才能够百分之百的转化。

根据科学家的研究发现，在宇宙中，目前只有宇宙大爆炸是能量转化为物质的典型案例，在138亿年前，有一颗奇点发生了爆炸，奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点，这个点爆炸以后，我们的宇宙快速的向四周膨胀，经过138亿年的时间，宇宙才膨胀成我们现在所看到的样子，宇宙中的所有物质都是在宇宙大爆炸之后形成的，质量转化为能量实际上并不如我们想象中的简单，所以更加不要提能量转化为质量了。实际上质能方程也包括了能量转化为质量的公式，我们只需要简单地使用初中数学知识，将质能方程的数值调换一下，就可以得出m=E÷c²。

简单来说就是，任何想要将能量转化为质量，都必须除以光速的平方这个巨大的常数，这对于人类来说几乎是不可能的，所以能量转化物质是一件非常困难的事情，如果说人类未来能够实现能量和质量的相互转化，那么人类就能够像科幻小说一样，能够凭空变出各种东西，这就类似于神仙，能够凭空变出食物和其它东西来，既然现在物质转化为能量的转化率都是非常低的，但是为什么反物质和正物质的转化率能够达到百分之百？世界上没有任何物质或者是技术制造出来的能量能够和反物质相媲美，现在我们人类掌握的最大质量转化技术就是核聚变。质量转化为能量的比率大约是百分之0.7，也就是1kg物质能够转化出7g的能量，只是反物质转化率的142分之一。

根据爱因斯坦的质能方程式E=mc^2，1g反物质与1g正物质发生湮灭，所以就会爆发出2g的能量，即1.8*10^14J。这个能量有多大呢？每kw/h（千瓦/时，1度）电能相当于3600000J，每吨TNT炸药爆炸能量相当于4184000000J。因此1g反物质与1g正物质湮灭，就会产生相当5000万度电，或者说4.3万吨TNT炸药的爆炸威力。目前科学家在实验室中经过14年不断的努力，一共制造出了100万亿个反氢原子，数量看上去非常庞大，但是重量可以忽略不计，因为它们只有10^-10次方的重量，按照这个实验成本计算下来，制造1克反物质，需要花费62.5万亿美元。虽然人类现在能够制造出反物质来，但是成本太高了，而且制造出来的反物质所产生的能量，还不足以烧开一壶水。

小编认为，质量和能量之间是非常密切的，质能守恒定律揭示了物质和能量之间的相互关系，但是以人类现在的科技来说，人类还无法将物质和能量完美的利用起来，不过人类是地球上最有智慧的生命，人类的科技在不断的进步和发展，只要人类能够坚持不懈的努力下去，未来随着人类科技的进步，人类一定能够熟练的掌握质能转化的方式，期待这一天能够早日到来，对此，大家有什么想说的吗？