“根據(jù)狹義相對論，質量和能量是同一事物的不同表現(xiàn)形式，對于普通人來說，這是一個比較陌生的概念。”——愛因斯坦

理論上沒錯，而且在理論中也可以將一枚粉筆完全轉化為純能量。不過現(xiàn)實中卻很難辦到。具體原因我們下面詳細分析。

愛因斯坦的狹義相對論告訴我們，宇宙的本質其實就是能量，而我們所看到的任何物質結構所具有的質量屬性，其實只是能量的不同表現(xiàn)形式而已。而一個物體所具有的總能量等于靜止質量中所包含的能量加上其動能。這里需要強調(diào)的一件事是，我們經(jīng)常會聽說一個質量物體的運動速度越快，其質量就越大，如果物體的運動速度無限接近光速，那么其質量會變的無窮大。

這個說法其實就是相對論里的質速關系，而這個質量的增加其實就是物體動能的增加所變現(xiàn)出來的物質總能量的增加，而不是真的質量會增加。因為質量這個物理量是一個物體所固有的本質屬性，并不會因為運動速度的變化而變化。

只不過是為了方便理解，我們以前將物體動能的增加所帶來的能量增加描述成為了質量的增加，不過這已經(jīng)是個比較陳舊過時概念了，我們現(xiàn)在一般不提相對論質量，只說物體所具有的靜止質量和動能，如果再提質量的增加，就會造成很多人的誤解。

E=mc2 這個簡單的公式十分簡潔的告訴了我們一個靜止的質量物體中包含了多少能量，如果將這些質量全部轉化能釋放多少能量，也告訴了我們需要多少能量才能創(chuàng)造出相應質量的物質。我們?nèi)祟惸壳八莆盏哪芰抠|量之間的相互轉化的方式最多最常見的就是化學反應、核反應和粒子加速器。

其中化學反應和核反應是物質釋放能量的過程，而在粒子加速器中是我們?nèi)祟惸壳叭藶橛媚芰縿?chuàng)造物質的過程，例如，我們同時加速兩個質子使其達到非常接近光速的速度，那么這兩個質子除了自身的靜止質量以外，也會擁有非常大的動能，如果將這兩個質子相撞，我們就會得到三個質子和一個反質子，如果我們把創(chuàng)造出來的粒子的動能加起來，就會發(fā)現(xiàn)它們所擁有的動能要比之前兩個質子的動能小的多，那么損失的動能去哪了？其實就是轉化為了物質，也就是一個質子和一個反質子，這個損失的能量就等于質子和反質子的質量乘以光速的平方。

這就是能量創(chuàng)造物質的過程，下面再說物質質量到能量的轉化過程。

先說下化學反應

化學反應是人類應用最多、掌握的最早的物質和物質之間的反應，其中包括放熱和吸熱反應，當然我們?nèi)祟愔饕獞玫氖欠艧岱磻驗槲覀冃枰獜奈镔|中獲取能量，而且我們?nèi)祟惍斀裆鐣饕哪茉垂彩腔瘜W燃料的燃燒。

以前我們認為化學反應的過程不存在反應物和生成物之間質量的缺失，因為我們發(fā)現(xiàn)參與反應的物質數(shù)量也就是原子的數(shù)量、種類并沒有發(fā)生任何的改變，改變的只是分子結合的形式，也就是說反應前物質中有多少種類的原子，以及這些種類原子的數(shù)量都不會發(fā)生變化，這就是我們高中時，配平化學反應式的原則。

因此我們當時也認為物質的質量是守恒的。這其實是我們科學發(fā)展階段認知的局限性，現(xiàn)在我們知道，化學反應只會發(fā)生在原子的電子層面，而決定原子種類、數(shù)量的原子核并不會在化學反應中發(fā)生反應，不過原子外層電子結合方式的改變，也就是化學鍵的斷裂和重組是化學反應中釋放能量的關鍵。在這個過程中能量的釋放，也會讓物質損失極小的質量，一般很難察覺。因為畢竟損失很少的質量乘以光速的平方，就會帶來非常可觀的能量。

不過粉筆的主要成分為碳酸鈣（石灰石）和硫酸鈣（石膏），或含少量的氧化鈣，硫酸鈣十分穩(wěn)定，不宜發(fā)生化學反應。碳酸鈣、氧化鈣可以和酸、水發(fā)生反應，不過這點物質所發(fā)生的化學反應釋放的能量微乎其微。基本可以忽略不計。

再說下核反應

原子核中蘊含著巨大的能量，主要來自強力所提供的結合能。例如通訊，在太陽中每時每刻都在發(fā)生著核聚變反應，每秒鐘會有4×10^38個質子聚變?yōu)楹ず耍谶@個過程中總共會損失400萬噸的質量，而這些質量就會以光子和中微子的形式輻射出去。

這里有個問題就是，四個質子跟一個氦核之間為何會存在質量差？我們知道氦核中兩個質子和兩個中子，而中子的質量比質子還要重，那為何它們結合在一起反而比四個質子還輕呢？這其實就是結合能的問題，當質子和中子結合在一起的時候，就會在強力的作用下被束縛成為一個更加緊湊的結構通訊，并且會損失質量。氦核比四個質子輕了0.7%，損失的質量就通過E=mc2釋放了出來。

粉筆的成分我們剛才已經(jīng)說了，其中包含碳、氧、鈣、硫元素，這些元素都在鐵元素以下，這說明它們可以繼續(xù)通過聚變的形式釋放能量，不過聚變生成的元素越重，釋放的能量也就越小，而且我們?nèi)祟惸壳耙矝]有掌握可控的核聚變，隨意想要通過核能利用粉筆中蘊含的能量是行不通的。

不過還有希望，反物質湮滅

除過核能以外，在宇宙中還存在一種能量釋放的極限形式，并且這種形式不會生成任何的反應廢料，也就是說可以將反應物的全部質量轉化為純能量，就是通過普通物質與其反物質版本進行簡單的接觸后湮滅。

如果我們創(chuàng)造出反碳、反氧、反鈣、反硫這些元素，就能實現(xiàn)一枚粉筆的質量全部轉化為能量，不過這只是理論上可行，因為我們要想創(chuàng)造出這些元素的反版本，就必須要有相應的創(chuàng)造能量，既然我們已經(jīng)有了這些能量，為何還要利用湮滅的方式再次獲得同樣的能量呢？這不就等于脫了褲子放屁，多此一舉。

而且正反物質之間的湮滅是瞬間發(fā)生的，無法進行有效的控制，能量集中快速的釋放會給地球造成毀滅性的災難，以廣島原子彈爆炸為例，其損失質量約為0.6~0.7g，就造成了數(shù)十萬人的死亡，而一枚粉筆大概重200克，你仔細品品！

總結下

通過物質損失質量來釋放能量是我們?nèi)祟惈@取能量的方式，而我們現(xiàn)在還局限在化學能源上，核能也沒有完全的掌握。所以理論是美好的，現(xiàn)實往往很殘酷。